化学结构

化学结构（精选12篇）

化学结构 篇1

1 结构化学课程的功能和特点

结构化学课程是化学学科的基础理论课。该课程通过探讨物质的静态结构,使学生掌握微观物质运动的基本规律,获得原子、分子及晶体结构的基本理论和基础知识,了解物质的结构与性能的关系,了解研究分子和晶体结构的近代物理方法的基本原理。该课程是从微观层面解释化学实验现象的理论基础,对深入理解及研究化学问题具有十分重要的意义。该课程的基本理论涵盖于各化学分支,是化学各相关专业学生应掌握的最基本、最重要的理论,对锻炼学生思维(想象,逻辑,抽象,交叉)、开发学生智力(分析,批判,综合,衍变)、发展学生能力(发现、解决、表述、总结) 有着重要作用。

依据多年的结构化学教学实践,我们把结构化学课程的主要特点概括为“四性三多二少一难”。

四性指基础性、重要性、抽象性和逻辑性。结构化学的基础性和重要性可由图1很好地体现,此外,学会结构化学才能树立正确的化学观,即“化学≠实验,化学=实验+测试+理论分析”;结构化学主要讨论微观粒子的状态和运动规律,所以抽象深奥;结构化学研究物质结构的核心方法是基于“量子力学”原理的演绎法,所以逻辑性很强。

三多指知识多、原理多和思维形式多(演绎思维、归纳思维、逻辑思维、抽象思维、形象思维和空间思维)。

二少指学时少(54学时)和优质课程资源少。

一难是教学难,主要原因有三:一是基本原理多,范畴的界定和之间的关系较难全面掌握;二是原理的理解主要依赖于学生的数理基础(化学系学生的数理基础普遍不好),同时还需要较好的专业基础;三是能够与理论直接联系的实际例子少,显得理论格外抽象。普通学生自己学会结构化学不太现实,很多学生“上课时还明白,课后看书却不懂”。所以教学方法的探索和革新始终是结构化学课程教学改革的主题。

2结构化学常规教学方法的局限性以及新举措

教改是为了提高教学效率和教学效果,不断解决教学中发现的新问题、新矛盾。这里我们把结构化学教学中出现的主要矛盾归纳为三个。

(1)结构化学课程存在着内容太多与学时过少的矛盾。现在是知识爆炸时代,结构化学新知识和新理论的增长速度迅猛,然而教学时数不增反减。考虑到学生实际(考研的多)和教学要求,目前普遍采用的解决方法是利用多媒体手段辅助教学,而不是删减教学内容。因为当前考研试题中结构化学所占分数比例较大,而且知识覆盖面很广,但是学生自学收效甚微,所以删减教学内容的方法实不可取,对教学内容的处理只能是优化知识结构。多媒体教学的突出优势就是提高课堂教学效率,所以普遍在使用。但是结构化学课程概念多、原理多、数学推导多,多媒体的节奏稍有控制不当就剥夺了学生的思维时间和联想空间,反会降低教学效果。

(2)结构化学教学中存在着教学效率和教学效果的矛盾。该课程不仅知识多而且难度大,所以为了效率而增大课堂知识容量,往往导致学生的思维联想空间萎缩,课上学的似懂非懂,教学效果不佳。“启发式”教学法是在保证效率的前提下,通过调动学生积极思考来提高知识的课堂传授效果,但前提是学生要具备一定知识基础并且能够迁移,然而结构化学对于学生的数理化基础都有较高要求,经常出现“启而不发”的尴尬局面。“探究式”和“讨论式”教学法,是通过组织学生主动参与来获取知识和形成技能(效果好),不过此类方法除了依赖学生的知识基础外,还需要大量的时间(效率低),不太适合结构化学这种“内容多课时少”的课程。所以结构化学的课堂教学仍是以讲授法为主,这一点可以从“国家精品课程资源网(http://www.jingpinke.com)”上所列的国家级“结构化学精品课”课程录像中轻易地看出。

