徐曉峰
(陸慕高級(jí)中學(xué) 江蘇 蘇州 215131)
《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊特點(diǎn)是“知識(shí)抽象、理論性強(qiáng)”,這會(huì)影響學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,教學(xué)中可以應(yīng)用不同的教學(xué)方式和教學(xué)策略來(lái)加以彌補(bǔ)。
本模塊主要探討物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性質(zhì)的關(guān)系。 微觀結(jié)構(gòu)抽象難以理解,對(duì)學(xué)生的抽象思維要求較高,在教學(xué)中可以利用多種手段來(lái)降低這種難度。 模型的直觀性,多媒體的形象性,教學(xué)語(yǔ)言的比喻性等都可以改變教學(xué)內(nèi)容的面貌,從而增加知識(shí)的可接受性。
比如,教師問(wèn):第二周期元素隨著核電荷數(shù)的遞增,元素大多數(shù)是乖乖的,它們的第一電離能都排好隊(duì)逐漸增大,但是也有兩個(gè)小家伙有點(diǎn)不乖,喜歡搗亂,偏偏要比它右邊的元素大一點(diǎn), 我們把那兩種元素稱為什么?“皮蛋”、“Be 和N 元素”,幽默的話語(yǔ)會(huì)使學(xué)生對(duì)知識(shí)記憶長(zhǎng)存。
如在解釋雜化軌道理論時(shí),為了讓學(xué)生更好地理解雜化前碳原子的2s、2p 的四個(gè)形狀、大小都不同軌道,是如何在雜化后會(huì)變成sp3四個(gè)等同的雜化軌道的。 可以設(shè)計(jì)成這樣:先讓學(xué)生用四種不同顏色的橡皮泥和竹簽分別做成s、px、py、pz 的軌道模型,然后將四個(gè)做好的軌道模型上的橡皮泥從原來(lái)的竹簽上拆下來(lái),全部團(tuán)在一起,反復(fù)擠捏,使混合均勻。 再用這混合均勻的橡皮泥重新做出四個(gè)軌道,就完成了雜化前和雜化后的變化。 學(xué)生會(huì)很清楚地理解: 雜化就是將原有4 個(gè)軌道全部打亂,組合成新的完全相同的4 個(gè)軌道的過(guò)程。 這種用捏橡皮泥的方法,既直觀又形象。
本模塊內(nèi)容抽象, 搞不好教學(xué)就會(huì)變成老師一言堂,教師講得口干舌燥,而學(xué)生卻在云里霧里。 也有不少教師為了節(jié)省時(shí)間, 常常會(huì)用簡(jiǎn)短的話將知識(shí)點(diǎn)帶過(guò),學(xué)生對(duì)知識(shí)只能是被動(dòng)地接受和機(jī)械地記憶,他們會(huì)記得快忘得也快,教學(xué)效果很差。 教學(xué)時(shí),要巧妙地設(shè)計(jì)教學(xué)方案,讓學(xué)生積極參與一起探索總結(jié)得出規(guī)律,這樣會(huì)很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,一起探索得出的結(jié)果將使他們記憶深刻。
案例:下面是我校一位老師展示的關(guān)于《元素的第一電離能》 的公開(kāi)課中探索元素第一電離能規(guī)律的片段:
【教師】 首先,PPT 展示堿金屬元素第一電離能數(shù)據(jù);接著,引導(dǎo)學(xué)生理解第一電離能越小,元素失去第一個(gè)電子能力越強(qiáng);然后,提出問(wèn)題:Li、Na、K、Rb 的第一電離能為什么會(huì)逐漸越?。?/p>
這樣的設(shè)計(jì)很巧妙,其用意有兩個(gè):
1.這些都屬于學(xué)生最近發(fā)展區(qū)的知識(shí),根據(jù)對(duì)比Li、Na、K、Rb 的第一電離能大小,利用已有的認(rèn)知,學(xué)生會(huì)很快發(fā)現(xiàn)原子半徑的大小會(huì)影響元素第一電離能的大小。 這樣,在教師的引導(dǎo)下,將學(xué)生頭腦中已有的隨原子序數(shù)的增大原子半徑的周期性變化的知識(shí),順理成章地過(guò)渡到第一電離能也會(huì)呈周期性地變化;
2.教師在這里故意只強(qiáng)調(diào)半徑對(duì)第一電離能大小的影響而避開(kāi)了影響第一電離能的其他因素,其用意是在為后面引起學(xué)生的認(rèn)知沖突,發(fā)現(xiàn)第一電離能的特殊性做鋪墊。
【教師】呈現(xiàn)常見(jiàn)原子半徑,讓每個(gè)學(xué)生根據(jù)同周期和同主族元素原子半徑、金屬性與非金屬性的遞變規(guī)律來(lái)推測(cè)元素第一電離能的大小變化規(guī)律,動(dòng)手動(dòng)腦繪制3~18 號(hào)元素第一電離能變化示意圖。
