基于“三序結(jié)合”的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)

王星喬 周千紅 包朝龍 趙賢祥

摘要： 提出了教學(xué)過程中素養(yǎng)發(fā)展序、認(rèn)知發(fā)展序、知識(shí)發(fā)展序“三序結(jié)合”的內(nèi)涵、必要性及基于“三序結(jié)合”的教學(xué)設(shè)計(jì)程序，并以“創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，引發(fā)認(rèn)知沖突；追尋先人認(rèn)知，推測(cè)微觀排列；基于宏觀證據(jù)，探求微觀模型；依據(jù)微觀模型，預(yù)測(cè)宏觀性質(zhì)”為主線，設(shè)計(jì)了“不同類型的晶體”一課。

關(guān)鍵詞： 素養(yǎng)發(fā)展序； 認(rèn)知發(fā)展序； 知識(shí)發(fā)展序； 核心素養(yǎng)； 教學(xué)設(shè)計(jì)

文章編號(hào)： 10056629（2018）2003407中圖分類號(hào)： G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

發(fā)展學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，開展“素養(yǎng)為本”的課堂教學(xué)已成為當(dāng)前化學(xué)教學(xué)實(shí)踐的新追求。如何將化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)在課堂教學(xué)中落地生根，成為深化課改中一線教師面臨的新挑戰(zhàn)。在此背景下，寧波市教育局教研室于2017年5月18～19日舉行了第十屆高中化學(xué)特級(jí)教師帶徒第五次集中活動(dòng)，活動(dòng)的主題為“高中化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)深度交流”，共同探研核心素養(yǎng)背景下課堂教學(xué)轉(zhuǎn)型?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展是一個(gè)自我建構(gòu)、持續(xù)進(jìn)步的過程，教師應(yīng)根據(jù)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵及其發(fā)展水平，結(jié)合學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整體規(guī)劃和有序設(shè)計(jì)，使得教學(xué)過程合乎素養(yǎng)發(fā)展規(guī)律和認(rèn)知發(fā)展規(guī)律[1]。此外，化學(xué)知識(shí)是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要載體，“素養(yǎng)為本”的教學(xué)不應(yīng)僅將知識(shí)作為靜態(tài)的事實(shí)結(jié)果，也應(yīng)關(guān)注知識(shí)自身的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展歷程，建構(gòu)起對(duì)化學(xué)知識(shí)、化學(xué)認(rèn)識(shí)方式等的結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí)[2]。綜上所述，教學(xué)內(nèi)容的組織應(yīng)將素養(yǎng)發(fā)展序、認(rèn)知發(fā)展序、知識(shí)發(fā)展序予以統(tǒng)籌考慮，促進(jìn)學(xué)生從化學(xué)學(xué)科知識(shí)向化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化。

1“三序結(jié)合”的內(nèi)涵與必要性

與熟知的“三序”（知識(shí)序、認(rèn)知序和教學(xué)序）有所不同，本文中的“三序”指的是： 素養(yǎng)發(fā)展序、認(rèn)知發(fā)展序、知識(shí)發(fā)展序。素養(yǎng)發(fā)展序指的是素養(yǎng)的發(fā)展是有階段性的、有水平層次差異的，學(xué)生素養(yǎng)的發(fā)展是一個(gè)自我建構(gòu)、螺旋式上升的過程；認(rèn)知發(fā)展序是指學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、技能有一定的認(rèn)識(shí)規(guī)律；知識(shí)發(fā)展序指的是學(xué)科知識(shí)本身的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展歷程，是從宏觀到微觀、簡(jiǎn)單到復(fù)雜不斷深入的過程。所謂“三序結(jié)合”，就是根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，把以上三種順序所涉及的種種因素加以考慮，使得教學(xué)合乎科學(xué)邏輯、認(rèn)識(shí)規(guī)律和學(xué)生心理發(fā)展水平[3]。

