關(guān)于晶胞模型在課堂教學(xué)中的應(yīng)用

桂玉來

摘 要：晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)最基本的單元，也是結(jié)構(gòu)化學(xué)的重要概念。為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，豐富課堂形式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和趣味性，晶胞模型作為一種新興教學(xué)手段，已越來越多地運(yùn)用于教學(xué)活動(dòng)中。通過晶胞模型的構(gòu)建與展示，可以幫助學(xué)生正確理解晶胞的概念，更好地了解晶體的構(gòu)造與特色。文章作者就晶胞模型在教學(xué)中的應(yīng)用作出一定的分析，希望能為晶胞模型教學(xué)應(yīng)用提供一定的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：晶胞模型；課堂教學(xué)；應(yīng)用

一、晶胞模型在課堂教學(xué)中的重要性

晶胞是結(jié)構(gòu)化學(xué)的重要概念，把晶胞視為晶體結(jié)構(gòu)的縮影，就如同把細(xì)胞視為動(dòng)植物的縮影一樣。在生物教學(xué)中，我們一般會(huì)從細(xì)胞結(jié)構(gòu)開始研究生物的構(gòu)成，相應(yīng)地，要想研究清楚某一晶體內(nèi)部構(gòu)造，更應(yīng)該從晶胞開始。加深對晶胞模型的了解和認(rèn)知，尤其是幾項(xiàng)常見的晶體類型，通過晶胞模型，可徹底了解晶胞和晶體之間的聯(lián)系、構(gòu)造，通過晶胞模型可以更直接清晰地確定晶體的化學(xué)式。將抽象的化學(xué)知識(shí)直觀、具體地展現(xiàn)出來。幫助學(xué)生具體掌握和準(zhǔn)確應(yīng)用均攤法，從而確保用數(shù)學(xué)的教學(xué)方法解決化學(xué)難題，強(qiáng)化各學(xué)科間的聯(lián)系。

二、關(guān)于晶胞模型在課堂教學(xué)中的應(yīng)用

1.晶胞模型在課堂的應(yīng)用

將晶胞模型應(yīng)用于課堂教學(xué)中，可以使學(xué)生更加深刻地了解晶胞模型的相應(yīng)特點(diǎn)，對晶胞產(chǎn)生比較具體、形象、生動(dòng)的認(rèn)知。在進(jìn)行晶胞的結(jié)構(gòu)式教學(xué)過程中，可以運(yùn)用教學(xué)生自己制作晶胞模型的方法進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生對晶胞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析。

2.對晶胞模型進(jìn)行構(gòu)建

從“晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的縮影和基本重復(fù)單位”切入，講述晶胞的定義。在課堂教學(xué)中運(yùn)用相應(yīng)的圖片或是模型進(jìn)行展示，引導(dǎo)學(xué)生對晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察、分析，進(jìn)一步理解晶胞與晶體之間的關(guān)系。

在課堂上對幾款常見、典型的晶體進(jìn)行舉例分析，如銅晶體、NaCl晶體、鐵晶體、金剛石晶體等。研究其晶胞的空間和構(gòu)成，并對以上幾種晶體進(jìn)行相應(yīng)的分析，了解晶胞在上述晶體中的排列情況，研究晶胞之間是否存在空隙。在課堂教學(xué)中，老師需要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考，研究、觀察每個(gè)晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，了解其是否都是相同的平行六面體。并在觀察研究中指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行結(jié)構(gòu)圖形繪制，引導(dǎo)學(xué)生在課堂討論中得出“并非所有的晶胞都是平行六面體，但是絕大多數(shù)的晶胞都是平行六面體”的結(jié)論。有條件的學(xué)校可以在課堂中引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建晶胞結(jié)構(gòu)模型，增強(qiáng)課堂趣味性的同時(shí)加深學(xué)生印象。

3.運(yùn)用晶胞模型教授均攤法

教師在課堂中運(yùn)用晶胞模型教學(xué)可以讓學(xué)生明確觀察到頂點(diǎn)的原子基本都是被八個(gè)晶胞所包圍的，每個(gè)晶胞的擁有量為1/8，從而引出晶體化學(xué)公式或是晶胞中粒子數(shù)的計(jì)算方法，即均攤法。以銅晶體為例，引導(dǎo)學(xué)生對銅晶體晶胞模型進(jìn)行觀察，并討論分析若原子位于晶胞的楞上、面心、體心的時(shí)候，晶胞需要的原子數(shù)是多少。使之得出是十四個(gè)銅原子并八個(gè)頂點(diǎn)各擁有一個(gè)，六個(gè)面上各有一個(gè)的結(jié)論，確保學(xué)生深入掌握均攤法。

4.晶胞模型在隨堂練習(xí)中的作用

在課堂教學(xué)中通過晶胞模型對幾種典型的晶體和晶胞進(jìn)行相應(yīng)的研究，在隨堂練習(xí)階段應(yīng)繼續(xù)擴(kuò)大課堂教學(xué)的成果，鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)，利用晶胞模型不斷加深學(xué)生的學(xué)習(xí)印象，不斷解決各類晶體密度和相關(guān)問題，對課堂學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的整合，做到宏觀和微觀的有機(jī)結(jié)合。做好化學(xué)和數(shù)學(xué)之間的銜接工作，引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)的方法解決化學(xué)知識(shí)方面的問題，從而提升學(xué)生的遷移和應(yīng)用能力。

三、結(jié)語

通過以上種種關(guān)于晶胞模型在課堂教學(xué)的應(yīng)用分析，結(jié)合學(xué)生對課堂效果的反應(yīng)，我們可以發(fā)現(xiàn)，將晶胞模型實(shí)際應(yīng)用于課堂教學(xué)中是十分必要的事情，效果也是十分顯著的。通過應(yīng)用晶胞模型，有利于對晶體密度的計(jì)算，更能夠有效提高晶胞教學(xué)的實(shí)效性。另外，運(yùn)用晶胞模型教學(xué)，還可以將立體幾何和化學(xué)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用，因此我們得出結(jié)論，將晶胞模型應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中，是一種很好的教學(xué)方法，值得我們推廣使用。

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