汪阿戀 吳新建

摘? ? 要：課程標(biāo)準(zhǔn)在每個模塊或主題中都提出了“內(nèi)容要求”“學(xué)業(yè)要求”，切實加強了對教學(xué)實施的指導(dǎo)性，課程標(biāo)準(zhǔn)的可操作性大大增強。教師應(yīng)依據(jù)“內(nèi)容要求”合理制訂教學(xué)目標(biāo)，依據(jù)課程內(nèi)容各主題的學(xué)業(yè)要求，精心編制或精選課堂練習(xí)和課后作業(yè)題，才能真正實施有效教學(xué)。

關(guān)鍵詞：課程標(biāo)準(zhǔn);氫鍵;認知水平;有效教學(xué)

國務(wù)院辦公廳公布的《關(guān)于新時代推進普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》指出，在實施普通高中新課程的省份不再制訂“高考大綱”，明確了教師應(yīng)該嚴(yán)格參照課程標(biāo)準(zhǔn)來開展教學(xué)?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱“2017年版課標(biāo)”）在每個模塊或主題中都提出了“內(nèi)容要求”“學(xué)業(yè)要求”，切實加強了對教學(xué)實施的指導(dǎo)性，課程標(biāo)準(zhǔn)的可操作性大大增強。教師應(yīng)依據(jù)“內(nèi)容要求”合理制訂教學(xué)目標(biāo)，依據(jù)課程內(nèi)容各主題的學(xué)業(yè)要求，精心編制或精選課堂練習(xí)和課后作業(yè)題，才能真正實施有效教學(xué)。

氫鍵作為一種特殊的分子間或分子內(nèi)的作用力，存在于諸多客觀物質(zhì)體系中，對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能起到關(guān)鍵的作用，了解氫鍵有助于全面地認識微觀粒子的相互作用，是研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的必備知識。在高中階段，氫鍵的教學(xué)一般被安排在化學(xué)鍵、范德華力之后，傳統(tǒng)教學(xué)過程往往將重心放在化學(xué)鍵及范德華力上，對氫鍵內(nèi)容的學(xué)習(xí)不夠重視。而如何科學(xué)合理地把握氫鍵的教學(xué)內(nèi)容，對于厘清學(xué)生對化學(xué)鍵、分子間作用力和氫鍵的認識，完善學(xué)生對于微粒間相互作用力類型的認識，建構(gòu)微粒觀、認識結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系至關(guān)重要。對于氫鍵如何進行教學(xué)，有教師是從科學(xué)的教學(xué)設(shè)計入手，在教學(xué)實踐中加以實施，以期培養(yǎng)學(xué)生的高級思維能力[1]，也有學(xué)者研究將現(xiàn)代化的實驗探究手段運用到教學(xué)中，利用數(shù)字化實驗引導(dǎo)學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí)，為氫鍵這樣微觀抽象的知識點找到直觀的證據(jù)，提高學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”的素養(yǎng)水平[2]。對于氫鍵的教學(xué)更多教師是在探討怎么教的問題，在教學(xué)目標(biāo)設(shè)計時也有涉及教什么的問題，但是目前還未有系統(tǒng)的研究氫鍵的教學(xué)要求的文獻報道。如何基于課程標(biāo)準(zhǔn)，研究氫鍵的教學(xué)要求，科學(xué)精準(zhǔn)制訂教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)中怎么把握內(nèi)容的深廣度？值得分析和探討。

一、課程標(biāo)準(zhǔn)對于氫鍵的教學(xué)要求

課程標(biāo)準(zhǔn)是課堂教學(xué)和考試評價的依據(jù)?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》（以下簡稱“實驗版課標(biāo)”）及“2017年版課標(biāo)”對于氫鍵的內(nèi)容都提出相關(guān)的教學(xué)要求和活動建議。“實驗版課標(biāo)”要求學(xué)生對氫鍵內(nèi)容能夠達到認知性學(xué)習(xí)目標(biāo)的最低水平“知道”，即要求能說出氫鍵的知識要點、大意，能夠列舉含有氫鍵的物質(zhì)?！?017年版課標(biāo)”則提高了氫鍵的學(xué)習(xí)要求，其內(nèi)容要求學(xué)生達到“了解”的認知水平，與“實驗版課標(biāo)”不同的是，明確提出了氫鍵的學(xué)業(yè)要求：“能說明分子間作用力（含氫鍵）對物質(zhì)熔、沸點等性質(zhì)的影響，能列舉含有氫鍵的物質(zhì)及其性質(zhì)特點”，認知性學(xué)習(xí)目標(biāo)的要求從“知道”上升到了“了解”“理解”的認知水平。從兩版課程標(biāo)準(zhǔn)中可以發(fā)現(xiàn)，對學(xué)生在高中階段氫鍵的學(xué)習(xí)要求并不是太高。而現(xiàn)行三個版本的普通高中化學(xué)《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》選修模塊教材中，盡管在氫鍵內(nèi)容的編排上存在異同，但基本符合課標(biāo)對該知識點的學(xué)習(xí)要求，例如對于氫鍵的本質(zhì)、氫鍵的強度等知識點并沒有深入闡述，所講述的氫鍵形成的條件也是最基本的形成條件。對于氫鍵這種課標(biāo)有要求但是要求不高的知識點，在界定認知要求范疇時，容易出現(xiàn)極端化現(xiàn)象，有的僅講授一下重要概念，有的則隨意地拓展深度。教師應(yīng)認真分析課標(biāo)和教材，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和認知需求設(shè)計教學(xué)目標(biāo)、實施教學(xué)，不可輕易作過深拓展。

