(1)明確模塊設(shè)置目的
物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論揭示了物質(zhì)構(gòu)成的奧秘、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系,有助于人們理解物質(zhì)變化的本質(zhì),預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì),為分子設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)。高中課程標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)置“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”課程模塊,是針對那些對于化學(xué)特別感興趣、具有較好理科學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、將來準(zhǔn)備報考化學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生開設(shè)的,旨在幫助他們進(jìn)一步豐富物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識,提高分析問題和解決問題的能力。通過本課程模塊的學(xué)習(xí),學(xué)生主要在以下幾個方面得到發(fā)展:
(a) 從科學(xué)家探索物質(zhì)構(gòu)成奧秘的史實中體會科學(xué)探究的過程和方法,增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣
(b)進(jìn)一步形成有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本觀念,初步認(rèn)識物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系;
(c)能從物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的視角解釋一些化學(xué)現(xiàn)象,預(yù)測物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì);
(d)在理論分析和實驗探究過程中學(xué)習(xí)辯證唯物主義的方法論,逐步形成科學(xué)的價值觀。
(2)注意教學(xué)內(nèi)容的銜接
如何在初中化學(xué)與高中必修化學(xué)關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的理論基礎(chǔ)上,考慮學(xué)生的知識經(jīng)驗與化學(xué)學(xué)科的發(fā)展,進(jìn)一步認(rèn)識最基本、最核心的物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論,使學(xué)生初步建立起與現(xiàn)代化學(xué)以至現(xiàn)代科學(xué)相適應(yīng)的微觀物質(zhì)研究的科學(xué)思想,為學(xué)生未來在化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展打下良好的理論基礎(chǔ),這是該模塊教學(xué)必須考慮的重要問題。
學(xué)生通過初中化學(xué)與高中必修化學(xué)的學(xué)習(xí),已經(jīng)初步了解了原子的微觀結(jié)構(gòu),結(jié)合有關(guān)的實驗事實和數(shù)據(jù)認(rèn)識了元素周期律,原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系,以及化學(xué)鍵的涵義等關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的基本知識。因此,本課程模塊要在上述知識的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生從原子、分子水平上認(rèn)識物質(zhì)構(gòu)成的規(guī)律,以微粒之間不同的作用力為線索,側(cè)重研究不同類型物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì),主要設(shè)置了“原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)”、“化學(xué)鍵與物質(zhì)的性質(zhì)”、“分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)”、“研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的價值”四個主題。
(3)把握課程模塊教學(xué)要求
本模塊的知識內(nèi)容比較抽象、理論性較強(qiáng),若只是把艱深的理論知識堆積起來,不僅會使學(xué)生望而生畏、逐漸失去學(xué)習(xí)興趣,也會導(dǎo)致學(xué)生的理解困難,無法落實標(biāo)準(zhǔn)中的課程目標(biāo)。要關(guān)注學(xué)生的認(rèn)識水平,注重抽象概念與具體實例相聯(lián)系,盡可能通過直觀模型和模擬活動增進(jìn)學(xué)生對科學(xué)概念的實質(zhì)性理解。各主題的教學(xué)建議如下。
①“原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)”主題的教學(xué)建議
在義務(wù)教育初中化學(xué)和高中必修化學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)生已經(jīng)對原子核的結(jié)構(gòu)和核外電子排布有了一定的認(rèn)識,并能夠運(yùn)用微粒的觀點(diǎn)來解釋有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)過程。“原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)”主題主要選擇了原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài),原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造理論,原子核外電子的能級分布,元素的電離能、電負(fù)性,原子核外電子的躍遷等內(nèi)容,旨在讓學(xué)生理解原子結(jié)構(gòu)的微觀本質(zhì),進(jìn)而理解元素的性質(zhì)表現(xiàn)。本主題要在學(xué)生已有知識經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生進(jìn)一步了解核外電子的運(yùn)動情況,從能級的角度來看待核外電子的排布,并在了解電離能和電負(fù)性的前提下,用新的觀點(diǎn)來說明元素的某些性質(zhì)和相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)原理。
為了促進(jìn)學(xué)生的理解,可以讓學(xué)生討論元素周期表中各區(qū)、周期、族元素的原子核外電子排布及其與主族元素電離能變化的關(guān)系,在討論的過程中形成對元素性質(zhì)周期性變化的整體認(rèn)識;可以查閱有關(guān)元素電負(fù)性資料,解釋元素“對角線”規(guī)則,并通過實例予以說明;通過讓學(xué)生觀看原子吸收和發(fā)射光譜分析的影像資料,促進(jìn)學(xué)生對核外電子躍遷的理解。
②“化學(xué)鍵與物質(zhì)的性質(zhì)”主題的教學(xué)建議
“化學(xué)鍵與物質(zhì)的性質(zhì)”主題通過對物質(zhì)中不同類型的化學(xué)鍵——離子鍵、共價鍵、金屬鍵的剖析,使學(xué)生認(rèn)識到,化學(xué)鍵的性質(zhì)集中反映了物質(zhì)結(jié)構(gòu)對物質(zhì)性質(zhì)的決定作用。原子之間的鍵合作用以及化學(xué)鍵的破壞所引起的原子重新組合是最基本的化學(xué)現(xiàn)象。弄清化學(xué)鍵的性質(zhì)和化學(xué)變化的規(guī)律不僅可以說明各類反應(yīng)的本質(zhì),而且對化合物的合成起指導(dǎo)作用。學(xué)生在高中必修化學(xué)中已經(jīng)初步認(rèn)識了化學(xué)鍵的涵義,知道了離子鍵和共價鍵的形成。
本主題可在此基礎(chǔ)上,深化學(xué)生對離子鍵和共價鍵的理解,了解衡量離子鍵強(qiáng)弱程度的標(biāo)志,知道共價鍵的主要類型及其性質(zhì),并能運(yùn)用所學(xué)知識解釋相關(guān)的具體實例,增進(jìn)對結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)這一基本觀念的理解。
在教學(xué)中可通過制作各種晶體的結(jié)構(gòu)模型,并組織討論,使學(xué)生了解離子晶體、原子晶體和金屬晶體的基本特征,并解釋有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì);可結(jié)合典型實例讓學(xué)生了解手性分子、等電子原理等的應(yīng)用,拓寬學(xué)生的知識面,使之更全面地理解化學(xué)鍵與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系,為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下更為堅實的理論基礎(chǔ)。