重視單元教學分析 實現知識體系有效建構——以蘇教版必修2專題一“物質結構”部分的教學為例

潘家永

（江蘇省連云港高級中學 江蘇連云港 222000）

重視單元教學分析 實現知識體系有效建構
——以蘇教版必修2專題一“物質結構”部分的教學為例

潘家永

（江蘇省連云港高級中學 江蘇連云港 222000）

一、問題的提出

單元教學法，是指教師依據課程標準，以教材為基礎，按照知識的邏輯順序和學生的認知特點，將教學內容重新剖析和分解，將專題中所包含的零散知識進行重組和規整，建立起一個個相對獨立卻又有一定內在聯系的教學單元。這樣可以有效地解決教材的內容混雜、邏輯性不足等問題；同時，教師可以靈活地安排教學計劃，充分地利用諸多教學手段，提高課堂教學效率。

蘇教版必修2第一專題 《微觀結構與物質的多樣性》在不同的層次介紹了物質的組成和結構，包括化學鍵、分子間作用力、同素異形現象、同分異構現象和晶體結構等。這些內容引導學生從不同的層面和視角去研究物質，有助于培養學生的思維深刻性和嚴謹性。而我們在以往教學中經常會發現學生對物質結構的理解比較混亂，對相關概念的認知模糊不清，其原因就是學生沒有建立起物質結構的層次性和統一性，不清楚哪些微粒之間存在何種作用力。因此通過對教學內容的分析，筆者認為物質結構部分的內容宜采用專題教學，幫助學生明晰物質結構的層次性并體會物質世界的多樣性。

二、本專題的教學策略

1.關注學科知識的內在邏輯性和層次性

通過對本專題內容的研讀，我們發現教材基本上是按照由低層次到高層次這一順序進行知識演繹的。教材首先介紹了原子結構，在學生初中階段對原子結構的認知基礎上，引導學生關注原子核外電子的排布規律；接著教材將視野擴展，介紹了原子是如何相互結合成分子的，即化學鍵的內容；繼而教材介紹了分子如何構成宏觀物質，即晶體結構的內容；最后通過不同層次的微粒間的作用，體會物質世界的多樣性及其原因。據此筆者在教學時，把教學內容規整為三個單元（見圖1）：第一單元是原子結構，包括原子核外電子排布，原子結構示意圖，核素與同位素的概念等，其中原子結構示意圖和核素、同位素的概念是學生在初中和高一上學期學習過的內容，這里考慮到它們也是原子結構知識的一部分，所以引導學生對這部分內容進行再復習；第二單元是化學鍵部分的內容，包括離子鍵和共價鍵，是學生在了解原子（或離子）結構的基礎上，關注原子（或離子）之間的作用力和結合方式；第三單元是物質結構的多樣性，物質世界之所以豐富多彩，有以下幾個方面的因素：晶體結構的多樣性（包括離子晶體、分子晶體、原子晶體和金屬晶體）、同素異形現象和同分異構現象的普遍存在。

圖1

筆者教學中對教材順序做了調整，一是把分子間作用力調整到了晶體結構這部分中來。在學習分子晶體的時候介紹分子間作用力，將“分子晶體”作為“分子間作用力”的載體，比如介紹干冰晶體時，讓學生了解相鄰的CO2分子之間是通過分子間作用力結合成分子晶體的，而一個CO2分子是由一個C原子和兩個O原子通過共價鍵相結合而形成的，這樣可以讓學生更加明晰物質結構的層次性。第二，筆者將晶體結構調整到同素異形現象和同分異構現象之前，這樣一方面使得教學的邏輯性更強，另外也凸顯出了晶體結構知識的重要性。

2.注重問題引導和學生內隱思維的外顯

物質結構的內容比較抽象、晦澀并且難以描述，學生往往會根據固有的經驗或想法去思考問題，因而會在頭腦中留下一些錯誤的觀念或模型。在教學中，教師要善于分析學生的隱性思維，并通過語言描述、問題回答或動手操作（如搭建或畫出模型）等方法引導其暴露自己的內隱思維。在問題串的引領下，使學生對問題的思考和解答進行自我檢驗并矯正原先的認知偏差，對原先的知識體系進行重構。

3.抓住典型物質，以點帶面分析一類物質

由于物質的多樣性，我們不能對各種物質的結構都有所了解和介紹。但由于物質構成的規律性，我們可以選取一些代表物著重介紹，然后以點帶面地去分析一類物質。比如介紹離子晶體時，我們可以NaCl為對象去分析；介紹分子晶體時，可以干冰和碘單質為例分析其中的共價鍵和分子間作用力；介紹原子晶體時，我們可以著重觀察金剛石的結構模型，分析其結構特點。并引導學生將金剛石結構中的碳原子換成硅原子，則為晶體硅；如果在兩個相鄰的硅原子之間插入一個氧原子，則得到二氧化硅晶體，它們同樣是原子晶體。這樣舉一反三，拓展了學生的視野。

