《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》實施探究教學(xué)的對策

席宗超

（洛陽46中 河南 洛陽 471002）

教育的核心是要促進學(xué)生的全面發(fā)展，而學(xué)生全面發(fā)展的一個重要方面就是探究意識的形成與主動參與能力的培養(yǎng)，因此新課程倡導(dǎo)要盡可能用討論探究的方式展現(xiàn)知識的形成過程，把知識的授受過程變成為知識的探究過程，最大限度地引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)活動，教給學(xué)生探究學(xué)習(xí)的方法，培養(yǎng)學(xué)生積極思考、正確思維的品質(zhì)，促進學(xué)生全面發(fā)展，探究性教學(xué)已經(jīng)成為新課程理念下的一種主要教學(xué)方式，但是，《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》這一部分卻因為內(nèi)容抽象，概念晦澀，致使實施探究式教學(xué)有一定的困難，本文針對這一部分的教學(xué)，就如何實施探究性教學(xué)談?wù)勛约旱囊恍w會。

一、不斷加強業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，提升自己的專業(yè)知識水平

有句話說要給學(xué)生一碗水，老師必須要有一桶水，教到這一塊內(nèi)容時，老師們發(fā)現(xiàn)自己可能也只有一碗水，這些原因是多方面的，比如早些年化學(xué)系大學(xué)本科里沒有詳細地講氫原子發(fā)射光譜中四條明亮譜線的計算，而現(xiàn)在高中物理選修3-5中就出現(xiàn)了這些知識，很可能我們老師還沒有學(xué)生了解的多，而可怕的是我們還渾然不知，再比如對多電子原子尤其是堿金屬譜線的知識，教材中給了插圖，但作為教師可能對這些知識缺乏了解，雖然這不需要給學(xué)生講，但對這些知識的缺失會造成我們在上課時不能高屋建瓴，只能照本宣科，直接告訴學(xué)生們電子在核外是分層排布的，也就設(shè)計不出高水平的探究活動。解決這一問題的方法只能是我們教師不斷加強業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，提升自己的專業(yè)知識水平。課程改革要求教師要具有寬廣的專業(yè)知識背景和專業(yè)能力，因此，教師必須重視并加強自身專業(yè)素養(yǎng)的提高，尤其要認真學(xué)習(xí)教材中新增加的內(nèi)容，盡快地把這些新內(nèi)容納入已構(gòu)建的學(xué)科專業(yè)知識結(jié)構(gòu)中，教師只有全面領(lǐng)會學(xué)科專業(yè)知識體系，才能靈活自如地引導(dǎo)學(xué)生探究。我們可以向書本學(xué)習(xí)，向網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，向同行學(xué)習(xí)，向?qū)＜覍W(xué)習(xí)，向其他學(xué)科的老師學(xué)習(xí)，尤其要加強與物理、生物兩個學(xué)科的交流，像原子光譜的知識，偏振光的知識與物理聯(lián)系較為緊密，可以向物理老師學(xué)習(xí)；霉菌的生長，巴斯德在生物學(xué)上的貢獻，葉綠素的色譜法可以向生物老師學(xué)習(xí)。

二、利用實驗開展探究

化學(xué)實驗是進行科學(xué)探究的主要方式，它的功能是其他手段無法替代的。實驗教學(xué)有利于啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，揭示化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性。在選修3中，只在配合物這一部分內(nèi)容中出現(xiàn)了兩個實驗，且都是驗證性實驗，對于這兩個實驗，我們要深入挖掘，找到實施探究教學(xué)的突破口，賦予這兩個實驗更多的探究色彩，下面是我的一個教學(xué)片段：