【學(xué)生】 學(xué)生交頭接耳覺(jué)得很新奇,一起討論、畫(huà)圖,課堂氣氛很活躍。
【教師】待同學(xué)們都畫(huà)好之后,利用PPT 展示學(xué)生們自己畫(huà)的比較的典型示意圖,如下:
用意:讓學(xué)生對(duì)比分析圖示,討論對(duì)錯(cuò),總結(jié)原因,這樣強(qiáng)化了元素第一電離能在學(xué)生頭腦中周期性的變化的本節(jié)課的重點(diǎn)。
經(jīng)過(guò)上述的教學(xué)過(guò)程,當(dāng)大多數(shù)的學(xué)生都自認(rèn)為對(duì)元素第一電離能的周期性變化有了個(gè)正確把握的時(shí)候,教師不失時(shí)機(jī)地用PPT 展示3~10 號(hào)第二周期元素第一電離能的大小變化的示意圖,及所有周期表中元素的第一電離能圖示。 鮮明的區(qū)別使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突,形成疑問(wèn),產(chǎn)生了濃厚的求知欲望。 頭腦中會(huì)形成“為什么第一電離能和我們總結(jié)的有所不同? 是不是影響元素第一電離能的不僅僅是原子半徑?那又是什么因素呢?”等諸如此類的問(wèn)題。 這時(shí)教師趁熱打鐵創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境:為什么稀有氣體很穩(wěn)定,它們的第一電離能在這個(gè)周期中最大? 問(wèn)題擴(kuò)展了學(xué)生的思維,將學(xué)生的思維又引向了影響元素第一電離能大小的另一因素:元素原子核外電子排布的方向上去探索。 此時(shí),學(xué)生將知識(shí)遷移,用解釋影響稀有氣體的電離很大的原因來(lái)解釋元素第一電離能突變性的原因。
這堂課教學(xué)設(shè)計(jì)思路清晰順暢,知識(shí)的呈現(xiàn)水到渠成,教師采用了創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,巧設(shè)陷阱,突破瓶頸,層層遞進(jìn)的方式,完善了第一電離能的認(rèn)知構(gòu)建。 教學(xué)過(guò)程采用了學(xué)生討論探究,教師引導(dǎo),解決問(wèn)題的方法,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性,學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦動(dòng)口,課堂氣氛活躍,高潮迭起。 通過(guò)教師巧妙的設(shè)計(jì),帶給了學(xué)生難忘的體驗(yàn)過(guò)程,知識(shí)體系必定會(huì)在學(xué)生頭腦中留下深刻的印象。
認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化理論是當(dāng)代美國(guó)教育心理學(xué)家?jiàn)W蘇伯爾提出的,他認(rèn)為學(xué)生從事新的有意義的學(xué)習(xí),必須有適于新知識(shí)的原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu),學(xué)生學(xué)習(xí)就是一個(gè)同化和發(fā)生自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過(guò)程。 同化的實(shí)質(zhì)是新舊知識(shí)的相互作用,當(dāng)新知識(shí)的習(xí)得找到與之對(duì)應(yīng)的舊知識(shí)并將以同化,這樣的學(xué)習(xí)相對(duì)輕松。 本模塊很多內(nèi)容在之前的課本中都進(jìn)行了基本學(xué)習(xí),在教學(xué)時(shí)要注意新舊知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系,要喚起學(xué)生對(duì)原有知識(shí)的回憶。
