“分子的立体构型”教学实践与思考

朱丽娅

单元教学强调从单元整体出发设计教学，突出教学目标，内容和过程的整体性、联系性和发展性.因此，单元教学应从单元教学内容着手、从单元教学目标着眼、从单元教学策略着力.三序融合是单元教学内容设计的关键，观念建构是单元教学目标设计的核心，学生活动是单元教学策略设计的重点.

一、三序融合是单元教学内容设计的关键

课堂教学是一个多元的、开放的、动态的系统，它要求将“知识的逻辑发展顺序、教材的文本呈现顺序、学生的认知心理顺序”有机地融合起来确定教学内容和教学顺序.“三序融合”是单元教学内容设计的关键.学生探究欲的激发和知识的内在逻辑生长是确定单元教学内容和顺序的根本依据.“認识共价分子结构的多样性和复杂性，能根据有关理论判断简单分子或离子的构型，能说明简单配合物的成键情况”是高中化学课程标准中“分子的立体构型”的内容标准.结合课程标准和“三序融合”的教学内容设计思想，确定本单元教学内容和顺序为“杂化轨道理论简介”、“价层电子对理论”、“等电子体原理”、“配合物理论简介”.

二、观念建构是单元教学目标设计的核心

教学目标是指通过教师设计的有组织、有计划的教学活动，对学生身心发展变化的期望，是学习者通过教学后应该表现出来的可见行为的具体明确表述.因此，单元教学目标设计应重视教学目标的整体性、全面性，观念建构是单元教学目标设计的核心.“分子的立体结构” 单元教学要帮助学生建构哪些观念呢？

首先，理论的提出源于事实，并随着人们对事实的不断认识而发展、完善.在教学中发现，有些学生总是纠结于怎么知道碳原子采用了什么样的杂化方式？从路易斯的“八隅律”理论到基态原子轨道重叠的量子化学模型，再到以量子力学为基础的杂化轨道理论以及配位键理论，反映了人们对分子的“化学作用力”由现象到本质、由简单到复杂、由片面到全面不断深化的认识过程.

其次，理论模型是基于经验事实的概括，它不能反映事实的全部.“价层电子对互斥模型”作为一种简单的理论模型，用以预测简单分子或离子的立体结构，只是在有限范围内具有正确性.在教学中，有的学生不自觉地将此模型迁移到多中心分子或离子甚至配合物中，反映了学生对概念的内涵和外延理解不准确.“等电子体原理”的本质是一种类比思维.类比的结果是否正确，需要经过实践检验.

三、学生活动是单元教学策略设计的重点

例如，在讲“杂化轨道理论简介”时，教师可以以H2O、NH3、CH4为例，从基态原子的原子轨道重叠角度形成的键角与分子的实际键角差异产生认知冲突，设计问题：1.按基态原子原子轨道重叠的方式和角度，H2O、NH3分子的键角应为多少？为什么与H2O、NH3分子的实际键角有差异？2.按基态原子轨道的电子排布，1个碳原子能结合多少个氢原子？为什么1个碳原子能结合4个氢原子形成CH4分子？为什么CH4分子是正面四体空间构型？在强烈的动机和兴趣驱动下，学生感悟和掌握杂化轨道理论提出的缘由、要点和类型.

又如，在讲“价层电子对理论”时，教师可以进行诱导启发：为什么中心原子同为sp3杂化的CH4、NH3、H2O分子中的键角却不相同？通过讨论、分析、比较，使学生感悟：分子中的键角或分子的几何构型主要决定于中心原子的价电子层中各电子对间的相互排斥作用.这些电子对在中心原子周围按尽可能互相远离的位置排布，以使彼此间的排斥能最小.教师还可以通过“气球游戏”，让学生在实践活动中得到启迪：当物体所占空间因素相同时，它们彼此趋向均匀分布；较大物体会“挤占” 较小物体的空间.

再如，在讲“等电子体原理”时，教师可以启发学生思考：已知CH4、NH3、H2O、BF3、BeCl2分子的空间构型分别为正四面体形、三角锥形、折线形、正三角形、直线形，与这些分子空间构型相同的分子还有哪些？为什么这些分子的空间构型相同？学生在寻找这些分子的过程中归纳概括：相同价电子总数且相同原子数的两个或两个以上的分子或离子，具有相同的结构特征（立体结构、化学健类型）.

从教学内容上讲，单元教学设计不再拘泥于教材固有的章节顺序，改变以课本为中心，依据对课程标准的分析和学生的需要以及学科内在逻辑，统筹重组和整合优化教学内容体系；从教学目标上讲，单元教学设计在关注知识、技能目标的同时，更重视思想、观念这些高层次目标的达成；从教学策略上讲，单元教学设计更强调促进学生主动学习、自主学习的活动.