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中学化学微粒观的教学策略  

2014-02-28 13:24:12|  分类: 教材与教学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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                         中学化学微粒观的教学策略

中学化学微粒观的构建是一个系统而渐进的过程。其中微粒的构成观是微粒观的基础,微粒的作用观和微粒的能量观是微粒观的核心和关键,微粒的空间观是微粒观的难点。同时,由于微粒的抽象性以及微粒观概念的概括性,因此,在教学过程中应注意结合教学内容和学生的认知水平,把握教学内容的层次性和阶段性;应重视利用实验、模型、图式、模拟等手段和方式,建立宏观事实、现象和微观结构的联系,在联系的过程中感知微观结构、感悟并构建微观观念。

1 呈现事实、发现规律、构建观念

结构决定性质、性质反映结构,通过呈现宏观物质具体的性质事实和现象,揭示微观结构和变化的规律,构建观念,是中学化学微粒观的基本教学策略。在离子晶体的教学中,为构建微粒种类和作用力决定晶体熔点、硬度等性质这一观念,笔者提供了以下二组数据:1

晶格能(kJ/mol

F-

Cl-

Br-

I-

Li+

1036

853

807

757

Na+

923

786

747

704

K+

821

715

682

649

Cs+

785

689

660

630

Rb+

740

659

631

604

2

AB型离子晶体

离子电荷

晶格能(kJ/mol

熔点

摩氏硬度

NaF

1

923

993

3.2

NaCl

1

786

801

2.5

NaBr

1

747

747

<2.5

NaI

1

704

661

<2.5

MgO

2

3791

2852

6.5

CaO

2

3401

2614

4.5

SrO

2

3223

2430

3.5

BaO

2

3054

1918

3.3

引导学生观察、分析,得出结论:

1)离子电荷越大,离子半径越小的离子晶体的晶格能越大。

2)晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。

下表中的实验事实,为学生揭示了分子间氢键和分子内氢键对物质的溶解度、熔点、沸点的不同影响:

名称

结构式

水中溶解度/g

(25℃)

熔点/℃

沸点/℃

硝基苯酚

0.2

45

100

硝基苯酚

1.4

96

194

硝基苯酚

1.7

114

295

分子间氢键使物质的熔沸点升高、溶解性增强;分子内氢键使物质的熔沸点降低、溶解性降低。

2 通过实物模型、图式的观察和分析,强化微粒的空间认知观

学生对物质微观空间结构的认识,一般要经过由实物模型识图式(三维到二维),由图式想像空间三维结构(二维到三维)两个环节。环节之一是学生通过对实物模型的观察,在头脑中建立三维结构的表象,再感知其对应的二维图式,这一环节因以三维的遗觉表象作为中间过渡,常较顺畅。环节之二是学生对二维平面图式的三维视觉化,即由二维图式想像出其三维空间结构中各基本要素间的关系。由于许多二维图式反映的三维物质空间结构在学生的大脑中难以找到原型,同时平面几何的识图又对空间识图存在着负迁移,从而构成了微粒空间观的认知障碍。例如,判断CH2Cl2是否存在同分异构体,学生常常写出两个平面的结构式:

进而错误地认为CH2Cl2存在同分异构体。

因此,在学生初步认识物质空间结构时,如在分子结构、晶体结构、有机物同分异构体教学时,应引导学生加强结构模型观察,并在课上课下利用模具搭建物质结构模型,使学生通过眼看图式、手搭模型、脑想结构的多边训练,来消除这一认知障碍。

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