例如:在進(jìn)行“微粒間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)”的內(nèi)容教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),引導(dǎo)學(xué)生回憶《必修1》中SiO2的性質(zhì),將其與CO2的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)列表對(duì)比。 舊知識(shí)中同族元素化合物兩者物理性質(zhì)相差很大,引出新知識(shí)是由于兩者的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、晶體類型不同導(dǎo)致的差異。 新舊知識(shí)相結(jié)合,使學(xué)生對(duì)分子晶體、原子晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、作用力更容易掌握,而且更深刻的理解“結(jié)構(gòu)性質(zhì)”這一化學(xué)的基本原理。
又如,為了幫助學(xué)生克服對(duì)形成[Cu(NH3)4]SO4溶液的陌生及方程式的書(shū)寫(xiě)的困難, 可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》中的銀鏡反應(yīng)的內(nèi)容,配制銀氨溶液的實(shí)驗(yàn)及反應(yīng)方程式:
在已有認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)的同化下,學(xué)生對(duì)理解和書(shū)寫(xiě)下面的反應(yīng)就輕而易舉了。
當(dāng)然教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際掌握情況將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行靈活調(diào)整,而不一定只從課本的程序等方面來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)。
例如,蘇教版《專題3 微粒間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)》的教學(xué)主線是: 晶體結(jié)構(gòu)不同決定晶體某些性質(zhì)的差異。 教材的編寫(xiě)是以一種晶體為一個(gè)單元,將與此晶體相關(guān)的內(nèi)容歸在一起,整體來(lái)說(shuō),這樣編寫(xiě)內(nèi)容條理是清晰的。 教材的編寫(xiě)每個(gè)單元中還穿插了不少相關(guān)知識(shí), 如第一單元金屬晶體中加入了 “影響金屬鍵的因素”;“理解金屬的特性”;“認(rèn)識(shí)金屬晶體的密堆積方式”;第二單元離子晶體加入了“離子晶體晶格能與其物理性質(zhì)的關(guān)系”、“離子晶體中離子的配位數(shù)”;第三單元原子晶體中加入了“價(jià)鍵理論、σ 鍵和π鍵等”、“利用共價(jià)鍵的鍵能計(jì)算化學(xué)反應(yīng)熱”;第四單元分子晶體中加入了“分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響”等內(nèi)容,這樣無(wú)疑是為了使“結(jié)構(gòu)→性質(zhì)”的主線更加豐滿。
但是,教學(xué)實(shí)踐中教師會(huì)發(fā)現(xiàn)穿插的知識(shí)理論性都很強(qiáng),不少新概念名詞的出現(xiàn),在不斷沖淡主線在學(xué)生頭腦中的印象, 這樣容易造成同學(xué)們對(duì)知識(shí)的避重就輕。 教學(xué)中,我們可以根據(jù)實(shí)際情況作如下調(diào)整:先講主線,即先開(kāi)設(shè)一節(jié)課,只分析四種晶體中每種晶體的構(gòu)成微粒→典型代表物的結(jié)構(gòu)模型→微粒間作用力→晶體的性質(zhì)。 使學(xué)生頭腦中對(duì)各種晶體的結(jié)構(gòu)、作用力、性質(zhì)脈絡(luò)清晰后,接下來(lái)的課再按不同晶體為單元將與之相關(guān)的新概念和知識(shí)填充進(jìn)去。 這樣,在學(xué)生頭腦中先種植一株常青藤,然后引著學(xué)生順著這顆藤,去輕松摘取藤上的果子。
《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》 模塊的內(nèi)容已經(jīng)決定了其教學(xué)的難度,這是擺在教師面前無(wú)法回避的事實(shí)。 但是,在教學(xué)中,只要我們精心備課,從學(xué)生的理解層面出發(fā),選擇合理的教學(xué)教法,優(yōu)化教學(xué)策略,化繁難為簡(jiǎn)易,化抽象為具體,化枯燥為生動(dòng),同樣能夠使教學(xué)豐富多彩,達(dá)到良好的教學(xué)效果。