教學(xué)設(shè)計(jì)過程中為何要統(tǒng)籌“素養(yǎng)發(fā)展序、認(rèn)知發(fā)展序、知識(shí)發(fā)展序”，主要基于以下幾點(diǎn)考慮： （1）拓寬教學(xué)設(shè)計(jì)思考的廣度?！爸R(shí)序、認(rèn)知序和教學(xué)序”是從“課程、學(xué)生和教師是課堂教學(xué)中的三要素”這一視角提煉出來的，但是從教學(xué)設(shè)計(jì)的思考維度上來看，三者并非并列關(guān)系，知識(shí)序、認(rèn)知序在很大程度上決定了教學(xué)序，教學(xué)設(shè)計(jì)的“三序”從三個(gè)維度實(shí)質(zhì)上降到了兩個(gè)維度。因此，增加“素養(yǎng)發(fā)展序”有利于拓展教學(xué)設(shè)計(jì)思考的廣度，也契合當(dāng)前基于核心素養(yǎng)的課程改革。（2）明晰素養(yǎng)發(fā)展的進(jìn)階性。2016年9月，普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組發(fā)布了《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》，將高中化學(xué)核心素養(yǎng)劃分為5個(gè)維度，每個(gè)維度又劃分為4個(gè)水平層次。因此，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中須考慮到學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展的現(xiàn)有水平及通過本節(jié)課學(xué)習(xí)可達(dá)到的水平層次。（3）遵循科學(xué)認(rèn)識(shí)一般過程特征。人類對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)一般經(jīng)歷了由現(xiàn)象到本質(zhì)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由個(gè)別到一般的循序漸進(jìn)、螺旋上升的過程。在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)考慮知識(shí)發(fā)展序，就是要有意識(shí)“重演”人類的探索過程，開展“遵循知識(shí)形成原過程的教學(xué)”，不僅有助于突破思維上的障礙，還能更好地理解并掌握所學(xué)的知識(shí)，從中汲取前人的智能，領(lǐng)悟思想方法，陶冶科學(xué)精神，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)[4]。

2基于“三序結(jié)合”的教學(xué)設(shè)計(jì)程序

基于“三序結(jié)合”的教學(xué)設(shè)計(jì)程序應(yīng)把握以下幾個(gè)方面：

2.1分析教學(xué)起點(diǎn)

這里的起點(diǎn)，既包括教材知識(shí)邏輯結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，也包括學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展水平特點(diǎn)。教師要充分了解學(xué)生已有的認(rèn)知狀況，特別要注意研究原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中與新知識(shí)有密切相關(guān)的內(nèi)容，這是優(yōu)化教學(xué)的起點(diǎn)。

“不同類型的晶體”是蘇教版化學(xué)2專題一第三單元內(nèi)容，該單元的主題是“從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性”。在前面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生知道物質(zhì)是由原子、分子、離子構(gòu)成，微粒之間存在不同作用力，同素異形現(xiàn)象和同分異構(gòu)現(xiàn)象是造成物質(zhì)世界多樣性的重要原因。本節(jié)課則是從構(gòu)成物質(zhì)微粒及微粒間作用力角度幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)多樣性的關(guān)系。

從核心素養(yǎng)層面來看，本節(jié)課主要涉及“宏觀辨識(shí)與微觀探析”這一維度，學(xué)生通過先前的學(xué)習(xí)能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象辨識(shí)物質(zhì)及其反應(yīng)，能從物質(zhì)的宏觀特征入手對(duì)物質(zhì)及其反應(yīng)進(jìn)行分類和表征，初步具有結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念，處于水平1與水平2之間。本節(jié)課則將水平2、水平3的提升作為教學(xué)設(shè)計(jì)著力點(diǎn)。學(xué)生可能出現(xiàn)的障礙點(diǎn)主要是水平3： 微粒間作用力與晶體物理性質(zhì)的關(guān)系。