二、氫鍵概念的教學(xué)把握

（一）把握氫鍵本質(zhì)的教學(xué)深度

要學(xué)習(xí)氫鍵，首先要明白氫鍵的含義?，F(xiàn)行三個版本的教材，對于氫鍵的定義大概一致，基本上描述為“是一種分子間作用力”“是由已經(jīng)與電負性很強的原子形成共價鍵的氫原子與另一個分子中電負性很強的原子之間的作用力”，人教版和蘇教版教材中定義氫鍵的本質(zhì)是一種靜電作用力，而魯科版教材定義為靜電作用和一定程度的軌道重疊作用，更加接近目前科學(xué)界認為的分子軌道理論。蘇教版教材對于氫鍵的定義中明確指出，孤電子對的存在是形成氫鍵的必要條件，而另外兩個版本的教材中均沒有這種明確的說法。關(guān)于氫鍵的本質(zhì)問題，一直是科學(xué)家研究的熱點問題，目前也還未有定論，按照高中教材上的說法，氫鍵是一種靜電作用力，但這無法解釋氫鍵的方向性和飽和性，故只需讓學(xué)生明白氫鍵是一種分子間的強烈相互作用力即可，對于氫鍵的本質(zhì)不宜進行過深的拓展。

（二）正確把握氫鍵概念的引入

在氫鍵概念的導(dǎo)入中，有些教師從以下幾個問題入手：（1）水變成冰體積會膨脹，一般情況下不是熱脹冷縮嗎？為何水會發(fā)生反常膨脹？（2）為什么冰會浮在水面上？然而這樣的引入方式并不是很恰當(dāng)。就學(xué)生的認知水平，大部分學(xué)生會基于物理的角度，從冰的密度比水小的角度進行解釋，很難與氫鍵的存在直接聯(lián)系。液態(tài)水中有氫鍵，冰也有氫鍵，不能用冰中有氫鍵就能解釋冰的反常膨脹問題，冰為何反常膨脹，更多的是涉及氫鍵的數(shù)量和氫鍵的方向性問題，涉及的問題較為復(fù)雜，超出學(xué)生的認知要求，教材也是在最后的知識拓展環(huán)節(jié)展示冰的微觀結(jié)構(gòu)以說明冰中氫鍵的特殊結(jié)構(gòu)。所以不宜用冰的反常膨脹作為氫鍵教學(xué)的導(dǎo)入，而只需在最后的教學(xué)環(huán)節(jié)中點到為止即可。

在“2017年版課標(biāo)”中，在研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，提出以下活動建議：探究發(fā)現(xiàn)氫鍵和建立氫鍵理論模型的過程。通過分析氫鍵的研究歷史，可以發(fā)現(xiàn)科學(xué)家研究物質(zhì)性質(zhì)，傳統(tǒng)方式是從一些異常的現(xiàn)象入手，提出假想、分析檢測異常物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，而后發(fā)展理論來解釋物質(zhì)的性質(zhì)。發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象并據(jù)此提出假設(shè)，實際上是建構(gòu)新的概念，教學(xué)中可培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)的思想。在氫鍵的教學(xué)中，我們可以引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)家提出氫鍵的思路，可以從H2O同主族氫化物中沸點的反?，F(xiàn)象，來引入氫鍵的概念。在之前課程中學(xué)生已經(jīng)學(xué)過了范德華力，已經(jīng)了解相同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)隨著分子量的增加熔、沸點升高，而水的沸點卻比同主族的其他氫化物都要高，引發(fā)學(xué)生的認知沖突，引導(dǎo)學(xué)生思考：如果水分子中只有范德華力是不是不會出現(xiàn)這種情況？水分子間是否還存在其他作用力？那到底存在著什么樣的作用力呢？科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)存在氫鍵這種作用力，從而自然地引入氫鍵概念。

