陈旭芳
2021年秋,我首次接触新教材,感觉老树出新芽,教材中呈现出为数不少的“新枝新叶”。体验新意,分享方法,与众乐乐,乃吾之真心诚意。
一、 体验教材设计的栏目和内容之新
(一)从教材的微观结构看,借助各种栏目完成了教材内容的呈现,如演示实验,思考与讨论,科学·技术·社会,资料卡片,科学史话,研究实践,整理与提升等。这些栏目蕴含着极其丰富的教与学的方法,有助于调动学生的学习积极性,培养学习科学的兴趣、科学态度、科学精神和科学探究能力;有助于加强学生之间的交流与合作,培养科学的学习方法;有助于获得多种技能和思维能力;有助于拓宽视野,提升认识,感受化学与生活和社会的密切关系,有利于全面提升学生的综合素养。
(二)从教材的主干知识设置来看,体现了基础性与时代性的结合,可谓与时俱进,与科技前沿接轨。如选择性必修2晶体结构与性質第一节研究物质的聚集状态时,在通常固液气三态的相互转化基础上,增加了塑晶态、液晶态、离子液体、等离子体等名词和相关知识,其关系如下图一。
显然,以往物质三态间的相互转化模型过于简单,而新增知识的实际应用就在身边在眼前,充分体现了化学与生活与社会与世界的关系,体现了人类的潜能和科技实力,体现了化学科学的社会价值。
二、分享难点的突破方法
(一)知识难点。金刚石是共价晶体的代表物之一,要求学生掌握金刚石的结构特点。在讨论金刚石中一个碳原子被几个六元环共用的问题时,面对部分学生对这一部分内容的迷茫,教学中不妨采用模型图形与视频结合、化学与数学结合的方法加以突破。金刚石中,每个碳原子采用sp3杂化,与周围四个碳原子构成正四面体,键角为109°28′,晶体中所有碳原子的结构环境相同,我们只需以一个正四面体为准,通过观察模型,采用从点到三角形到六元环的循序渐进的方式构建六元环。如下图二。
在正四面体ABCD中,中心碳原子标为O点,先通过△OAB形成两个六元环,一个横向右,一个纵向下,两个六元环共用中心O点碳原子,而在O点碳原子形成的正四面体ABCD中,用排列组合方式共有C42 =6个类似的三角形,分别为△OAB、△OCA、△OBC、△OCD、△ODA、△OBD,六个三角形共形成6×2=12个六元环,并结合视频观看完整的12个六元环的构建情况,由此得出金刚石晶体中每个碳原子被12个六元环共用的结论。用此方法想必很难忘记。
(二)习题难点。示例:晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体结构,如下图三。
其中有20个等边三角形和一定数目的顶角,每个顶角上各有一个原子。观察题图可推断这个基本结构单元所含硼原子的个数为_____,含有B-B键的个数为_____。若将晶体硼结构单元中的每个顶角都削去,余下部分的结构就与C60的结构相同,据此可推知C60由___个正五边形和_______个正六边形构成。
分析如下。
1.晶体硼中有20个等边三角形,每一个等边三角形有三个顶点,20个等边三角形共60个顶点,观图可知每个顶点被5个三角形共用,所以一个三角形对顶点的占有率是1/5,因此,晶体中的硼原子数为20×3×1/5 =12个。
2.B-B键数即边数,晶体中每一个边被两个三角形共用,因此,每个三角形对共价键的占有率为1/2,所以晶体硼中B-B键数为20×3×1/2 =30个。
3.将晶体硼结构单元中的每个顶角都削去余下部分的结构就与C60结构相同,则,C60分子由几个正五边形和几个正六边形构成呢?
将左图正三角形切三刀,削去三个顶角,剩余部分围成右图的正六边形结构,则由20个正三角形去顶角可得20个正六边形。另外,由于顶角上的硼原子被5个正三角形共用,切5刀削去顶角剩余部分将围成一个正五边形,则正五边形的个数等于顶点数12个。如此分析水到渠成,思路清晰可见。
“问渠那得清如许?为有源头活水来。”愿我们在新教材中体验新感受新融入新迈向更新。