2.2解構(gòu)素養(yǎng)目標(biāo)為教學(xué)目標(biāo)

在確定教學(xué)目標(biāo)時(shí)，需將對(duì)學(xué)生總體的素養(yǎng)期望具體化為課時(shí)教學(xué)目標(biāo)，并以此來確定教學(xué)內(nèi)容，選擇教學(xué)活動(dòng)方式。美國(guó)心理學(xué)家馬杰在《準(zhǔn)備教學(xué)目標(biāo)》一書中指出陳述得好的目標(biāo)具有三個(gè)成分： （1）說明通過教學(xué)后，學(xué)生能做什么（或能說什么）；（2）規(guī)定學(xué)生行為產(chǎn)生的條件；（3）規(guī)定符合要求的達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)[5]。根據(jù)核心素養(yǎng)五個(gè)維度的內(nèi)涵與目標(biāo)，結(jié)合浙江省普通高中化學(xué)教學(xué)指導(dǎo)意見（2014版）[6]，可以如表1對(duì)“不同類型的晶體”教學(xué)目標(biāo)的有關(guān)要素做進(jìn)一步分解，以便形成相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)。

2.3設(shè)計(jì)“三序”路徑

分析了教學(xué)起點(diǎn)、確定了課時(shí)教學(xué)目標(biāo)之后，接下來要思考的便是設(shè)計(jì)“三序”路徑，這是組織與優(yōu)化教學(xué)實(shí)施的基礎(chǔ)和前提，也是實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)的關(guān)鍵和核心。

設(shè)計(jì)“素養(yǎng)發(fā)展序”路徑指的是劃分素養(yǎng)水平的層級(jí)結(jié)構(gòu)，這些層級(jí)反映學(xué)生不同階段的素養(yǎng)發(fā)展水平。素養(yǎng)水平層級(jí)結(jié)構(gòu)的劃分應(yīng)依據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》附錄中的素養(yǎng)水平劃分，將素養(yǎng)水平發(fā)展融入每一學(xué)習(xí)主題中，以學(xué)習(xí)內(nèi)容為載體，與學(xué)習(xí)內(nèi)容相融合，有利于避免流于形式、缺乏操作性等弊端。本節(jié)課主要涉及“宏觀辨識(shí)與微觀探析”素養(yǎng)，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”素養(yǎng)的水平層次劃分以及課時(shí)教學(xué)目標(biāo)，確立了本節(jié)課的宏微素養(yǎng)序： 水平1： 能從晶體宏觀特征入手對(duì)物質(zhì)進(jìn)行辨識(shí)、分類和表征→水平2： 能從晶體的微觀排列解釋說明晶體的宏觀共性→水平3： 能從原子、分子水平解釋不同類型晶體的宏觀性質(zhì)特征與差異→水平4： 能依據(jù)石墨的微觀結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)石墨的性質(zhì)。

設(shè)計(jì)“認(rèn)知發(fā)展序”路徑指的是構(gòu)建與學(xué)習(xí)者水平、認(rèn)知特點(diǎn)相適應(yīng)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，一般包含以下幾個(gè)環(huán)節(jié)： 充分利用原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)，引發(fā)認(rèn)知沖突。本節(jié)課利用干冰自然升華、石英晶體放在酒精燈上灼燒對(duì)比實(shí)驗(yàn)激起學(xué)生的探索欲望→實(shí)現(xiàn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的同化和順應(yīng)，建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)： 從微觀角度對(duì)晶體進(jìn)行分類及解釋宏觀性質(zhì)→最后運(yùn)用新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)解決陌生情境問題——依據(jù)石墨的微觀結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)石墨的性質(zhì)，促進(jìn)知識(shí)遷移應(yīng)用。

