基于學(xué)科本質(zhì)視角的《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊內(nèi)容功能分析

汪志宏

摘 要：隨著新修訂的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的發(fā)布，《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊由選修變更成了化學(xué)必考模塊，使得高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)結(jié)構(gòu)也隨之做出調(diào)整，全體高中化學(xué)教師也迎來了全新的教學(xué)挑戰(zhàn)。本文從實(shí)際教學(xué)出發(fā)，以學(xué)科本質(zhì)為出發(fā)點(diǎn)，對《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊的教學(xué)現(xiàn)狀和內(nèi)容進(jìn)行了分析，希望能對日后教學(xué)提供理論指導(dǎo)，也能為學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì);內(nèi)容功能;分析

引言：

在原先的課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)稿中，《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》被歸類到選修模塊。由于該模塊內(nèi)容不易理解，過于抽象化，學(xué)生很難在頭腦中構(gòu)建具體的知識概念，往往耗費(fèi)了很多時間和精力也掌握不好相關(guān)知識點(diǎn)。因此，許多學(xué)生為了減輕應(yīng)試的負(fù)擔(dān)，不愿意選修該模塊，甚至很多學(xué)校也未開設(shè)相關(guān)的課程。隨著新課標(biāo)的出臺，對高中化學(xué)教學(xué)應(yīng)當(dāng)注重學(xué)科本質(zhì)進(jìn)行了著重強(qiáng)調(diào)，為了能使學(xué)生更系統(tǒng)全面地學(xué)習(xí)化學(xué)，將該模塊轉(zhuǎn)為必修，新課程的內(nèi)容調(diào)整了原課標(biāo)的難度與容量，對知識碎片化等問題進(jìn)行了優(yōu)化完善。

一、《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊的地位

高中化學(xué)的本質(zhì)是通過微觀層次去認(rèn)知物質(zhì)，使用符號對物質(zhì)進(jìn)行描述。而《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教學(xué)本質(zhì)是以原子與分子作為起點(diǎn)，然后到達(dá)電子層面，分別從宏觀性能還有微觀結(jié)構(gòu)兩方面進(jìn)行物質(zhì)的研究，在研究過程中涉及到了應(yīng)用量子力學(xué)研究化學(xué)物質(zhì)，并輔助構(gòu)造結(jié)構(gòu)理論，使用結(jié)構(gòu)分析方法對分析結(jié)構(gòu)進(jìn)行剖析，由以上內(nèi)容可知物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究對化學(xué)學(xué)科發(fā)展起到舉足輕重的作用。經(jīng)過該模塊的教學(xué)，能使學(xué)生通曉物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識，學(xué)會使用微觀辨識和宏觀分析的能力，促進(jìn)化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。

二、《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊學(xué)科本質(zhì)問題及模塊內(nèi)容的功能分析

隨著對課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂，對化學(xué)課程的內(nèi)容也提出了新要求，化學(xué)教學(xué)應(yīng)該屏除繁瑣且難度過高的內(nèi)容，使用具有時代性和基礎(chǔ)性的現(xiàn)代化課程內(nèi)容。《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊是使用量子力學(xué)等物理方法對化學(xué)問題進(jìn)行研究，所以在教學(xué)中要對化學(xué)本質(zhì)和物理學(xué)范疇進(jìn)行清晰的界定，以原子、分子、細(xì)胞和橋梁為例，以上這些都屬于物質(zhì)形式，但不同的是，原子結(jié)構(gòu)屬物理范圍，細(xì)胞結(jié)構(gòu)歸屬于生物學(xué)，橋梁結(jié)構(gòu)則歸屬建筑學(xué)范疇，而化學(xué)學(xué)科是以分子結(jié)構(gòu)作為物質(zhì)結(jié)構(gòu)核心。除化學(xué)外，其他學(xué)科是沒有分子結(jié)構(gòu)相關(guān)研究的，因此可以說，化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)問題是對分子結(jié)構(gòu)的研究。新課程標(biāo)準(zhǔn)將《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊分為三大主題，以下就三大主題的內(nèi)容功能進(jìn)行分析。