(3)结构化学课程教学中存在着知识传授和能力培养的矛盾,这是较高层面的矛盾。结构化学知识点多、难点多,教师在教学中常常陷入知识细节的讲解中,而忽视了知识的宏观体系和知识结构的讲授(所谓的“只见树木不见森林”),造成的结果是学生学了挺多知识点,但是没有形成知识结构和系统,所以容易混淆和忘记,也不会用,未能形成能力。解决这个问题的方法可以采用“知识逻辑结构与思维形式注记教学法(KM 教学法)”,杨炳儒教授在2011年4月对该法进行过详细阐述[1]。该法把“知识的内在逻辑结构”作为组织教学语言与教学内容的重要依据,即基于知识本体之上的“知识逻辑结构”居于教学的核心地位。遵循知识点之间的内在逻辑关系,把它们组织起来就形成知识逻辑结构图(知识链图或知识网图),这些图清晰地揭示了知识点的地位作用以及知识点之间的联系。教学中按图索骥,既有利于知识的理解和掌握,又有利于知识的传授,对学生和教师都有指导作用。作者在近几年的教学中,一直以这种方法为主,收到了很好的教学效果。但是通过查阅“国家精品课程资源网”发布的15个高校的结构化学精品课以及部分兄弟院校的结构化学课程网站,我们发现应用这种方法的学校很少,只有两个高校(陕西师范大学和湖南师范大学)提及到了这种方法(他们的命名是“框架结构教学法”)。所以我们想写篇文章倡议大家采用“知识逻辑结构教学法”,以便更多的学生受益。

3 落实“知识逻辑结构教学法”的方法

应用“知识逻辑结构与思维形式注记教学法”,能够解决结构化学课程“难度高容量大课时少”的难题,能够较好地提高教学质量。但是若想取得实效,关键是要制作出“知识逻辑结构呈现式” 课件(使知识逻辑结构图时刻显示在教学屏幕上,而不是在教师的脑子里,才能实际地帮助学生快速认识和掌握知识结构),并合理结合“启发式教学法”;要坚持“先搭架、后填充、再诱导”和“少而精”的原则。具体操作时可分三步。

第一步,备课时按理论知识的内在联系和内在逻辑性来确立逻辑结构和知识框架,构造知识逻辑结构图。在知识框架的基础上,沿着各个“脉络”去发展延伸,将各相应部分加入全部细节,从而扩充并上升到知识的总体状态。这时已不是原来教材中知识内容的简单重复和罗列,而是高视角的、有牢固支撑的知识概型。这样的知识是成串、成套的,是具有“空间”结构的,而不是“平面”结构的简单展现。

第二步,选用先进的课件制作软件(如Authorware),开发“知识逻辑结构呈现式”课件,为落实知识逻辑结构图的功能奠定必要的基础。该课件的模式和功能在第4部分介绍。

第三步,课堂上以知识逻辑结构图为纲(课件展示,要让学生看见),再结合“启发式教学法”对重点、难点与关键点进行精讲,余者可自学。

4 “知识逻辑结构呈现式”课件的模式和功能

与传统PPT课件不同,“知识逻辑结构呈现式”课件在教学页面上不仅要展示知识,而且要展示知识的逻辑结构。具体的显示模式可以借助作者所开发课件的两个具体页面来形象体现。比如“分子的点群”的知识逻辑结构图,显示在课件上的结果如图2a。

讲解单轴群中的Sn群时,单击Sn链接,课件显示效果如图2b。

采用“知识逻辑结构呈现式”课件能帮助学生厘清知识点之间的关系,快速记忆并形成知识结构,也有助于学生对知识的长久保持,可以显著提高教学效果。

摘要：论述了结构化学课程的特点和教学中的主要矛盾,总结了常规教学方法的局限性,找到了提高结构化学教学质量的有效途径:即采用“知识逻辑结构与思维形式注记教学法”,制作并使用“知识逻辑结构呈现式”课件,并适当结合“启发式教学法”。

关键词：知识逻辑结构,课件,结构化学,教法

参考文献

[1]杨炳儒,马楠,谢永红.知识逻辑结构与思维形式注记教学法研究与探索[J].中国大学教学,2011(4):57-59.

