精选方法 突破难点

冯桂明

摘要：“物质结构与性质”模块理论性强，原理繁多，内容抽象，学生学习时表现出明显的畏难情绪。教学时可利用同化原理，模型的直观性、多媒体的形象性、教学语言的生动性、动手模拟的体验性等形象化教学手段，以及借助微课视频“再造”教育，帮助学生突破难点。

关键词：物质结构与性质；教学策略；同化原理；形象化教学；微课

文章编号：1005-6629（2018）1-0043-05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

“物质结构与性质”模块是高中化学课程的重要组成部分，内容涉及从原子、分子水平上认识物质构成的规律，以微粒之间不同的作用力为线索，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，认识化学学科的本质，并提高分析问题和解决问题的能力。该模块不同于以往所学必修模块的知识，理论性强，涉及原理众多，内容抽象而复杂，给学生的学习带来了一定的难度，也给教师的教学工作带来了挑战。笔者运用教育学、心理學的知识，结合多年教学实践经验，精选教学方法，优化教学策略，帮助学生顺利突破难点。

1利用同化原理，减轻学生对新知识的心理负担

认知结构同化论是美国教育心理学家奥苏贝尔于1963年提出的，他认为学生能否习得新信息，主要取决于他们认知结构中已有的相关概念；意义学习是通过新信息与学生认知结构中已有概念的相互作用才得以发生的，这种相互作用的结果导致新旧知识的意义同化。因此，同化的实质是新旧知识相互作用，当新知识的习得能够找到与之对应的旧知识并予以同化，这样的学习相对轻松。本模块很多内容都已经在必修或有机模块中进行过基本的学习，在教学时要做好衔接，注意新旧知识的内在联系，唤起学生对原有知识的记忆，充分发挥知识同化的作用，以减轻学生对新知识的心理负荷，帮助学生顺利习得新知。

例如，在学习电离能和电负性的时候，我们可以先充分复习元素周期律的相关知识。元素周期律在必修2中涉及原子半径、最高和最低化合价，金属性、非金属性变化的周期性，并且这些周期性变化的根本原因都取决于原子核外电子排布的周期性变化。学生对这部分内容是熟悉的，通过复习唤醒记忆后，在学习电离能、电负性内容时就可以顺利进行同化。其实第一电离能与元素的金属性在本质上有些相同，而电负性与非金属性本质上基本一致。学生明白了这一点，就能很好地掌握第一电离能和电负性的变化规律。

又如，为了帮助学生更好地理解铜氨配合物的形成及克服相应方程式书写的困难，可以引导学生对比“有机化学基础”模块中银镜反应的内容。

铜氨配合物溶液的制备：（1）向盛有硫酸铜水溶液的试管里加人氨水，先形成蓝色沉淀。

形成难溶物的原因是氨水呈碱性，可与Cu²⁺形成难溶的cu（OH）₂沉淀。学生理解及书写这一步反应方程式是没有难度的，2NH₃·H₂O+Cu²⁺=2NH⁺₄+Cu（OH）₂↓（沉淀的产生）。

（2）继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液。

此时，可引导学生回顾“银氨溶液的制备”：在洁净的试管中加入1mL 2%的AgNO₃溶液，然后边振荡试管边逐滴滴入2%的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止，制得银氨溶液。相应的方程式为：NH₃·H₂O+Ag⁺=NH⁺₄+AgOH↓（沉淀的产生），2NH₃·H₂O+AgOH=[Ag（NH₃）₂]⁺+OH⁺+2H₂O（沉淀的溶解）。

AgOH的溶解是由于与过量的氨水形成可溶的银氨配合物[Ag（NH₃）₂]OH，学生在这已有认知经验的同化下，就不难理解：往Cu（OH）₂沉淀中继续滴加氨水，沉淀溶解，也是形成了可溶的铜氨配合物。接着，再告诉学生银氨是一配二，而铜氨是一配四。学生书写方程式也就轻而易举了，4NH₃·H₂O+Cu（OH）₂=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O（沉淀的溶解）。