【教師】把白色的硫酸銅溶于水，產(chǎn)生藍色溶液，你以前見到過什么物質(zhì)溶解在純水中顏色發(fā)生變化了嗎？

【學(xué)生】思考回憶……

【教師】閱讀教材，找出變?yōu)樗{色的原因。

【學(xué)生】因為銅離子有空軌道，而水分子有孤電子對，二者形成了［Cu（H2O）4］2+（四水合銅絡(luò)離子），這種離子是藍色的。

【教師】除了水有孤電子對，容易與銅離子形成絡(luò)離子外，還有哪些微粒也有孤電子對，容易與銅離子形成絡(luò)離子？

【學(xué)生】氨分子。

【教師】銅離子與氨分子能否形成絡(luò)離子，請大家動手實驗。

【學(xué)生】先生成了沉淀，后生成深藍色的四氨合銅絡(luò)離子。

【教師】還有其他的帶有孤電子對的微粒嗎？氯離子？溴離子？氫氧根？寫出它們的電子式。它們是否有孤電子對？它們能否與銅離子形成絡(luò)離子？

【學(xué)生】思考……

【實驗】把銅在氯氣中燃燒，生成棕黃色的煙，加少量水，生成綠色溶液，加大量水，又生成藍色溶液，這個顏色變化說明什么？

【教師】棕黃色的氯化銅溶于水為什么不生成棕黃色溶液？為什么生成綠色溶液？為什么加大量水又轉(zhuǎn)為藍色？

【學(xué)生】？

【教師】（提示）綠色是另一種配離子［CuCl4］2-（四氯合銅絡(luò)離子）的顏色。

【學(xué)生】在溶液中很可能存在著兩種配離子，如果溶液較濃，則主要顯示四氯合銅絡(luò)離子的綠色，如果水多，則主要顯示四水合銅絡(luò)離子的藍色。

【教師】往藍色的膽礬溶液中加入無色的氯化鈉固體會怎么樣？

【實驗】生成［CuCl4］2-變?yōu)榫G色。

【教師】往藍色的膽礬溶液中加入濃鹽酸會怎么樣？

【實驗】生成［CuCl4］2-變?yōu)榫G色。

【教師】以上這些顏色變化說明了什么問題？

【學(xué)生】說明確實存在［Cu（H2O）4］2+、［CuCl4］2-、［Cu（NH3）4］2+這些絡(luò)離子， 并且這些絡(luò)離子是可以相互轉(zhuǎn)化的。

以上這個教學(xué)片段對課本上的實驗進行了深入挖掘，賦予了探究的內(nèi)容，對學(xué)生深刻理解配合物很有幫助。

三、利用學(xué)生活動引領(lǐng)探究

探究性學(xué)習(xí)是以學(xué)生為主體，以學(xué)生的主動參與為前提的。學(xué)生的主動參與使其在探究過程中體驗到探究帶來的樂趣，并逐步形成一種在學(xué)習(xí)中喜愛質(zhì)疑、樂于探究的心理傾向。學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)過程中，所涉及的不僅僅是最后記住了多少知識，更重要的是學(xué)習(xí)過程浸透著情感的投入、態(tài)度的轉(zhuǎn)變、方法的獲得、情感的體驗。在這一部分的教學(xué)中，可以安排一些學(xué)生活動，讓學(xué)生親歷探究發(fā)現(xiàn)的過程，例如在講價層電子對互斥理論時，我準(zhǔn)備了一些氣球和一些橡皮筋，上課時讓同學(xué)們分組嘗試用橡皮筋把不同數(shù)目的氣球扎在一起，同學(xué)們興趣很高，有的小組嘗試把兩個氣球扎起來，有的小組嘗試把三個、四個、五個、六個氣球扎起來，扎好之后氣球會由于自身的彈性自發(fā)地呈現(xiàn)出平面三角形、正四面體、正八面體等形狀，這樣就一舉突破了教學(xué)的難點，再比如在金屬原子的堆積教學(xué)中我準(zhǔn)備了一些乒乓球和膠水，讓學(xué)生自己動手去探究堆積的方式，意外的發(fā)現(xiàn)還有一種教材中沒有介紹的堆積方式，經(jīng)計算這種堆積方式的空間利用率為60%（即兩層密置層按上下對齊的方式堆積，我稱之為簡單菱方），經(jīng)過向吳國慶教授請教，這種堆積方式的確存在，但由于在自然界中找不到實例，亦即目前沒有發(fā)現(xiàn)哪一種金屬按這種方式堆積，因而在課本中沒有介紹，這大大激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性，還有在手性教學(xué)中，給同學(xué)們發(fā)放CHClFBr、CH2BrCl、BrFClC—CClFBr等分子模型，提出問題：①兩個CHFClBr是同一種分子，還是兩種不同的分子？兩個分子能否重合？②兩個CH2ClBr是同一種分子，還是兩種不同的分子？兩個分子能否重合？③兩個BrFClC—CClFBr是同一種分子，還是兩種不同的分子？兩個分子能否重合？從而使學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)手性碳、手性分子的知識規(guī)律。同學(xué)們在實際操作中感受到了發(fā)現(xiàn)的歡欣，這種探索不是對書本上固有知識的株守，這種超越教科書的探索實際上就是對科學(xué)的探索，在探索過程中必將綻放出智慧的火花。