[2]陈光巨,李宗和.教与学的思考和实践—关于结构化学教学方法的改革[J].大学化学,1998,13(5):15-17.

[3]陈建中,林树坤,黄长沧,等.结构化学课程特色建设的实践和思考[J].大学化学,2006,21(1):17-19.

化学结构 篇2

（供应用化学专业使用）

一、课程性质

结构化学是应用化学的专业基础课。本课程是在学生已经学过高等数学、物理学、无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的基础上，在进一步从原子、分子的水平上研究物质微观结构以及结构与性能间的关系的学科。要求学生系统地掌握结构化学的基本原理、基本方法与基本技能，通过各个教学环节培养学生独立思考、独立分析和创新的能力，使之具有一定的分析和解决化学方面实际问题的能力，从而为进一步学好专业课程及今后从事科学研究，奠定良好的化学理论基础。

考虑到应用化学专业的培养方向，本课程在内容的选材上突出了基础和实用性。选择了化学键理论，原子结构，晶体化学等为主要内容，使学生通过对化学键理论的学习，为深入学习有关的知识打下基础，通过对晶体组成结构与性能之间关系的学习，为材料科学的学习打下基础。

本课程理论讲授共54学时，3学分。理论教学主要通过课堂讲授，多媒体影视课件、习题课(或课堂讨论)、演算习题、自学及实验等教学形式，达到学习本课程的目的。

二、教学内容与要求 量子力学基础和原子结构。这部分内容在第一～三章中讲授。要求了解量子力学的基本假设，掌握氢原子的薛定谔方程及求解要点，提高对原子结构的认识，深入理解原子轨道的意义、性质和空间图象。了解多电子原子中心力场近似法及He原子的变分法处理，了解核外电子排布的依据，了解角动量的偶合及原子光谱的意义。化学键理论和分子结构。这部分内容主要在第五章中讲授。要求重点掌握化学键的三个基本理论：分子轨道理论、价键理论和配位场理论。要求掌握价键理论在多原子分子结构中的应用，了解S－P杂化轨道的组成及键角公式。掌握HMO方法及其在共轭分子中的应用，了解前线轨道理论。要求掌握配位场理论在配合物结构中的应用，以及s-p 配键配合物和多原子p 键配合物的结构。

点阵理论和晶体结构。这部分内容主要在第四、六、七章中讲授。要求掌握晶体周期性结构的特点及由此特点决定晶体的各种性质。了解单晶、多晶衍射法的基本原理，了解金属、离子化合物、分子化合物等各类晶体结构的基本型式及规律。

绪论

结构化学课程的任务、内容、在现代化学各学科中的应用及学习方法(1学时)

第一章 量子力学基础知识 教学要点: 从黑体辐射、光电效应、电子衍射三个基本实验事实出发，得出了光和实物微粒具有波粒二象性这一基本特性。由微观粒子的波动性获得测不准关系式，它表明微观粒子没有同时确定的坐标和动量，要用波动力学来描述，根据微观粒子能量量子化和波动性，在许多科学家大量工作总结的基础上，提出了作为量子力学理论基础的若干基本假设，在此基础上以一维势箱粒子为实例，介绍了量子力学解决问题的途径和方法。本章许多基本概念抽象难懂，但它是后面原子结构和分子结构各章学习的基础，必须重视。不少学生对结构化学的学习感到困难与量子力学基础中一些基本概念，特别是几个基本假设没有深入理解很有关系，建议同学们在基本概念的理解上多花点功夫。教学时数: 课堂讲授8学时 教学内容: 1-1 实物微粒的波粒二象性