三、 氫鍵教學(xué)知識點的把握

（一）氫鍵類型的教學(xué)把握

氫鍵存在多種類型，可以按照不同的方式進行分類。按照氫鍵存在方式分為分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵;按照鍵能強度大小可分為強氫鍵和弱氫鍵;按照質(zhì)子供體和質(zhì)子受體進行分類，可分為常規(guī)氫鍵X—H…Y和非常規(guī)氫鍵;另外還可以根據(jù)氫鍵中氫原子的位置、光譜性質(zhì)進行分類[3]。在高中階段，課標(biāo)對于氫鍵類型的學(xué)習(xí)要求，僅要求學(xué)生了解分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵及重要作用。教學(xué)中可以給學(xué)生展示幾種常見的能形成分子間氫鍵的物質(zhì)，比如H2O、HF、NH3、HCOOH等，解釋由于這種氫鍵使得分子之間締合，由于需“額外”能量破壞其分子間氫鍵才可能液化或氣化，使得這些物質(zhì)的熔、沸點較高，再介紹比如濃硫酸作為多羥基含氧酸，可以形成很強的分子間氫鍵，沸點非常高，呈黏稠油狀;再通過比較鄰羥基苯甲酸和對羥基苯甲酸的熔、沸點高低，引出分子內(nèi)氫鍵，學(xué)生就不難理解此類氫鍵的作用了。最后可以讓學(xué)生根據(jù)物質(zhì)沸點的不同推測是形成分子內(nèi)氫鍵還是分子間氫鍵。

（二）氫鍵強度的教學(xué)把握

關(guān)于氫鍵的強度，課標(biāo)中并沒有明確指出學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，只需讓學(xué)生知道氫鍵是一種常見的分子間作用力即可。而有的教師為了闡述氫鍵的強度，通過設(shè)計演示實驗來講述：在一塊無色玻璃片的不同位置分別滴上一滴汽油、水、汞，汽油直接散開，水滴一撥就開，汞滴經(jīng)過撥動還是聚成一滴，再向?qū)W生說明這幾種液滴中的作用力分別是范德華力、氫鍵、金屬鍵，從而得出作用力的強弱：化學(xué)鍵>氫鍵>范德華力。教師設(shè)計實驗的初衷是為了將微觀問題通過宏觀實驗現(xiàn)象展示出來，出發(fā)點很好，但是這個實驗本身存在一定的科學(xué)問題。例如水中的作用力除了氫鍵也存在范德華力，比較液滴作用力的變量不同，不宜以液滴滴落形態(tài)的不同進行微粒間作用力大小的比較，而且以學(xué)生的認知水平，也比較難將液滴形狀與作用力進行直接聯(lián)系，對于教師在演示實驗中的引導(dǎo)解釋也無法理解透徹，談不上發(fā)展學(xué)生基于證據(jù)的推理能力。高中化學(xué)三個版本的教材都沒有設(shè)置相關(guān)的實驗內(nèi)容，在教學(xué)中只需告訴學(xué)生氫鍵是一種弱的作用力，大小介于范德華力和化學(xué)鍵之間即可。

