《物质结构——元素周期律》教学设想

姜呈祥

全日制普通高级中学教材《必修》第一册第五章《物质结构——元素周期律》在全书中,乃至中学化学教学中,占有十分重要的地位。它的准确把握对中学化学知识体系的建立有着衔接作用,可以提高学生在化学方面的分析能力、应用能力。如何做好这一单元的教学工作,历来受到老师们的关注。以下浅谈笔者对这一部分的认识。

一、本单元在中学化学教学中的作用

从教学内容上看,中学的内容可以分为理论和实践两部分。如果把离子反应、氧化还原、平衡电离、能量变化定为理论,则元素化合理论知识就是这些理论的应用。而物质结构和元素周期律,就是这些实践应用的内在的规律和根源。把握这些规律的形成和变化对化学理论的学习有升华和验证的意义。

从结构与性质之间的关系看,性质是由结构决定的,有关的化学理论是性质的规律,那么物质结构的学习就应为化学性质学习的开端和起点,对这一规律的认识和把握直接决定着后续知识的根和本。所以,学生能不能在化学学习中建立化学学科的知识体系和形成能力,与本单元的教学有着不可分割的关系。

二、本单元知识的形成与发展

高一年级学生进校后,先学习了化学反应的分类理论及能量变化,接着掌握物质的量这一认识事物的工具。学习了卤素、碱金属,然后就学习本单元,接着完成氧族、碳族、氮族、镁、铝、铁的学习。也就是说,本单元是在学习了典型金属元素碱金属和典型非金属元素卤素之后进入的,然后用它指导后续各族的学习。

为了本单元的教学,需要在碱金属和卤素的教学中,紧紧抓住结构特点决定性质特点这一重要分析方法,让学生形成分析性质从分析结构入手的学习习惯。同时,在前两族学习中还应养成这样的思维模式:

在本单元后续学习中要坚持量变引起质变这一科学原理,有针对性地对氧族、氮族、碳族、镁、铝的规律进行深刻的认识。

三、本单元内容的特点和内部关系

本单元虽名为物质结构、元素周期律,但从层次上看却分成另两部分,一是原子结构及其规律,规律的作用与表现形式;二是微观粒子(原子、离子)之间的作用,或者说分为原子结构和原子间作用两部分。结构为化学键打下基础,共同为今后的晶体类型的学习作准备。

在原子结构中,原子核及原子构成是初中物质结构知识的延伸,核外电子排布规律则要求充分用好原子结构示意图,学会分析排布的一般性和特殊性规律。学生分析能力的高低和数学能力的强弱会影响这一规律的掌握。

元素周期律可以分为结构的周期律和性质的周期律,前一部分为因,后一部分为果。结构的周期律的来源主要是图5-5和表5-5。引导学生读图看表,寻找规律,形成文字性总结是对这部分学习的自然要求。对性质周期律这个结果是通过两方面来实现的:一是元素化合价变化特点,因为在氧化-还原中就明确元素的价态是元素性质的标志,必然元素化合价的规律性变化是元素性质规律性变化的标志;二是实验,用事实证明11-17号元素单质还原性、氧化性变化,学会联系、学会分析实验就必然成为这一部分学习的重要任务。体会结构与性质之间的必然联系,也是通过化合价这一桥梁来实现的。

元素周期表,是元素周期律的图表形式,其精神和内含就是元素周期律,是元素周期律的完善和发展。结合周期表,认识周期律,是学习的捷径。同时,通过元素周期表的学习,让学生体会科学的简洁之美,提高学生美学修养。树立一种科学的绝不是繁琐的,简单是科学追求的至高目标的科学态度。

化学键的学习将原子结构的认识推上新的台阶。它研究原子间怎样形成物质、形成分子,它既是物质结构的更高层次,也是原子结构产生的必然结果。什么样的原子间通过什么方式形成怎样的物质,是学生学习物质结构后自然会产生的愿望。所以,如果元素性质的周期性变化是原子结构呈周期性变化的必然结果,则原子间通过一定的方式来形成一定的物质或分子,则是原子结构所确定的必然规律。

通过对本单元教学内容的关系和在中学化学中重要性的认识,决定了在教学中必须坚持的几条原则:

1.充分发挥学生的空间想象力。“电子云、原子核外、电子排布”这些概念都不是宏观的,只有通过培养学生的想象,才有可能了解其特点和意义。在引发想象中应抓好用宏观物质规律的类比这种方式,如“电子云”与物体运动穿过纸片的类比、原子结构示意图与核外电子排布情况类比,让类比成为想象的翅膀。

2.充分利用有关模型的作用。原子半径的相对大小对化学性质有着非常重要的作用,对原子半径模型的触摸和比较是掌握半径变化规律的重要途径。而对1-20号元素原子结构示意图的书写,则是学生分析核外电子排布规律的基础。利用书中所附元素周期表,介绍元素周期表的有关结构与规律是最有效的方法之一。

3.充分利用对比思维。在本单元教学中坚持利用对比获取规律和特点是非常重要的。同周期不同族的对比,同族不同周期的对比,离子键和共价键、离子化合物和共价化合物形成的对比,无不体现着不对比不明了的原则。

4.坚持以哲学的有关原则作为教学的指导原则。从特殊到一般的分析,从量变到质变的应用,矛盾的对立和统一在原子半径大小中的体现,无不闪耀着哲学思想的光辉。

正是如此,做好本单元的教学,对学生形成正确的人生观、价值观、方法论,有着不可替代的作用。

作者单位:贵州省遵义县第一中学