1-2 微观粒子的运动状态及其运动规律 1-3 量子力学基本假设

1-4势箱中运动的粒子—共轭分子的自由电子模型 考核要求: 了解：黑体辐射，光电效应，氢原子光谱的基本现象； Planck量子假设，Einstein光子学说和Bhor原子结构理论的基本内容；测不准原理的涵义并能用于判断客体运动符合量子力学还是经典力学。理解：波函数的基本涵义和性质，及态叠加原理的意义；Schrodinger方程的建立过程及其物理涵义；量子力学用于微观体系的一般步骤；量子力学处理一维势箱粒子（能量量子化现象，零点能效应，节点现象，隧道效应）。

掌握：微观粒子波粒二象形的本质及其统计解释；算符的基本概念；本征函数，本征值和本征态的概念；力学量平均值计算，量子力学的基本假设。

第二章 原子的结构和性质

教学要点: 求解薛定谔方程初学者往往感到数学复杂，实际上结构化学这门课并不要求对该方程完整求解，关键在于搞清解的基本思路就可以了。按势能函数→球极坐标Laplace算符→Schrodidger方程→变量分离得常微分方程→解方程得n、l、m量子数，能级表达式和波函数这样的思路进行理解。量子数的物理意义与用量子数求相应物理量有关，物理量各表式来源子量子力学，主要在于理解物理意义。应多花功夫深入理解波函数ψ和电子云ψ2的图形，特别是经向分布图和原子轨道等值线图和角度分布图的作图方法和图形的物理意义，其余部分主要在于理解基本概念和量子力学基本假设有关的各种计算 教学时数: 课堂讲授10学时 教学内容: 2-1 单电子原子的薛定谔方程及其解 2-2 量子数及其意义 2-3 波函数和电子云的图形 2-4 多电子原子的结构 2-5 原子光谱 考核要求: 了解:自洽场方法的基本思想；Zeemann效应；中心立场近似和屏蔽模型的物理意义。

理解：氢原子的Schrodinger方程的求解过程；能量状态和Virial定理；原子状态和角动量加和规则的物理涵义；原子光谱选律及其在碱金属原子中的应用；正确理解元素周期律的本质和核外电子排布规律。掌握：量子力学讨论微观体系的方法和步骤；氢原子Schrodinger方程解的物理意义（量子数n，l，m，原子轨道及其表示方法，波函数和电子云的图象及其特征）；电子自旋假设的基本涵义，Pauli原理的物理意义，单电子假设的基本思想及其在处理多电子体系中的作用；正确书写原子光谱项的方法。

第三章 双原子分子的结构和性质

教学要点: 由分子体系中Schrodinger方程解得的波函数ψ，反映了分子体系中单电子的运动状态，称ψ为分子轨道，本章讨论的许多内容均与该概念有关，因此必须结合量子力学基本假设进一步深入理解分子轨道概念，同时还应把分子轨道与变分原理结合理解。变分法用原子轨道线性组合近似表示分子轨道，利用求极值方法调节组合系数，求得能量最低时对应的波函数（分子轨道）和相应的能量表达式，对线性变分原理有完整正确的理解，才能对分子轨道理论的由来有正确的理解，因为这部分内容较抽象难懂，学习过程中应细心领会，每学一节，首先想一想，它要回答什么问题，分子轨道的分布特点和分类，要认真分析分子轨道示意图的特点以及它与各种化学键之间的联系。教学时数: 课堂讲授8学时 教学内容: 3-1 H2+的结构和共价键的本质 3-2 分子轨道理论 3-3双原子分子的结构 考核要求：

理解：Born-ppnheimer近似的物理意义；线性变分法对双原子分子的应用。

掌握：分子轨道理论处理H2+分子的基本假设（变分函数的构成）和主要结论（Haa，Hbb，Sab的物理意义，体系能量曲线，电子云分布）；分子轨道理论的基本要点（单电子近似，LCAO-MO方法，成键三原则）；分子轨道的类型，符号能级次序及电子的排布规则；分子轨道理论处理双原子分子结构的一般过程和重要结论；能正确给出分子键级、磁性等；学会利用分子光谱光和电子能谱的信息判断分子结构及成键性质。