2通过形象化教学，降低学生对抽象知识的理解难度

本模块主要探讨物质微观结构与宏观性质之间的关系。微观结构抽象难以理解，对学生的抽象思维要求特别高。在教学中可尝试运用多种手段，实施形象化教学，以降低学生对抽象知识的理解难度。如模型的直观性、多媒体的形象性、教学语言的生动性、动手模拟的体验性等都可以改变教学内容的面貌，化抽象为具体，从而增加知识的可接受性。

2.1模型的直观性

在学习价层电子对互斥理论的时候，让学生组装氨分子、水分子等VSEPR模型，利用模型的直观性，来认识理论的内涵。用圣女果代表氮或氧原子，小葡萄代表氢原子，牙签代表共价键。再取实验室导气用的短橡胶管，两端套在工字钉上，插入相应的原子上代表孤电子对。在学生组装的氨分子、水分子VSEPR模型中大体都有两种情况，分别如图1的（a）（b）和（c）（d）所示。

教师追问：究竟哪种模型才能比较真实地表示氨分子、水分子的VSEPR构型呢？

学生众说纷纭。这时候，教师带领学生再次认真研读价层电子对互斥理论的要点：对于AB_n型的分子或离子，中心原子A价层电子对（包括用于形成共价键的共用电子对和没有成键的孤电子对）之间存在排斥力，将使分子中的原子处于尽可能远的相对位置上，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低。endprint

学生就不難得出图1（b）（d）才能比较真实地表示氨分子、水分子的VSEPR构型。另外，学生从直观的模型中更能深刻地认识和理解理论的内涵。

教学中的“好口才不如好教具”，晶体结构的教学更离不开实体模型。学习相关内容的时候，把Na、Zn、I间、NaCl、CsCl、干冰、金刚石等晶胞，石墨的层状结构和金刚石的空间网状结构模型，金属晶体的简单立方堆积、体心立方堆积、六方最密堆积和面心立方最密堆积模型展示给学生看，看不清的可以传阅或课后再进一步仔细观察。相信学生通过这种直接感观学习，不但提高学习效率，还培养了观察分析、归纳总结的能力。

实体模型在教学中有着不可替代的地位。比如，根据所给的碘单质晶胞示意图，计算其中所含原子数的时候，学生看着课本中的晶胞图都迷糊了，用学生的话说，就是那种眼睛出现重影的感觉，根本看不出分子究竟在面心还是体心上。此时，教师展示实体模型。首先指引学生观察晶胞的八个顶点，每个顶点都有一个分子；接着教师用手分别抓一下位于每个面面心的分子，让学生清楚六个面的面心都各有一个分子；最后，把手伸进晶胞体心，捞一下，空空的，说明体心没有分子。就这样，用实体模型让学生全方位地进行观察，一切的盲点和难点就迎刃而解了。

2.2多媒体的形象性

多媒体的形象性，使之在本模块教学中也作出了重要贡献。比如在σ键和π键形成的教学中，使用flash动画可以更清晰地展示“未成对电子的原子轨道相互靠拢，原子轨道‘头碰头或‘肩并肩地相互重叠，从而成键”的动态过程。

利用化学软件Mercury研究晶体结构。在晶体研究过程中，往往需要展示晶体内部的微观结构单元。虽然有结构模型，但由于数量有限，有时候展示效果也不尽如人意，化学软件弥补了这一缺陷。Mercury是英国剑桥晶体数据中心Cambridge Crystallographic Data Centre制作的剑桥结构数据库系统Cambridge Structural DatabaseSystem下的一个软件，用于观察和研究晶体的三维结构。该软件应用于本模块教学中主要有以下几种功能：

2.2.1展示晶体的三维结构

Mercury软件能够读取多种格式的晶体结构数据，在界面中输出晶体的三维结构，如NaCl、CsCl、CaF₂、C₆₀、金刚石等。该软件还可以对晶体结构进行位置及尺寸调整，得到最佳的观察点，便于研究。

