浅谈《原子杂化轨道的教学》的教学方法优化

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(广西环江毛南族自治县第二高级中学)

杂化轨道理论作为现代价键理论的重点教学内容，在无机化学、有机化学和结构化学的学习中均占有十分重要的地位。作为高中化学的选修内容，原子杂化轨道理论对于该阶段学生对化学合成的理解大有助益。但由于杂化理论概念抽象，学生初学起来十分困难，一直是化学教学工作中的难点。因此教师需要采用更为形象的教学方法帮助学生加深对该概念的理解，以促进学生对整个价键理论的理解。

一、原子杂化轨道理论概述

原子杂化轨道理论是1931年由鲍林和斯来脱以价键理论为基础提出的，旨在用于解释不同原子在形成分子时的空间构型。该模型以原子价电子为基础，主要观点认为原子在形成分子的过程中为了使成键能力加强，必须增强所形成分子的稳定性和降低体系能量的方式，该种情况下各原子趋向于将同一价电子层中不同类型的原子轨道重新组合，形成新的原子轨道，新分子具有成键能力更强的特征，而这种由能量相近的原子轨道进行杂化而形成的新轨道就是杂化轨道。

二、教学方法的优化

1.形象直观教学法

原子杂化轨道理论的教学内容比较抽象，原子轨道的杂化过程其实就是“先混合，再重新分配”的过程。要使学生理解知识点，不能单纯靠书本上的概念讲解。具体而言，教师要做的首先是把抽象内容形象化，然后借助辅助教学工具，帮助学生形成一个更生动、更全面化的认知。例如，可以引入“面团”模型，原子杂化可以近似于“揉面”过程。我们先将s轨道和p轨道分成红、白两色面团，两色面团混合揉搓可理解为形成新分子的中间过程，这时得到了颜色均匀的花面团。花面团再次形成颜色均匀的新模型可以理解为形成新分子，为保持稳定性，新面团之间会有固定的构型，这种模型就是我们所说的杂化轨道。此时学生对于原子杂化轨道有了一个系统的认识。

2.模具教学法

道具教学在视觉上更具有立体性，可以帮助学生更加清晰地认知原子轨道杂化过程，对于概念理解更有助益。通过对模具的观察，学生不单可以理解原子杂化的过程，同还能够仔细观察各个轨道形状和轨道分布方向。如原子之间发生sp杂化，两原子的杂化轨道在一条直线上，各轨道之间夹角为180°。sp2杂化发生在三原子之间，各原子轨道在同一平面上，轨道之间夹角均为120°。sp3发生在四原子之间，各杂化轨道在空间呈正四面体结构，轨道之间夹角均为109°28’。我们以s轨道为球形，p轨道为哑铃型，做出如下模型，如图1所示。通过模具的辅助，更容易在学生脑海中形成直观形象，他们可以对原子杂化轨道的概念形成明确的认知。

3.多媒体教学法

利用多媒体教学可以将授课内容通过图片、动画等丰富多彩的形式展现给学生，通过计算机的丰富表现手段来突出教学中的重点、难点，把原本抽象的过程直观化、形象化，使原本抽象的叙述变得一目了然，同时可以引起学生的兴趣，激发学生的学习热情。原子杂化轨道教学常用演示动画的方式进行教学，通过动画可以将静态事物变为动态过程，更有利于学生理解，以比较复杂的sp3杂化的杂化过程和轨道分布为例，可以做出如下的动画演示，视频截图如图2所示。通过多媒体教学演示，将原本抽象的原子杂化轨道理论做了动态还原，可使学生对这个概念的认识更为清晰。

三、结语

原子杂化轨道理论概念抽象，在高中阶段，由于学生初次接触杂化轨道理论，只是通过概念讲述等刻板的教学手段开展教学往往收效甚微。因此，教师可以将形象生动的教学方法结合起来，积极运用现代教学工具和设备并配合典型实例进行讲述，以达到良好的教学效果。