(1)明确模块设置目的
物质结构理论揭示了物质构成的奥秘、物质结构与性质的关系,有助于人们理解物质变化的本质,预测物质的性质,为分子设计提供科学依据。高中课程标准中设置“物质结构与性质”课程模块,是针对那些对于化学特别感兴趣、具有较好理科学习基础、将来准备报考化学相关专业的学生开设的,旨在帮助他们进一步丰富物质结构的知识,提高分析问题和解决问题的能力。通过本课程模块的学习,学生主要在以下几个方面得到发展:
(a) 从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法,增强学习化学的兴趣
(b)进一步形成有关物质结构的基本观念,初步认识物质的结构与性质之间的关系;
(c)能从物质结构决定性质的视角解释一些化学现象,预测物质的有关性质;
(d)在理论分析和实验探究过程中学习辩证唯物主义的方法论,逐步形成科学的价值观。
(2)注意教学内容的衔接
如何在初中化学与高中必修化学关于物质结构和性质的理论基础上,考虑学生的知识经验与化学学科的发展,进一步认识最基本、最核心的物质结构理论,使学生初步建立起与现代化学以至现代科学相适应的微观物质研究的科学思想,为学生未来在化学学科领域的发展打下良好的理论基础,这是该模块教学必须考虑的重要问题。
学生通过初中化学与高中必修化学的学习,已经初步了解了原子的微观结构,结合有关的实验事实和数据认识了元素周期律,原子结构与元素性质的关系,以及化学键的涵义等关于物质结构和性质的基本知识。因此,本课程模块要在上述知识的基础上,引导学生从原子、分子水平上认识物质构成的规律,以微粒之间不同的作用力为线索,侧重研究不同类型物质的有关性质,主要设置了“原子结构与元素的性质”、“化学键与物质的性质”、“分子间作用力与物质的性质”、“研究物质结构的价值”四个主题。
(3)把握课程模块教学要求
本模块的知识内容比较抽象、理论性较强,若只是把艰深的理论知识堆积起来,不仅会使学生望而生畏、逐渐失去学习兴趣,也会导致学生的理解困难,无法落实标准中的课程目标。要关注学生的认识水平,注重抽象概念与具体实例相联系,尽可能通过直观模型和模拟活动增进学生对科学概念的实质性理解。各主题的教学建议如下。
①“原子结构与元素的性质”主题的教学建议
在义务教育初中化学和高中必修化学学习中,学生已经对原子核的结构和核外电子排布有了一定的认识,并能够运用微粒的观点来解释有关的化学反应过程。“原子结构与元素的性质”主题主要选择了原子核外电子的运动状态,原子结构的构造理论,原子核外电子的能级分布,元素的电离能、电负性,原子核外电子的跃迁等内容,旨在让学生理解原子结构的微观本质,进而理解元素的性质表现。本主题要在学生已有知识经验的基础上,让学生进一步了解核外电子的运动情况,从能级的角度来看待核外电子的排布,并在了解电离能和电负性的前提下,用新的观点来说明元素的某些性质和相应的化学反应原理。
为了促进学生的理解,可以让学生讨论元素周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布及其与主族元素电离能变化的关系,在讨论的过程中形成对元素性质周期性变化的整体认识;可以查阅有关元素电负性资料,解释元素“对角线”规则,并通过实例予以说明;通过让学生观看原子吸收和发射光谱分析的影像资料,促进学生对核外电子跃迁的理解。
②“化学键与物质的性质”主题的教学建议
“化学键与物质的性质”主题通过对物质中不同类型的化学键——离子键、共价键、金属键的剖析,使学生认识到,化学键的性质集中反映了物质结构对物质性质的决定作用。原子之间的键合作用以及化学键的破坏所引起的原子重新组合是最基本的化学现象。弄清化学键的性质和化学变化的规律不仅可以说明各类反应的本质,而且对化合物的合成起指导作用。学生在高中必修化学中已经初步认识了化学键的涵义,知道了离子键和共价键的形成。
本主题可在此基础上,深化学生对离子键和共价键的理解,了解衡量离子键强弱程度的标志,知道共价键的主要类型及其性质,并能运用所学知识解释相关的具体实例,增进对结构决定性质这一基本观念的理解。
在教学中可通过制作各种晶体的结构模型,并组织讨论,使学生了解离子晶体、原子晶体和金属晶体的基本特征,并解释有关物质的性质;可结合典型实例让学生了解手性分子、等电子原理等的应用,拓宽学生的知识面,使之更全面地理解化学键与物质性质的关系,为学生未来的学习和发展打下更为坚实的理论基础。