設(shè)計(jì)“知識(shí)發(fā)展序”路徑指的是“重演”人類對(duì)知識(shí)的探索歷程。這需要查閱相關(guān)的史學(xué)文獻(xiàn)資料，并根據(jù)教學(xué)的需要進(jìn)行適當(dāng)加工。從晶體發(fā)展基本史料分析來看，晶體學(xué)的發(fā)展大概經(jīng)歷以下幾個(gè)階段： 首先注意到天然晶體的規(guī)則幾何外形，嘗試從微觀結(jié)構(gòu)的角度進(jìn)行解釋→進(jìn)而對(duì)晶體的其他性質(zhì)（熔沸點(diǎn)、硬度等）

展開研究，并嘗試依據(jù)這些物理性質(zhì)對(duì)晶體進(jìn)行分類，

研究晶體的類別特征→隨著儀器的發(fā)展，使人類能夠深入到晶體微觀結(jié)構(gòu)，并從微觀角度進(jìn)行晶體分類及解釋宏觀性質(zhì)→最后能夠根據(jù)晶體學(xué)知識(shí)預(yù)測(cè)未知晶體的性質(zhì)特點(diǎn)，從而開發(fā)出人類所需要的晶體材料[7]。

3基于“三序結(jié)合”的教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，引發(fā)認(rèn)知沖突

實(shí)驗(yàn)引入： 干冰自然升華，石英晶體放在酒精燈上灼燒。學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)干冰晶體在常溫下直接升華成二氧化碳?xì)怏w了，而石英晶體（二氧化硅）長(zhǎng)時(shí)間灼燒卻巍然不動(dòng)。

教師設(shè)疑： 干冰、石英同屬于固體、晶體，同屬于非金屬氧化物、酸性氧化物，組成也相似，為何兩者的熔沸點(diǎn)差異卻如此大？

設(shè)計(jì)意圖： 余文森教授認(rèn)為，基于核心素養(yǎng)的教學(xué)一個(gè)顯著的特征是問題來源于真實(shí)情境、是原生態(tài)的。本節(jié)課選用學(xué)生所熟悉的干冰、石英晶體作為引入，制造認(rèn)知沖突，激起學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲，促使學(xué)生主動(dòng)地投入到本節(jié)課學(xué)習(xí)中。

3.2追尋先人認(rèn)知，推測(cè)微觀排列

PPT投影： （1）生活中常見晶體圖片；（2）《韓詩(shī)外傳》對(duì)雪花的描述：“凡草木花多五出，雪花獨(dú)六出”；《新修唐本草》對(duì)食鹽的描述：“光明鹽，大者如升，正方光砌”；（3）漢字“晶”字解為“精光也，從三日”。

教師設(shè)疑： 為什么晶體具有規(guī)則的幾何外形？請(qǐng)猜測(cè)一下原因。

PPT投影： 鉆石的超顯微結(jié)構(gòu)視頻（金剛石從宏觀形狀不斷放大至微觀結(jié)構(gòu)）。

教師講解： 在晶體內(nèi)部，構(gòu)成晶體的微粒在空間有規(guī)則排列，這類似于閱兵式隊(duì)伍整體非常整齊主要是由于其中的軍人橫成行、豎成列，排列得非常規(guī)則。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，X射線衍射儀使我們?nèi)祟惖谝淮巍翱匆姟绷司w的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖4左邊是石英晶體投影圖，微粒排列非常有規(guī)則；圖4右邊是石英玻璃，微粒排列雜亂無序。它們的譜圖也是不同的（見圖5）[8]。

PPT投影：

設(shè)計(jì)意圖： 科學(xué)承載著人類對(duì)世界的認(rèn)識(shí)和創(chuàng)造，同時(shí)又是與社會(huì)的發(fā)展和人類的認(rèn)知水平相適應(yīng)的。從晶體發(fā)展基本史料分析來看，人們總是先注意到天然晶體的規(guī)則幾何外形，進(jìn)而嘗試從微觀結(jié)構(gòu)的角度進(jìn)行解釋。本環(huán)節(jié)既引用了古人對(duì)氯化鈉、雪花晶體的描述，同時(shí)又展示了現(xiàn)代科技發(fā)展成果——X射線衍射儀，融人文氣息與現(xiàn)代科技?xì)庀⒂谝惑w。