《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》這一部分內(nèi)容中，模型搭建的方法不僅可以很好地幫助同學(xué)們進行探究，而且能夠使同學(xué)們更深刻的理解知識，上完課后，我把這些模型留在教室里，讓同學(xué)們利用課余多看多想，多去感覺各種晶體的晶胞構(gòu)型，各種微粒之間的相對位置，以加深對這部分知識的理解。

四、利用形象的比喻幫助探究

探究的前提是知識的理解，只有在透徹的理解了知識之后才可能進行創(chuàng)造性的探究，而生活化的一些比喻對于抽象知識的理解很有幫助，也會有助于知識的探究，在這一部分知識中，有些知識理解起來比較困難，比如：氫的發(fā)射光譜是幾條不連續(xù)的譜線，這說明了什么？如果直接讓同學(xué)們“探究出”核外電子的排布是分層排布的，中間跨度就顯得太大，怎么才能讓學(xué)生理解這一難點呢？我在投影上展示了一張圖片（圖1），問同學(xué)們?nèi)?/p>

圖1

果按左邊所示小球依次落在電子秤上數(shù)字會如何顯示？（是連續(xù)的一系列從小到大的值），如果按右邊所示小球依次落在電子秤上數(shù)字會如何顯示？（只能顯示三個不連續(xù)的值），接著再啟發(fā)同學(xué)們氫的發(fā)射光譜中出現(xiàn)幾條不連續(xù)的線說明什么問題？同學(xué)們就能體會到電子在核外的排布是不連續(xù)的，而是分成幾個層。再比如同學(xué)們對甲烷、乙烯、乙炔中為什么碳最外層的電子要先躍遷，再雜化表示迷惑，為什么同是碳原子，有時候要sp3雜化，為什么有時候又sp2雜化就更不好理解了，我選取了電視劇《我是特種兵》中的一個畫面：四個特種兵從不同的方向進入一棟藏匿有歹徒的廢棄大樓內(nèi)執(zhí)行任務(wù)，當(dāng)他們會合于某層樓梯口處時突然發(fā)現(xiàn)被歹徒包圍，他們馬上進入戰(zhàn)斗狀態(tài)，一人負責(zé)防御來自下樓梯下方的火力攻擊，一人負責(zé)來自樓梯上方的攻擊，一人負責(zé)左側(cè)走廊，一人負責(zé)右側(cè)走廊，結(jié)合圖片問同學(xué)們這些戰(zhàn)士為什么要這樣布陣？同學(xué)們回答因為這樣可以使戰(zhàn)士們的火力達到最優(yōu)組合，最大限度地減少損失，在此基礎(chǔ)上再講甲烷中碳原子的四個電子為什么要雜化，并且雜化成四面體的形狀就水到渠成了。

實施探究性教學(xué)，會有比較容易處理的章節(jié)，也會有難以處理的知識點，但是，只要我們開動腦筋，深入鉆研總會找到突破口，要實施探究性教學(xué)，最好的辦法就是把自己置身于科學(xué)發(fā)展的歷史中去，全面了解科學(xué)家在遇到問題時的精彩想法與對策，使這些精彩瞬間得以再現(xiàn)，沿著這個思路設(shè)計探究方案，我們會有不斷的驚喜，我們的教學(xué)也會更加精彩紛呈。