《物质结构和性质》模块有效教学的设计策略

苏永平 张昀

〔关键词〕 化学教学；《物质结构和性质》；有效教学；设计策略

〔中圖分类号〕 G633.8〔文献标识码〕 C

〔文章编号〕 1004—0463（2012）18—00５２—02

《物质结构和性质》作为高中化学新课程的选修模块,是化学学科的重要基础理论。本模块具有教学新增内容多、学习内容抽象、理论性较强的特点，教学过程中教学深度和广度难以把握，容易使学生产生畏难情绪，从而影响课程目标的落实，影响教学的有效性。本文就该模块有效教学的设计策略谈谈自己的一些浅见。

一、研究课程标准，领悟《物质结构和性质》模块的教学功能

《普通高中化学课程标准》（实验稿）指出：《物质结构和性质》模块是现代化学的重要组成部分，也是医学、生命科学、材料科学、环境科学、能源科学、信息科学的重要基础。该模块是从原子、分子水平上介绍物质是怎样构成的，围绕着“微粒之间的不同作用力”这条基本主线展开，主要包括两部分内容：一是有关物质结构的基本概念和原理；二是有关物质结构的基本观点和基本方法。其教学的主要功能是：从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，增强学习化学的兴趣；进一步形成有关物质的基本观念，能从微观的角度认识一些自然现象，形成对物质及其变化的科学认识；能从物质结构决定性质的视角解释一些化学现象，预测物质的有关性质；在理论分析和实验探究过程中学习辩证唯物主义的方法论，逐步形成科学的价值观，培养具备一定科学素养的公民和培养未来在化学学科领域继续深造的专业人才。本模块在内容的选择和组织上强调选择性，共分为四个主题（即：原子结构与元素的性质、化学键与物质的性质、分子间作用力与物质的性质、研究物质结构的价值），侧重研究不同类型物质的有关性质，帮助高中学生进一步丰富物质结构的知识，提高分析问题和解决问题的能力。

二、统揽教材，明确不同学习阶段的目标要求，把握教学内容的深度和广度

《物质结构和性质》作为化学学科的重要内容，教材设计紧贴课程标准，以必修为依托，内容编排符合学科本身的内在联系，逻辑关系清晰，整个体系主次分明，主要线索线性化（结构与性质），次要枝节散点化（在正文适当位置以科学视野、科学史话、资料卡片等阅读材料的形式呈现），使教材丰富多彩。知识体系构建注重初高中内容的衔接，必修与选修的衔接，避免了雷同和重复，如原子结构内容在初中课堂主要讲原子由原子核和核外电子构成，必修课程内容包括原子核的结构、原子中各微粒的关系、核外电子排布，而选修课程内容包括原子结构的量子力学模型、核外电子的能级排布。在教学设计时，要重视同一知识内容在不同阶段的学习要求，避免教学内容的重复和一步到位、随意拓展，要把握教学内容的深度和广度，避免加重学生的学习负担。对于教材新增内容，如原子结构的构造原理、原子核外电子的跃迁理论、价层电子对互斥模型、配合物理论、手性分子、金属晶体的基本堆积模型等，应采用从最简单物质及其结构的分析出发，充分利用教学辅助手段，如电脑动画、自制模型、制作资料卡片、科学视野等，加深学生对知识的理解和应用，提高学生学习的积极性和有效性。又如，对构造原理的教学重点应放在应用上，教学时要求学生会应用构造原理写出基态原子的电子排布式，不要求学生探究构造原理中能级次序的原因。

三、优化教学设计策略，提高课堂教学的实效性

1．研究课程标准，突出三维目标的落实，促进学生全面发展。《物质结构与性质》模块属于化学理论，学习内容深奥、抽象，加之情感、态度与价值观目标在课程评价中的缺位，教学时容易把学习重点集中体现在认知目标上，而忽视过程与方法、情感态度与价值观的形成。在教学设计时，要设计多元化学习活动，让学生在自主、合作、探究的学习活动中落实过程与方法目标，挖掘教材中的情感因素，激发学生的学习兴趣。例如，可以利用本模块的主题内容，通过观看影像资料、阅读、交流、讨论，对学生进行“由此及彼”、“量变引起质变”、“事物一般性寓于特殊性之中”等唯物主义观点的教育，启发学生自觉运用辩证唯物主义的观点与方法理解物质结构与性质的关系。