3.3基于宏觀證據(jù)，探求微觀模型

教師設(shè)疑： 為什么構(gòu)成晶體的微粒在空間會(huì)有規(guī)則的排列，是什么力量驅(qū)使的呢？組成和化學(xué)性質(zhì)如此相似的干冰和石英晶體，熔點(diǎn)等物理性質(zhì)上為何有如此大的差異？這就需要從微觀角度認(rèn)識(shí)構(gòu)成晶體的微粒及微粒間的作用力。

PPT投影： 請(qǐng)根據(jù)下列晶體性質(zhì)及構(gòu)成微粒對(duì)其進(jìn)行分類。

學(xué)生討論回答： 氯化鈉、氯化鋇、二氧化硅為一類；干冰、白磷歸為一類，因?yàn)樗鼈兊娜鄯悬c(diǎn)、導(dǎo)電性性質(zhì)很相似；鈉、鎢歸為一類；金剛石單獨(dú)一類。

教師追問： 為什么將二氧化硅與氯化鈉、氯化鋇歸為一類？從熔融態(tài)的導(dǎo)電性來看，為何熔融氯化鈉、氯化鋇能導(dǎo)電，而二氧化硅不能導(dǎo)電？

學(xué)生回答： 說明氯化鈉、氯化鋇由離子構(gòu)成而二氧化硅不是。

教師： 通過X射線衍射儀我們?nèi)祟惤裉炷軌颉翱匆姟本w的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

模型展示： 氯化鈉。

問題組1： （1）指出模型中的鈉離子、氯離子，晶體中是否存在氯化鈉分子？（2）NaCl這一符號(hào)能否認(rèn)為是氯化鈉分子式？它表示什么含義？（3）每個(gè)鈉離子周圍吸引多少個(gè)氯離子，每個(gè)氯離子周圍吸引多少個(gè)鈉離子？

問題組2： （1）氯化鈉晶體能導(dǎo)電嗎，為什么？（2）氯化鈉晶體在什么條件下能夠?qū)щ?？?）氯化鈉晶體溶于水、熔化狀態(tài)下破壞什么作用力？

問題組3： 哪些類別物質(zhì)屬于離子晶體？

學(xué)生討論回答： ……

教師小結(jié)： 像氯化鈉這樣的離子化合物中陰、陽(yáng)離子按一定方式有規(guī)則地排列形成的固體稱為離子晶體。離子晶體的構(gòu)成微粒是陰陽(yáng)離子，離子之間通過離子鍵有規(guī)則堆積結(jié)合形成晶體，所以離子化合物形成的晶體都是離子晶體。一般離子晶體中不存在分子，它的化學(xué)式不表示分子式，而是表示了陰陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)比。這類晶體特點(diǎn)是熔沸點(diǎn)較高、硬度較大、熔化狀態(tài)下或溶于水能導(dǎo)電，克服的作用力是離子鍵。

模型展示： 金剛石。

問題組1： （1）金剛石晶體是由什么微粒構(gòu)成的？（2）微粒間通過什么作用力結(jié)合在一起？（3）金剛石晶體熔化時(shí)破壞什么作用力？（4）用Si代替C原子形成的是什么晶體？如果Si原子間插入O原子呢？

問題組2： （1）石英晶體是由什么微粒構(gòu)成的？（2）二氧化硅晶體中存在SiO2分子嗎？化學(xué)式SiO2表示什么含義？（3）微粒間通過什么作用力結(jié)合在一起？（4）石英晶體熔化時(shí)破壞什么作用力？