四、氫鍵教學(xué)評價的把握

課堂練習(xí)作為教師診斷學(xué)生對課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握程度的重要工具，其編制應(yīng)依據(jù)課標(biāo)下的課程內(nèi)容各主題的學(xué)業(yè)要求，緊扣教學(xué)目標(biāo)，具有科學(xué)性，才能真正起到鞏固知識和反饋學(xué)生學(xué)習(xí)情況的作用。教師為診斷學(xué)生對氫鍵內(nèi)容的掌握程度，在講述核心知識點之后，會用課堂練習(xí)進行氫鍵知識的鞏固和應(yīng)用。依據(jù)課標(biāo)對氫鍵的學(xué)習(xí)要求：學(xué)生能夠列舉含有氫鍵的物質(zhì)，有的教師往往都會列舉一些物質(zhì)讓學(xué)生判斷是否含有氫鍵，學(xué)生對于物質(zhì)結(jié)構(gòu)式的正確認識是判斷某種物質(zhì)是否含有氫鍵的前提。教師可以設(shè)計遞進式的題目，首先可以列舉一些簡單無機物如N2、HBr、NH3、H2S等，讓學(xué)生判斷哪些含有氫鍵。接著可再列舉一些簡單有機物，例如乙醇、甲烷、乙酸、甘氨酸等等，在題目中直接展示它們的結(jié)構(gòu)式，這些物質(zhì)學(xué)生在必修階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過，按照氫鍵形成條件應(yīng)該不難判斷是否含有氫鍵。通過這樣遞進式的練習(xí)，既可以復(fù)習(xí)必修模塊的知識，還能應(yīng)用新的知識點。有的教師舉過氧化氫這樣的例子讓學(xué)生進行判斷是否含有氫鍵，但是有很多學(xué)生對于過氧化氫的結(jié)構(gòu)可能還不能正確認識，而且目前對于過氧化氫的氫鍵還存在一些爭議，所以不宜引入這樣的例子，以免造成學(xué)生學(xué)習(xí)的混亂。還有教師會讓學(xué)生用氫鍵表示式寫出特定溶液中存在的氫鍵，比如要求學(xué)生寫出氨水中所存在的氫鍵，一般學(xué)生會懂得水分子與水分子間的氫鍵即O—H…O，而對于氨溶于水形成的一水合氨（NH3·H2O）存在什么形式的氫鍵則不會判斷。在化學(xué)教學(xué)過程中大部分教師認為氨分子與水分子之間的氫鍵存在：“O—H…N”或“N—H…O”兩種類型的氫鍵，然而有學(xué)者通過理論分析、實驗事實論證，得出氨分子和水分子間的氫鍵結(jié)構(gòu)只存在一種形式：O—H…N，即由水分子提供氫原子而氨分子給出孤電子對形成，不會形成N—H…O，也不會兩者共存[4]。在高中階段要求學(xué)生了解氫鍵形成的條件僅僅是最基本的條件，一水合氨的氫鍵形成還涉及電負性、熱力學(xué)等方面的知識，有些教師自己對于這個問題的認識都是模糊的，所以這樣的習(xí)題不適合用來給學(xué)生練習(xí)。在教學(xué)中，對于學(xué)生的練習(xí)應(yīng)該認真篩選，基于課標(biāo)要求和學(xué)情，精心設(shè)計符合學(xué)生認知要求的習(xí)題，這樣才能達到反饋學(xué)生學(xué)習(xí)情況的目的。

五、結(jié)語

教學(xué)應(yīng)按照課程標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和認知水平，制訂適宜的教學(xué)目標(biāo)，合理把握教學(xué)的深度和廣度，才能真正有效地發(fā)揮教學(xué)效果。教師按照課程標(biāo)準(zhǔn)要求來實施教學(xué)，應(yīng)該加強對教材的研究，研究課程標(biāo)準(zhǔn)與教材的結(jié)構(gòu)和聯(lián)系，才能深刻領(lǐng)會課標(biāo)要求。在教學(xué)過程中，對基本概念的引入、關(guān)鍵知識點的教授、教學(xué)評價等各個環(huán)節(jié)都應(yīng)把控好課標(biāo)界定的知識技能教學(xué)目標(biāo)范圍。而且對于氫鍵這樣的教學(xué)內(nèi)容，課標(biāo)及教學(xué)評價的要求不高，教師可不用將大量時間放在考點的講授上，可以讓學(xué)生自己去進行自主探究，完成自主建構(gòu)，譬如可讓學(xué)生探究發(fā)現(xiàn)氫鍵和建立氫鍵理論模型的過程，感悟科學(xué)家創(chuàng)造化學(xué)科學(xué)知識的化學(xué)科學(xué)思想，可讓學(xué)生認識到科學(xué)概念的形成是一個不斷研究、深化和修改的過程，認識到科學(xué)具有經(jīng)驗性、暫定性、建構(gòu)性和社會性等本質(zhì)特征，從而發(fā)展學(xué)生的“科學(xué)態(tài)度”素養(yǎng)。同時教師應(yīng)加強發(fā)展性知識的研修，結(jié)合教學(xué)實際需要深入鉆研學(xué)科理論知識，因為隨著科技的發(fā)展、檢測手段的進步，教材中的一些理論知識不斷被更新，譬如關(guān)于氫鍵的本質(zhì)、類型、形成條件的認識，都在不斷地更新發(fā)展。教師應(yīng)了解學(xué)科發(fā)展前沿知識，但在教學(xué)中不盲目遷移拓展，避免教給學(xué)生錯誤的或非發(fā)展性的知識與技能，杜絕因本體性知識錯誤增加學(xué)生的課業(yè)負擔(dān)，造成學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)的預(yù)設(shè)障礙。

參考文獻：

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[4]李大塘，劉永紅. 一水合氨氫鍵結(jié)構(gòu)的分析[J]. 化學(xué)教學(xué)，2012（11）：77-78.