2．利用同化原理，做好相关内容的衔接，捕捉新知识的生长点。学习认知理论认为：一切新知识的学习都应该找到对应的旧知识来同化，这样的学习才是有效的。在教学设计时，要注意原有知识结构与新知识的关系，让学生利用已有知识、经验获取新知识，以利于知识的形成、顺应、同化。本模块很多内容在必修2中都进行了学习，在教学时要注意新旧知识的内在联系，唤起学生对原有知识的回忆。例如，元素周期律在必修2中涉及了原子半径、金属性、非金属性的变化周期性，并且这些周期性变化都决定于原子核外电子排布的周期性变化，学生对这部分内容可以说是熟悉的，在学习第一电离能、电负性内容时就需要将其进行同化，其实第一电离能与金属性的本质是有些相同的，而电负性与非金属性本质上一致，学生明白了这一点，就能很好地掌握第一电离能、电负性的变化规律。

3．密切联系生活、生产实际，突出知识的实用性，激发学生的学习积极性。《物质结构与性质》模块的内容抽象、难度较大，学习起来枯燥，容易产生畏难情绪，进而丧失学习的兴趣。在教学中要尽可能挖掘、整合课程资源，要注意挖掘教材中的人文背景素材，加强教学内容与生活、生产的联系，突出教学内容的实用性，激发学生的学习兴趣和学习动机。

4．重视化学发展、发现史的教学，让学生体验科学探究的思想和精神，形成科学的态度和方法。《物质结构与性质》模块涉及到很多化学发展史，特别是对于概念发展的历史，像原子结构、原子轨道的发展历史、共价键的发展历史等。教材涉及到的“科学史话”就有7个栏目，教学中应注意运用这些科学发现、发展史，挖掘科学知识的发现、发展过程所蕴含的科学思想和方法，以收集、查阅、讨论史料活动为载体，培养学生的合作探究精神，体验利用文献资料进行化学研究的过程，体验科学探究的思想，对学生进行科学思想与方法、科学精神与科学态度的教育。例如，对于原子轨道的认识，可遵循原子结构的发现史：从卢瑟福模型到波尔模型，然后到量子力学的原子轨道模型的认识过程。让学生认识到原子轨道不是从天上掉下来的，也不是一个科学家把它写出来的，而是经过科学家不断探究、不断完善形成的。这样学生对科学知识的认识就会更深刻，对科学家的探究过程也就更有体验。

5．利用直观教具，变抽象为直观，降低学习的认知难度。《物质结构与性质》模块的理论性强，微观结构难以理解，对学生的抽象思维能力要求较高，在教学中要注意运用多种教学媒体帮助学生理解教学内容。例如，利用球棍、橡皮泥和牙签制作各种晶体模型、物质结构模型，让学生亲手制作、组装、观察物质结构模型，使学习活动具有更强的参与性、主动性；利用多媒体课件展示一些晶体、非晶体的图片、用动画形式去演示一些晶胞、晶胞与晶体的关系；利用计算机软件绘制各种晶体的晶胞；利用网络查找有关晶体结构模型的三维立体图片或动画等等，从而降低知识的理解难度，增强学生的接受能力，提高教学效率。

6．重视理论方法的构建，让学生远离题海。《物质结构与性质》模块的学习要着力于理论方法的构建，而不是着眼于题海训练。教学中要紧紧抓住“结构决定性质，性质反映结构”这一主线，构建知识体系。例如，在讲氢键时先给学生提出一个问题：为什么冰的密度比液态的小？继而从研究冰的结构中提出了氢键概念，指出氢键的存在使水的溶沸点升高的原因，最后从H2O 、H2S、 H2Se、 H2Te 的沸点曲线图中进一步加深对氢键的认识，学生也就学得容易、记得牢、用得活了。

编辑：张昀