學(xué)生討論回答： ……

教師小結(jié)： 像金剛石、二氧化硅這樣相鄰原子間以共價(jià)鍵結(jié)合而形成的具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體稱為原子晶體。原子晶體的構(gòu)成微粒是原子，微粒間的作用力是共價(jià)鍵。原子晶體中不存在分子，它的化學(xué)式不表示分子式，而是表示原子的個(gè)數(shù)比。這類晶體的特點(diǎn)是熔沸點(diǎn)高、硬度大，熔化狀態(tài)下不能導(dǎo)電，克服的作用力是共價(jià)鍵。

模型展示： 干冰。

問題組： （1）干冰晶體是由什么微粒構(gòu)成的？（2）化學(xué)式CO2表示什么含義？（3）二氧化碳分子空間構(gòu)型？二氧化碳分子間通過什么作用力結(jié)合在一起？碳氧原子間通過什么作用力結(jié)合在一起構(gòu)成二氧化碳分子？（4）干冰熔化時(shí)破壞什么作用力？有沒有破壞碳氧原子間共價(jià)鍵？（5）哪些類別物質(zhì)屬于分子晶體？

學(xué)生討論回答： ……

教師小結(jié)： 像干冰這樣的分子之間通過分子間作用力結(jié)合形成的晶體稱為分子晶體。分子晶體的構(gòu)成基本微粒是分子，基本微粒間的作用力是分子間作用力。這類晶體特點(diǎn)是熔沸點(diǎn)低、硬度小，熔化狀態(tài)下一般不導(dǎo)電，克服的作用力是分子間作用力，溶于水后可能導(dǎo)電。非金屬單質(zhì)、非金屬的氫化物等無機(jī)物以及多數(shù)有機(jī)化合物形成的晶體，大都屬于分子晶體。

教師設(shè)問： 組成和化學(xué)性質(zhì)如此相似的干冰和石英晶體，熔點(diǎn)、硬度等物理性質(zhì)上為何有如此大的差異？

學(xué)生回答： 干冰熔化（升華）克服的是CO2分子間作用力，石英晶體熔化時(shí)克服的是硅氧共價(jià)鍵，化學(xué)鍵的作用力要遠(yuǎn)大于分子間作用力。

教師講解： 晶體除了離子晶體、分子晶體、原子晶體三種類型外，還有一類是金屬晶體。金屬晶體有共同的物理特性，如有金屬光澤、能導(dǎo)電和傳熱、具有延展性等，金屬晶體的熔沸點(diǎn)（如鈉、鎢）、硬度差異較大（如鈉、鉻）。

設(shè)計(jì)意圖： 教材是先定義、介紹各類晶體微觀結(jié)構(gòu)，再利用“觀察與思考”欄目體會(huì)四類晶體的性質(zhì)特點(diǎn)，而本節(jié)課教學(xué)過程則是先提供各類晶體性質(zhì)等事實(shí)性證據(jù)，然后依據(jù)這些證據(jù)嘗試對(duì)晶體進(jìn)行分類。順序的調(diào)整一方面增強(qiáng)了教學(xué)的開放性，另一方面也更加貼近人類對(duì)事物的認(rèn)識(shí)發(fā)展規(guī)律，同時(shí)也符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展順序。當(dāng)然，晶體的宏觀物理性質(zhì)的巨大差異驅(qū)使人類探求晶體的微觀結(jié)構(gòu)，X射線衍射儀使人類能夠“看見”晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最后從微觀角度解釋宏觀性質(zhì)。教學(xué)過程中采用模型展示、問題組驅(qū)動(dòng)、學(xué)生自主建構(gòu)與教師引導(dǎo)相結(jié)合的教學(xué)方式，使學(xué)生從微粒觀角度充分理解： 晶體類型與構(gòu)成微粒關(guān)系、物理性質(zhì)與微粒間作用力關(guān)系、晶體類型與物質(zhì)類別關(guān)系，從而促進(jìn)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)的提升。

3.4依據(jù)微觀模型，預(yù)測(cè)宏觀性質(zhì)