2.2.2从微观上理解晶体的各向异性

打开软件，导人金刚石.cif结构数据，调整以显示晶胞[如图2（a）]，旋转晶胞，从不同角度进行观察，发现其透视情况不一样[如图2（b）（c）]，说明金刚石晶体具有各向异性。

2.2.3突破金刚石结构特点

（2015国乙第37题节选）在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环为六元环，每个C原子连接____个六元环，六元环中最多有____个C原子在同一平面。

用Mercury软件导人金刚石.cif结构数据，便出现了与原题一样的金刚石晶体结构[如图3（b）]。可将碳原子涂上不同颜色或标号进行标识，旋转到最佳观察位置，便可看出每个六元环都为椅式结构，最多有4个碳原子在同一平面。同理引导学生，不难找出每个碳原子连接12个六元环。

2.3教学语言的生动性

教师授课时常会遇到这样的情景：对抽象概念的阐释，尽管费尽唇舌反复讲解，学生依旧表情茫然，使教学陷入尴尬局面。要想改变上述情况，可借助生动的语言描述。

比如在化学键的教学中，笔者以氯原子为“主角”，讲述氯原子最外层7个电子不稳定，为寻找多一个电子的经历：

（1）遇到钠原子，钠原子说：“我最外层刚好有一个电子，给你拿去！不用谢！”这样钠原子失去一个电子形成钠离子，而氯原子就得到一个电子形成氯离子，它们都达到了稳定结构，它们之问的相互作用称为离子键。

书写电子式时说氯原子不放心，还是筑起了篱笆。

（2）遇到另一个氯原子，氯原子说：“我也差一个电子，要不我们每人拿出一个电子共用吧，这样就双赢（都达到8电子稳定结构）。”……由于它们“同种”，势均力敌，共用电子对不偏移，于是形成了非极性共价键。

（3）遇到一个氢原子，氢原子说：“你看见我最外层一个电子就想拿去？需知我这一层也刚好欠一个电子呢。”此时，氯原子说：“要不我们共用吧。”……由于它们“不同种”，氯原子势大力沉，而氢原子瘦小力弱，结果共用电子对偏向氯原子，这样就形成了极性共价键。

每次像这样用生动的语言去类比描述的时候，学生都会心领神会，就连平时不爱听课的学生都被吸引过来。注意语言艺术，巧用类比，能让原本枯燥的理论课堂一下子就活跃起来了，往往有意想不到的好效果。

2.4动手模拟的体验性

比如，为了让学生清楚地认识是由一个σ键和两个π键组成的。笔者在课堂上组织全体学生动起来：请同学们拿出双手（左右手分别代表一个N原子），让每只手的拇指、食指和中指指向相互垂直的方向（代表氮原子的p轨道），然后两只手的中指慢慢地以“头碰头”的方式靠近，重叠，形成σ键。随后让学生观察，其余两组手指（拇指和拇指、食指与食指）的重叠方式。学生马上就能近距离地看出：剩下这两组手指都是“肩并肩”的关系，从而得知中有两个π键。

又如，在学习金属晶体密置层的两种堆积方式（六方最密堆积和面心立方最密堆积）的时候，笔者组织学生用乒乓球代表金属原子，每层乒乓球间用双面胶粘连，进行拼装模型。让学生在动手体验的过程中领悟两种堆积方式的差别，收到事半功倍的教学效果。

3借助微课视频“再造”教育，帮助学生课后突破难点

2011年可汗学院创始人萨尔曼·可汗在TED发表著名的《用视频再造教育》的激情演讲，2012年发表《同一个世界的学校：重新构想教育》（The One World School House：EductionReimagined）著作，倡导利用视频向全世界免费授课，走向理想中的教育。我国教育部中学校长培训中心吴志宏教授认为：视频改变教育，这是教育改革新趋势。endprint