選修3和必修中物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)之間的關(guān)系

胡賀冰 張勇

摘要：研究選修3和必修中物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)的目標(biāo)定位及其邏輯關(guān)系，把握好知識(shí)教學(xué)的階段性，處理好教學(xué)的深廣度，把前階段知識(shí)作為后階段知識(shí)教學(xué)的起點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)；延伸；拓展

文章編號(hào)：1008-0546（201２）０4-0057-02中圖分類號(hào)：G６３２．４１文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ｂ

doi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１２．０4．０27

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在必修2模塊中設(shè)定了“主題1：物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”，在選修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊中設(shè)定了四個(gè)主題：“主題1 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)主題，主題2 化學(xué)鍵與物質(zhì)的性質(zhì)主題，主題3 分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)主題，主題4 研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的價(jià)值?！边x修3中的結(jié)構(gòu)知識(shí)與必修中的結(jié)構(gòu)知識(shí)是既有聯(lián)系，又有區(qū)別，那么兩者之間有哪些知識(shí)點(diǎn)存在對(duì)應(yīng)關(guān)系？在必修和選修中的深廣度分別是怎樣的？弄清楚這些對(duì)把握必修中物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)教學(xué)的深度和廣度，對(duì)選修《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的教學(xué)應(yīng)該在怎樣的起點(diǎn)上設(shè)計(jì)教學(xué)都有重要意義。筆者以《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》和魯科版高中化學(xué)教材為依據(jù)，整理和探討如下。

一、選修3和必修關(guān)于結(jié)構(gòu)知識(shí)的目標(biāo)定位

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》關(guān)于必修化學(xué)1、化學(xué)2模塊的目標(biāo)描述中有這些語句“學(xué)習(xí)重要的化學(xué)概念，形成基本的化學(xué)觀念”，“進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”，把這些體現(xiàn)在“物質(zhì)結(jié)構(gòu)”內(nèi)容上，那就是學(xué)習(xí)有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要概念，形成基本的物質(zhì)微粒觀、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)觀等等。而課標(biāo)關(guān)于《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊的目標(biāo)描述是：“了解人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要意義和基本方法，研究物質(zhì)構(gòu)成的奧秘，認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系，提高分析問題和解決問題的能力?！庇纱丝梢钥闯霰匦奘菫榱颂岣邔W(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，把物質(zhì)結(jié)構(gòu)最基本、最核心的概念、觀念教給學(xué)生；而《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》是為了“適應(yīng)學(xué)生個(gè)性發(fā)展的需要”，把更為系統(tǒng)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)的觀念教給學(xué)生，把探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法教給學(xué)生，提高學(xué)生運(yùn)用物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)分析問題和解決問題的能力。兩者相比，《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)更深刻、更全面、更系統(tǒng)。

二、選修3和必修模塊知識(shí)之間的關(guān)系

1.必修知識(shí)是選修知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)

如學(xué)生學(xué)習(xí)《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》中的“電子云”，是以學(xué)生在初中和必修2教材中已經(jīng)對(duì)原子的結(jié)構(gòu)有了一定的認(rèn)識(shí)：知道原子的結(jié)構(gòu)，包括：原子的構(gòu)成（原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成）、各微粒的電性及其關(guān)系（質(zhì)子帶正電、電子帶負(fù)電、中子不帶電，核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)）、各微粒的質(zhì)量及其關(guān)系（原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，電子的質(zhì)量很小，質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)）、各微粒的體積及其關(guān)系（原子核很小，與原子相比，原子核相當(dāng)于體育場(chǎng)中的一只螞蟻）、電子在原子核外狹小的空間(絕對(duì))而又很大的空間(相對(duì))作高速運(yùn)動(dòng)等。由于電子絕對(duì)質(zhì)量極小，絕對(duì)體積也極小，但運(yùn)動(dòng)速度卻極高且?guī)ж?fù)電等原因，所以不能用描述宏觀物體的方法（指出運(yùn)動(dòng)物體某時(shí)的位移和速度）來描述電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(認(rèn)知出現(xiàn)困難)，由此引出用“模型”的方法描述電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：電子云（形象地描述電子在空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率大小的圖形）(認(rèn)知得到提高)。所以可以看到，初中和必修中原子結(jié)構(gòu)知識(shí)，為學(xué)生理解電子的運(yùn)動(dòng)及其描述奠定了必要的基礎(chǔ)。