PPT投影： 石墨結(jié)構(gòu)模型。

教師設(shè)問： 請(qǐng)結(jié)合石墨結(jié)構(gòu)模型，預(yù)測(cè)石墨的硬度大小和熔點(diǎn)高低并解釋其原因。

學(xué)生討論回答： 石墨晶體晶體硬度小，就像鉛筆芯很軟，可能與它的層狀結(jié)構(gòu)有關(guān)，在前面學(xué)過層與層之間靠分子間作用力結(jié)合在一起；如果熔化時(shí)共價(jià)鍵發(fā)生斷裂生成碳原子，則與金剛石類似，熔沸點(diǎn)較高。

PPT投影： 晶體學(xué)研究熱點(diǎn)領(lǐng)域及相應(yīng)圖片。

教師總結(jié)： 通過今天的學(xué)習(xí)，同學(xué)們已經(jīng)能夠結(jié)合宏觀性質(zhì)感知微觀結(jié)構(gòu)差異，利用微觀結(jié)構(gòu)去解釋、預(yù)測(cè)可能的宏觀性質(zhì)。類似于剛才提到的石墨晶體性質(zhì)，晶體的領(lǐng)域也是異常豐富多彩，至今已發(fā)展成為一門科學(xué)——晶體學(xué)，當(dāng)前研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域（投影圖片）有生物大分子晶體學(xué)、功能分子晶體研究、非線性光學(xué)晶體材料、激光晶體材料研究、多晶衍射研究、電子顯微學(xué)等，大有可為！

設(shè)計(jì)意圖： 本環(huán)節(jié)向?qū)W生展示石墨的晶體結(jié)構(gòu)，讓其根據(jù)微觀結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)石墨的宏觀物理性質(zhì)并能夠評(píng)估預(yù)測(cè)的合理性，認(rèn)知水平要求較高，目的在于綜合評(píng)價(jià)并鞏固提升學(xué)生的“宏觀辨識(shí)與微觀探析”這一核心素養(yǎng)。最后的結(jié)語(yǔ)升華了主題，使學(xué)生能夠了解晶體學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，激起他們進(jìn)一步探索學(xué)習(xí)的欲望，贊賞化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)，提升了“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”這一核心素養(yǎng)。

從整體上看，本教學(xué)設(shè)計(jì)思路“從宏觀到微觀再回到宏觀”、“從現(xiàn)象到本質(zhì)再回歸看現(xiàn)象”，遵循“素養(yǎng)發(fā)展序、認(rèn)知發(fā)展序、知識(shí)發(fā)展序”，學(xué)生的思維發(fā)展是逐步進(jìn)階的，猶如經(jīng)歷了中國(guó)禪宗的三個(gè)境界： 一是看山是山，看水是水，對(duì)晶體的認(rèn)識(shí)是從直觀感性開始的；二是看山不是山，看水不是水，透過現(xiàn)象深入晶體的微觀結(jié)構(gòu)；三是看山還是山，看水還是水，對(duì)晶體的認(rèn)識(shí)上升到理性，能夠依據(jù)微觀模型推斷宏觀性質(zhì)。因此，從整個(gè)設(shè)計(jì)流程可以看出人類認(rèn)識(shí)事物所經(jīng)歷的過程以及所包含的哲學(xué)大智慧！

總之，認(rèn)識(shí)素養(yǎng)層級(jí)發(fā)展、深入學(xué)生認(rèn)知心理和理解化學(xué)學(xué)科發(fā)展是進(jìn)行化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)的三大基石。化學(xué)教師要在充分分析學(xué)生前認(rèn)知基礎(chǔ)上，細(xì)化課時(shí)教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)“三序”進(jìn)階路徑，循“序”漸進(jìn)構(gòu)建高效課堂，以期讓學(xué)生經(jīng)歷有意義的學(xué)習(xí)過程。

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