（一）“原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)”的內(nèi)容及功能分析

該主題下涵蓋的核心概念主要有“原子軌道”“原子核外電子的排布式”“電離能與電負(fù)性”等。原子軌道是以能級理論作為立腳點(diǎn)，對核外電子運(yùn)動形態(tài)做出研究，而這其中使用的是能級躍遷量子化思維，整體來說，該概念屬于物理核心知識范疇，教學(xué)目的是使學(xué)生理解電子運(yùn)動的形態(tài)能使用原子軌道表述。原子核外電子的排布式也是應(yīng)用了能級理論，具體來說是利用高低排序這一特點(diǎn)對原子核外電子排布的構(gòu)造原理進(jìn)行了闡釋，所以該概念也屬物理學(xué)范圍。以上這一部分是通過融合物理知識，能更好地輔助學(xué)生理解和消化相關(guān)的化學(xué)問題。而核外電子排布與元素周期律這一章節(jié)就是化學(xué)核心知識的內(nèi)容了，該章節(jié)的教學(xué)目的是使學(xué)生明白元素性質(zhì)周期變化的原因，元素周期表的分區(qū)是如何劃分的，同時要對該表的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用價值有所理解。該主題下包含電離能與電負(fù)性的概念，是以得失電子能力為研究立足點(diǎn)，解釋和預(yù)測了元素性質(zhì)。在教學(xué)中，教師不宜照本宣科，而是要讓學(xué)生自主探討，教師從旁指引，讓學(xué)生自己去研究發(fā)現(xiàn)元素相關(guān)的變化規(guī)律，同時理解模型和假說在原子結(jié)構(gòu)研究中的意義，讓學(xué)生打造“位、構(gòu)、性”關(guān)系的系統(tǒng)框架。

（二）“微粒間的相互作用與物質(zhì)的性質(zhì)”的內(nèi)容及功能分析

該主題將原有的“化學(xué)鍵與物質(zhì)的性質(zhì)”和“分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)”進(jìn)行整合，目的是便于學(xué)生形成對化學(xué)知識的觀念性、統(tǒng)攝性認(rèn)知。將松散的知識點(diǎn)進(jìn)行合并，發(fā)掘它們背后的核心概念，然后圍繞核心構(gòu)建結(jié)構(gòu)化內(nèi)容，使學(xué)生能夠把握學(xué)習(xí)的關(guān)鍵核心。原有課程的兩大主題章節(jié)的核心教學(xué)點(diǎn)都是微粒間的作用力，彰顯微粒觀概念。新課程標(biāo)準(zhǔn)下的教學(xué)重點(diǎn)，是要學(xué)生認(rèn)識伴隨一定的條件，物質(zhì)的不同聚集狀態(tài)，不同的聚集程度，還有它們之間的相互作用。學(xué)生還需要掌握物質(zhì)聚集狀態(tài)的改變可以促使生成某些特殊材料，這是由于物質(zhì)的性質(zhì)受到聚集狀態(tài)的影響造成的結(jié)果，例如液晶、納米材料等。

（三）“研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法與價值”的內(nèi)容及功能分析

在課程標(biāo)準(zhǔn)修訂后，該主題教學(xué)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)了對物質(zhì)的研究要重視當(dāng)中的過程、研究方式以及研究技術(shù)。因此，這一主題部分的學(xué)習(xí)不能局限在基礎(chǔ)理論的范圍，要進(jìn)行延伸，對化學(xué)研究的途徑和過程也要進(jìn)行探索。本章節(jié)主題教學(xué)的最大特點(diǎn)是，會與其他主題的內(nèi)容相結(jié)合，用化學(xué)理論知識指導(dǎo)化學(xué)研究過程。例如，核外電子的運(yùn)動狀態(tài)的知識點(diǎn)學(xué)習(xí)，重點(diǎn)要讓學(xué)生理解原子軌道設(shè)立的繁瑣且復(fù)雜的過程，首先要設(shè)立假說，其次要構(gòu)建模型，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對舊模型予以否定，再然后設(shè)立新假說。理論推理和構(gòu)建模型這種螺旋式的結(jié)構(gòu)研究，讓學(xué)生能夠明白探索知識的過程。這也是《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教學(xué)的目的之一，通過輔助一定的研究手段進(jìn)行物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究，對物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行認(rèn)知和預(yù)測，再經(jīng)過配合相對應(yīng)的設(shè)計(jì)，最終形成新的物質(zhì)。這樣的教學(xué)內(nèi)容，具有一定的趣味性，可以拓寬高中生的化學(xué)知識面和視野，從而推動創(chuàng)新精神的形成和發(fā)展。

三、結(jié)束語

總之，在新課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，高中化學(xué)教師應(yīng)該對《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊的內(nèi)容變更把握清楚，要意識到該模塊教學(xué)的目的是輔助高中生統(tǒng)攝性和觀念性的化學(xué)知識體系，學(xué)會認(rèn)知物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)方法?；瘜W(xué)教學(xué)中要凸顯學(xué)科本質(zhì)與思維，教師要對教學(xué)模塊的整體功能性和各個主題的具體教學(xué)內(nèi)容有深入的了解，才能更好順應(yīng)化學(xué)核心素養(yǎng)背景下的教學(xué)要求。

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