选修3和必修中物质结构知识之间的关系

胡贺冰 张勇

摘要：研究选修3和必修中物质结构知识的目标定位及其逻辑关系，把握好知识教学的阶段性，处理好教学的深广度，把前阶段知识作为后阶段知识教学的起点。

关键词：基础；延伸；拓展

文章编号：1008-0546（201２）０4-0057-02中图分类号：G６３２．４１文献标识码：Ｂ

doi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１２．０4．０27

《普通高中化学课程标准》在必修2模块中设定了“主题1：物质结构基础”，在选修3《物质结构与性质》模块中设定了四个主题：“主题1 原子结构与元素的性质主题，主题2 化学键与物质的性质主题，主题3 分子间作用力与物质的性质主题，主题4 研究物质结构的价值。”选修3中的结构知识与必修中的结构知识是既有联系，又有区别，那么两者之间有哪些知识点存在对应关系？在必修和选修中的深广度分别是怎样的？弄清楚这些对把握必修中物质结构知识教学的深度和广度，对选修《物质结构与性质》的教学应该在怎样的起点上设计教学都有重要意义。笔者以《普通高中化学课程标准》和鲁科版高中化学教材为依据，整理和探讨如下。

一、选修3和必修关于结构知识的目标定位

《普通高中化学课程标准》关于必修化学1、化学2模块的目标描述中有这些语句“学习重要的化学概念，形成基本的化学观念”，“进一步提高学生的科学素养”，把这些体现在“物质结构”内容上，那就是学习有关物质结构的重要概念，形成基本的物质微粒观、结构决定性质观等等。而课标关于《物质结构与性质》模块的目标描述是：“了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法，研究物质构成的奥秘，认识物质结构与性质之间的关系，提高分析问题和解决问题的能力。”由此可以看出必修是为了提高学生的科学素养，把物质结构最基本、最核心的概念、观念教给学生；而《物质结构与性质》是为了“适应学生个性发展的需要”，把更为系统的物质结构知识、物质结构决定物质性质的观念教给学生，把探索物质结构的方法教给学生，提高学生运用物质结构知识分析问题和解决问题的能力。两者相比，《物质结构与性质》中的物质结构知识更深刻、更全面、更系统。

二、选修3和必修模块知识之间的关系

1.必修知识是选修知识学习的基础

如学生学习《物质结构与性质》中的“电子云”，是以学生在初中和必修2教材中已经对原子的结构有了一定的认识：知道原子的结构，包括：原子的构成（原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成）、各微粒的电性及其关系（质子带正电、电子带负电、中子不带电，核电荷数=质子数=核外电子数）、各微粒的质量及其关系（原子的质量主要集中在原子核上，电子的质量很小，质子数+中子数=质量数）、各微粒的体积及其关系（原子核很小，与原子相比，原子核相当于体育场中的一只蚂蚁）、电子在原子核外狭小的空间(绝对)而又很大的空间(相对)作高速运动等。由于电子绝对质量极小，绝对体积也极小，但运动速度却极高且带负电等原因，所以不能用描述宏观物体的方法（指出运动物体某时的位移和速度）来描述电子的运动状态(认知出现困难)，由此引出用“模型”的方法描述电子的运动状态：电子云（形象地描述电子在空间单位体积内出现的概率大小的图形）(认知得到提高)。所以可以看到，初中和必修中原子结构知识，为学生理解电子的运动及其描述奠定了必要的基础。

2.选修知识是必修知识的延伸和拓展

（1）选修知识是必修知识的延伸

如核外电子的分层排布，必修内容仅仅是排布规律的事实性表述（能量低的电子在离核较近的区域内运动，能量高的电子在离核较远的区域内运动；简要的分层排布规律；），至于原因未作探讨；而选修部分则依据能量最低原理（先排布在较低的能层、能级、原子轨道上）、泡利不相容原理、洪特规则等说明了核外电子是按照怎样的规则进行排布的，排布规律是在遵循这三个规则下排布的必然结果，电子排布的具体情况可以用“电子排布式”和“轨道表示式”）表示。也就是说，必修中的核外电子排布是外观现象表述，选修的核外电子排布是从内在本质上进行解释。再如元素周期律，在必修中仅仅是依据元素原子的最外层电子排布、原子半径、元素的化合价呈周期性变化的事实，归纳出元素周期律，从得失电子能力的角度学习了元素性质的周期性变化，是定性分析；而选修3模块解释清楚了原子半径周期性变化的本质原因：原子核对最外层电子吸引作用大小的周期性变化；从电离能、电负性周期性变化的角度说明了元素原子吸引电子能力的周期性变化，是定量分析；学生学习了选修内容后，对元素周期律的实质理解得会更深刻。从上述两例可以看出：选修3中的某些知识点是在相关必修知识点基础上向深层次的延伸。

（2）选修知识是必修知识的拓展

选修部分是对必修部分的拓展，体现在选修内容与必修内容的知识点的差别：如必修主要在原子结构层次探究物质构成的奥秘，原子之间的作用（化学键）讲的很少；而选修部分则详细地从“原子结构”“化学键与分子间作用力”“物质的聚集状态（整体结构状况）与物质性质”三个层次探究物质构成的奥秘，“原子结构”是原子内部微粒作用情况，“化学键”是原子之间的作用情况，“分子间作用力”是分子之间的作用情况，“物质的聚集状态”是宏观物体的整体结构状况；所以说选修内容是在必修内容基础上的进一步拓展，使学生对物质结构有更全面的认识。

3.知识点之间的对应关系

三、选修3和必修模块知识之间的关系对教学的影响

选修3和必修模块知识之间的关系是既有联系，又有所不同。

如元素周期表的教学，高中课标必修部分的要求是“能描述元素周期表的结构，知道金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律”，在鲁科版必修2中，先是学习元素周期律，使学生认识到周期表是周期律的具体体现；接着详细介绍了周期表的结构、同周期和同族元素的基本性质，使学生对周期表的认识更为丰富；最后介绍了周期表的应用，使学生认识到同周期元素性质的递变规律，認识到同主族元素性质的相似性和递变规律，认识元素的性质、结构和在周期表中的位置三者之间的对应关系及其在生产和科研上的应用。该阶段是从电子排布的角度，定性地学习周期表。

高中课标选修部分的要求是“认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值。初步认识物质的结构与性质之间的关系，知道物质结构的研究有助于发现具有预期性质的新物质”，在鲁科版选修3中，由于先学习了原子轨道理论，所以可以从能量的角度，依据能级组划分周期，以价电子来划分族；元素性质的周期性变化还可以体现在电离能、电负性等数据的定量变化上。该阶段对周期表的学习已上升到能量层次和定量层次。

两个阶段对周期表的认识过程是：从定性到定量，从作用力到能量，从外部观察到本质解读。我们教学时需要先学习，弄清楚上述关系，既要把握好知识的阶段性，处理好教学的深广度，又要注意到这种联系有利于我们的教学，前阶段知识是后阶段知识教学的起点和基础。