三、單元教學法的課堂實踐

筆者根據單元教學的思想，對必修2“物質結構”這部分內容進行了如下的教學實踐，取得了較好的教學效果。

1.第一單元——原子結構的教學

在引導學生復習原子結構和核素、同位素的基礎上，通過畫出1－18號元素的原子結構示意圖，引導學生歸納原子核外電子排布的幾條規律。

2.第二單元——化學鍵的教學

教師可以先設計問題：目前已經發現的元素只有一百多種，這僅有的一百多種元素是如何形成我們豐富多彩的物質世界的？原子是如何構成分子的？教師要注重引導學生從原子的核外電子排布尤其是最外層電子排布，引入原子之間相互結合的方式，即原子間的作用力——化學鍵。

（1）以NaCl的形成為例，介紹離子化合物的形成過程。

畫出Na原子和Cl原子的結構示意圖，探討離子鍵的形成方式：活潑金屬失電子、活潑非金屬得電子，形成的陰陽離子通過靜電作用相結合；總結常見的離子化合物：大多數鹽、金屬氧化物和強堿；教師接著設置問題，離子化合物中是否一定含金屬元素，引起學生對銨鹽的關注。

（2）電子式

用原子結構示意圖的方式表示NaCl的形成過程較為復雜，從而有必要引入電子式這一化學語言。在教學中，教師可以將電子式的書寫設計為循序漸進的3個層次：原子的電子式、離子（陽離子和陰離子）的電子式和離子化合物的電子式，從而幫助學生掌握電子式的書寫。

（3）共價鍵

在學習NaCl中化學鍵的基礎上，教師可設置問題：如果形成化合物的兩種元素都是非金屬元素，如何形成化學鍵？進而以HCl的形成為例，介紹共價鍵的形成，討論什么樣的元素的原子之間通過共價鍵結合，并學習共價分子電子式和結構式的書寫。為了加深學生對物質結構的理解，教師可以給出一些化合物如 Na2S、H2S、NaOH、NH4Cl等，請學生判斷其中的化學鍵類型并討論：離子化合物一定含有離子鍵，可能含共價鍵；共價化合物只含共價鍵，不含離子鍵。

（4）化學鍵

在離子鍵和共價鍵的基礎上，可以進入化學鍵的教學。應明確稀有氣體是單原子分子，其中不含有化學鍵。教師可以以H2與Cl2的反應為例分析化學反應的實質：反應物中化學鍵斷裂，形成生成物中新的化學鍵。學生在初中時候了解到化學反應的實質是有新物質生成，此處從化學鍵的角度來理解化學反應，是學生認知水平的深化。

3.第三單元——物質世界多樣性的教學

物質世界多樣性的原因有很多，比如晶體結構的多樣性、同素異形現象、有機物的同分異構現象等等。

（1）晶體結構的多樣性

教師可以首先和學生明確晶體結構的研究層次：晶體結構是考慮微粒如何構成宏觀物質的。比如研究干冰，如果研究的是C原子和O原子如何結合成CO2分子的，這是屬于化學鍵的內容；如果研究CO2分子之間如何結合成干冰，則是屬于晶體結構的內容。

在學習離子晶體、分子晶體和原子晶體時，要抓住典型物質，學會觀察這些晶體的微觀結構，并設置問題促使學生的思考和隱性思維的外顯。如：NaCl晶體結構中是否存在NaCl分子？NaCl固體是否導電？NaCl固體在熔融或者溶于水的時候為何能導電？此時化學鍵發生什么變化？干冰晶體中，CO2分子之間存在著何種作用力？CO2分子內部，C和O原子間存在何種作用力？干冰升華時，克服何種作用力？共價鍵是否發生變化？類似的，可以再進行拓展：HCl、H2SO4、乙醇、蔗糖都是分子晶體，它們溶于水哪些要克服分子間作用力，哪些要破壞共價鍵？Si與C在同一族，SiO2的結構是否與CO2相似，是否屬于分子晶體？觀察SiO2的微觀結構，其中是否存在分子？其中存在何種作用力？SiO2熔化時，破壞什么作用力？為何干冰熔點低于SiO2？

在系統學習完各種晶體類型后，教師可以通過表格的形式對比各種晶體。

（2）有機物的同分異構現象

高中階段系統學習有機物是在專題三“有機化合物的獲得與應用”中，教師在教學中可充分利用結構模型以降低教學難度，通過展示正丁烷和異丁烷、乙醇和二甲醚的球棍模型，判斷出它們之間的同分異構關系，至于同分異構體的書寫，此處不應做要求。

（3）同素異形現象

學生在初中時已經對同素異形現象有所了解，比如金剛石和石墨、氧氣和臭氧、紅磷和白磷等等，課本上作為拓展介紹了C的另兩種同素異形體：納米碳管和足球烯。同素異形體的知識較為簡單，在教學中關鍵要能使學生體會到同素異形現象的存在是物質世界多樣性的原因之一。

1008-0546（2011）08-0045-02

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008－0546.2011.08.023

［本文為江蘇省第八期科研課題 《高中化學探究式學習的教學研究與實踐》階段性研究成果］