徐曉峰
(陸慕高級中學(xué) 江蘇 蘇州 215131)
《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊特點是“知識抽象、理論性強”,這會影響學(xué)生對知識的理解,教學(xué)中可以應(yīng)用不同的教學(xué)方式和教學(xué)策略來加以彌補。
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降低這種難度。 模型的直觀性,多媒體的形象性,教學(xué)語言的比喻性等都可以改變教學(xué)內(nèi)容的面貌,從而增加知識的可接受性。
比如,教師問: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逐漸增大,但是也有兩個小家伙有點不乖,喜歡搗亂,偏偏要比它右邊的元素大一點, 我們把那兩種元素稱為什么?“皮蛋”、“Be 和N 元素”,幽默的話語會使學(xué)生對知識記憶長存。
如在解釋雜化軌道理論時,為了讓學(xué)生更好地理解雜化前碳原子的2s、2p 的四個形狀、大小都不同軌道,是如何在雜化后會變成sp3四個等同的雜化軌道的。 可以設(shè)計成這樣: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,然后將四個做好的軌道模型上的橡皮泥從原來的竹簽上拆下來,全部團在一起,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軌道,就完成了雜化前和雜化后的變化。 學(xué)生會很清楚地理解: 雜化就是將原有4 個軌道全部打亂,組合成新的完全相同的4 個軌道的過程。 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)省時間, 常常會用簡短的話將知識點帶過,學(xué)生對知識只能是被動地接受和機械地記憶,他們會記得快忘得也快,教學(xué)效果很差。 教學(xué)時,要巧妙地設(shè)計教學(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,元素失去第一個電子能力越強;然后,提出問題:Li、Na、K、Rb 的第一電離能為什么會逐漸越小?
這樣的設(shè)計很巧妙,其用意有兩個:
1.這些都屬于學(xué)生最近發(fā)展區(qū)的知識,根據(jù)對比Li、Na、K、Rb 的第一電離能大小,利用已有的認知,學(xué)生會很快發(fā)現(xiàn)原子半徑的大小會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,順理成章地過渡到第一電離能也會呈周期性地變化;
2.教師在這里故意只強調(diào)半徑對第一電離能大小的影響而避開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)常見原子半徑,讓每個學(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)律來推測元素第一電離能的大小變化規(guī)律,動手動腦繪制3~18 號元素第一電離能變化示意圖。
【學(xué)生】 學(xué)生交頭接耳覺得很新奇,一起討論、畫圖,課堂氣氛很活躍。
【教師】待同學(xué)們都畫好之后,利用PPT 展示學(xué)生們自己畫的比較的典型示意圖,如下:
用意:讓學(xué)生對比分析圖示,討論對錯,總結(jié)原因,這樣強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。
經(jīng)過上述的教學(xué)過程,當大多數(shù)的學(xué)生都自認為對元素第一電離能的周期性變化有了個正確把握的時候,教師不失時機地用PPT 展示3~10 號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)生認知沖突,形成疑問,產(chǎn)生了濃厚的求知欲望。 頭腦中會形成“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?”等諸如此類的問題。 這時教師趁熱打鐵創(chuàng)設(shè)問題情境:為什么稀有氣體很穩(wěn)定,它們的第一電離能在這個周期中最大? 問題擴展了學(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,學(xué)生將知識遷移,用解釋影響稀有氣體的電離很大的原因來解釋元素第一電離能突變性的原因。
這堂課教學(xué)設(shè)計思路清晰順暢,知識的呈現(xiàn)水到渠成,教師采用了創(chuàng)設(shè)問題情境,巧設(shè)陷阱,突破瓶頸,層層遞進的方式,完善了第一電離能的認知構(gòu)建。 教學(xué)過程采用了學(xué)生討論探究,教師引導(dǎo),解決問題的方法,充分調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性,學(xué)生動手動腦動口,課堂氣氛活躍,高潮迭起。 通過教師巧妙的設(shè)計,帶給了學(xué)生難忘的體驗過程,知識體系必定會在學(xué)生頭腦中留下深刻的印象。
認知結(jié)構(gòu)同化理論是當代美國教育心理學(xué)家奧蘇伯爾提出的,他認為學(xué)生從事新的有意義的學(xué)習(xí),必須有適于新知識的原有的認知結(jié)構(gòu),學(xué)生學(xué)習(xí)就是一個同化和發(fā)生自身認知結(jié)構(gòu)的過程。 同化的實質(zhì)是新舊知識的相互作用,當新知識的習(xí)得找到與之對應(yīng)的舊知識并將以同化,這樣的學(xué)習(xí)相對輕松。 本模塊很多內(nèi)容在之前的課本中都進行了基本學(xué)習(xí),在教學(xué)時要注意新舊知識的內(nèi)在聯(lián)系,要喚起學(xué)生對原有知識的回憶。
例如:在進行“微粒間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)”的內(nèi)容教學(xué)設(shè)計時,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)列表對比。 舊知識中同族元素化合物兩者物理性質(zhì)相差很大,引出新知識是由于兩者的結(jié)構(gòu)特點、晶體類型不同導(dǎo)致的差異。 新舊知識相結(jié)合,使學(xué)生對分子晶體、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)生克服對形成[Cu(NH3)4]SO4溶液的陌生及方程式的書寫的困難, 可以引導(dǎo)學(xué)生對比《有機化學(xué)基礎(chǔ)》中的銀鏡反應(yīng)的內(nèi)容,配制銀氨溶液的實驗及反應(yīng)方程式:
在已有認知經(jīng)驗的同化下,學(xué)生對理解和書寫下面的反應(yīng)就輕而易舉了。
當然教學(xué)設(shè)計時,可以根據(jù)學(xué)生的實際掌握情況將教學(xué)內(nèi)容進行靈活調(diào)整,而不一定只從課本的程序等方面來設(shè)計教學(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。 教材的編寫是以一種晶體為一個單元,將與此晶體相關(guān)的內(nèi)容歸在一起,整體來說,這樣編寫內(nèi)容條理是清晰的。 教材的編寫每個單元中還穿插了不少相關(guān)知識, 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”;“認識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“價鍵理論、σ 鍵和π鍵等”、“利用共價鍵的鍵能計算化學(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物質(zhì)性質(zhì)的影響”等內(nèi)容,這樣無疑是為了使“結(jié)構(gòu)→性質(zhì)”的主線更加豐滿。
但是,教學(xué)實踐中教師會發(fā)現(xiàn)穿插的知識理論性都很強,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)們對知識的避重就輕。 教學(xué)中,我們可以根據(jù)實際情況作如下調(diào)整:先講主線,即先開設(shè)一節(jié)課,只分析四種晶體中每種晶體的構(gòu)成微?!湫痛砦锏慕Y(jié)構(gòu)模型→微粒間作用力→晶體的性質(zhì)。 使學(xué)生頭腦中對各種晶體的結(jié)構(gòu)、作用力、性質(zhì)脈絡(luò)清晰后,接下來的課再按不同晶體為單元將與之相關(guān)的新概念和知識填充進去。 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法回避的事實。 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,化繁難為簡易,化抽象為具體,化枯燥為生動,同樣能夠使教學(xué)豐富多彩,達到良好的教學(xué)效果。