2.選修知識(shí)是必修知識(shí)的延伸和拓展

（1）選修知識(shí)是必修知識(shí)的延伸

如核外電子的分層排布，必修內(nèi)容僅僅是排布規(guī)律的事實(shí)性表述（能量低的電子在離核較近的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，能量高的電子在離核較遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)；簡(jiǎn)要的分層排布規(guī)律；），至于原因未作探討；而選修部分則依據(jù)能量最低原理（先排布在較低的能層、能級(jí)、原子軌道上）、泡利不相容原理、洪特規(guī)則等說明了核外電子是按照怎樣的規(guī)則進(jìn)行排布的，排布規(guī)律是在遵循這三個(gè)規(guī)則下排布的必然結(jié)果，電子排布的具體情況可以用“電子排布式”和“軌道表示式”）表示。也就是說，必修中的核外電子排布是外觀現(xiàn)象表述，選修的核外電子排布是從內(nèi)在本質(zhì)上進(jìn)行解釋。再如元素周期律，在必修中僅僅是依據(jù)元素原子的最外層電子排布、原子半徑、元素的化合價(jià)呈周期性變化的事實(shí)，歸納出元素周期律，從得失電子能力的角度學(xué)習(xí)了元素性質(zhì)的周期性變化，是定性分析；而選修3模塊解釋清楚了原子半徑周期性變化的本質(zhì)原因：原子核對(duì)最外層電子吸引作用大小的周期性變化；從電離能、電負(fù)性周期性變化的角度說明了元素原子吸引電子能力的周期性變化，是定量分析；學(xué)生學(xué)習(xí)了選修內(nèi)容后，對(duì)元素周期律的實(shí)質(zhì)理解得會(huì)更深刻。從上述兩例可以看出：選修3中的某些知識(shí)點(diǎn)是在相關(guān)必修知識(shí)點(diǎn)基礎(chǔ)上向深層次的延伸。

（2）選修知識(shí)是必修知識(shí)的拓展

選修部分是對(duì)必修部分的拓展，體現(xiàn)在選修內(nèi)容與必修內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)的差別：如必修主要在原子結(jié)構(gòu)層次探究物質(zhì)構(gòu)成的奧秘，原子之間的作用（化學(xué)鍵）講的很少；而選修部分則詳細(xì)地從“原子結(jié)構(gòu)”“化學(xué)鍵與分子間作用力”“物質(zhì)的聚集狀態(tài)（整體結(jié)構(gòu)狀況）與物質(zhì)性質(zhì)”三個(gè)層次探究物質(zhì)構(gòu)成的奧秘，“原子結(jié)構(gòu)”是原子內(nèi)部微粒作用情況，“化學(xué)鍵”是原子之間的作用情況，“分子間作用力”是分子之間的作用情況，“物質(zhì)的聚集狀態(tài)”是宏觀物體的整體結(jié)構(gòu)狀況；所以說選修內(nèi)容是在必修內(nèi)容基礎(chǔ)上的進(jìn)一步拓展，使學(xué)生對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)有更全面的認(rèn)識(shí)。

3.知識(shí)點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系

三、選修3和必修模塊知識(shí)之間的關(guān)系對(duì)教學(xué)的影響

選修3和必修模塊知識(shí)之間的關(guān)系是既有聯(lián)系，又有所不同。

如元素周期表的教學(xué)，高中課標(biāo)必修部分的要求是“能描述元素周期表的結(jié)構(gòu)，知道金屬、非金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)的遞變規(guī)律”，在魯科版必修2中，先是學(xué)習(xí)元素周期律，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到周期表是周期律的具體體現(xiàn)；接著詳細(xì)介紹了周期表的結(jié)構(gòu)、同周期和同族元素的基本性質(zhì)，使學(xué)生對(duì)周期表的認(rèn)識(shí)更為豐富；最后介紹了周期表的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，認(rèn)識(shí)到同主族元素性質(zhì)的相似性和遞變規(guī)律，認(rèn)識(shí)元素的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和在周期表中的位置三者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系及其在生產(chǎn)和科研上的應(yīng)用。該階段是從電子排布的角度，定性地學(xué)習(xí)周期表。

高中課標(biāo)選修部分的要求是“認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)與元素周期系的關(guān)系，了解元素周期系的應(yīng)用價(jià)值。初步認(rèn)識(shí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系，知道物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究有助于發(fā)現(xiàn)具有預(yù)期性質(zhì)的新物質(zhì)”，在魯科版選修3中，由于先學(xué)習(xí)了原子軌道理論，所以可以從能量的角度，依據(jù)能級(jí)組劃分周期，以價(jià)電子來劃分族；元素性質(zhì)的周期性變化還可以體現(xiàn)在電離能、電負(fù)性等數(shù)據(jù)的定量變化上。該階段對(duì)周期表的學(xué)習(xí)已上升到能量層次和定量層次。

兩個(gè)階段對(duì)周期表的認(rèn)識(shí)過程是：從定性到定量，從作用力到能量，從外部觀察到本質(zhì)解讀。我們教學(xué)時(shí)需要先學(xué)習(xí)，弄清楚上述關(guān)系，既要把握好知識(shí)的階段性，處理好教學(xué)的深廣度，又要注意到這種聯(lián)系有利于我們的教學(xué)，前階段知識(shí)是后階段知識(shí)教學(xué)的起點(diǎn)和基礎(chǔ)。