第四章 分子的对称性

教学要点: 要确定分子的点群，首先必须知道分子的空间结构，再根据空间结构找出分子全部独立的对称元素。对于较复杂的分子，根据空间结构确定对称元素，要凭空间想象来进行，具有一定的困难，往往是独立的对称元素找不完全。为了克服学习中的困难，学习过程中应当借助分子结构模型来确定对称元素，注意掌握各类点群对称元素的特点。

教学时数: 课堂讲授4学时 教学内容: 4-1 对称操作和对称元素 4-2 对称操作群与对称元素的组合 4-3 分子的点群

4-4 分子对称性与偶极矩和旋光性的关系 考核要求：

理解：对称操作的组合规则和对易规则，熟悉群的基本概念；分子对称性和分子物理性质之间的关系（偶极距，旋光性）。

掌握：对称元素和对称操作的基本概念（恒等，旋转，反映，象转，反演）；分子点群的分类方法。

第五章 多原子分子的结构和性质

教学要点: 多原子分子的结构和性质与双原子结构和性质两章之间有较紧密的联系，学习本章必须对第三章中线性变分原理和分子轨道理论的基本要点有完整的理解，在此基础上就容易深入领会HMO法的基本假定和处理方法，掌握共轭分子体系的结构和性质。教学时数: 课堂讲授10学时 教学内容: 5-1简单分子轨道理论 5-2 价键理论简介 5-3 杂化轨道理论 5-4离域分子轨道理论 5-5配位场理论

5-6 分子轨道的对称性及反应机理 考核要求：

理解：杂化轨道波函数的构造方法，Huckle处理共扼有机分子时引进的假设等

掌握：杂化轨道理论的基本要点，以及等性和不等性杂化轨道的计算方法；Huckle分子轨道理论的基本要点及对共扼有机分子和简单无机分子的处理方法；大P 键的概念，类型及形成条件；用Huckle分子轨道理论计算分子图的方法和分子图中各数据的物理意义。

第六 章 晶体结构

基本要求：

掌握晶体结构的点阵理论和晶体对称性的知识，了解X射线衍射法的原理及应用。掌握解金属晶体，离子晶体，共价晶体，分子型晶体的结构和性质，掌握常见而重要的若干晶体的结构和性质。教学要点：

1．晶体结构的周期性和点阵。2．晶体的对称元素和对称操作。3．晶胞的定义。4．7个晶系。5．晶体学点群。

6．点阵点指标、晶棱指标、晶面指标。教学时数: 课堂讲授10学时 教学内容与考核要求： 6-1晶体结构的周期性 6-2 晶体的宏观对称性 6-3 晶体的定向和晶面符号 6-4晶体的微观对称性 6-5 晶体的230个空间群 6-6 离子晶体

6-7共价晶体、分子晶体、和混合键型晶体 6-8 共价半径、原子半径、离子半径

第七章 物质结构分析方法简介

教学要点: 了解测定分子和晶体结构的实验方法。着重了解分子光谱、X射线衍射等方法所依据的基本原理，以及这些方法在测定结构中的作用和应用范围，为了解与掌握现代化学中的重要实验方法打下初步的基础。

教学时数: 课堂讲授4学时 教学内容: 7-1 X射线衍射分析 7-2 分子光谱 考核要求：

理解：分子光谱、X射线衍射等方法所依据的基本原理。掌握：一些简单光谱实验的应用。

三、教学时数分配

本课程总学时为54学时

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课程内容..................................................学时

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绪论...........................................................1 第 一 章 量子力学基础知识......................................8 第 二 章 原子的结构和性质......................................10 第 三 章 双原子分子的结构和性质................................8 第 四 章 分子的对称性..........................................4 第 五 章 多原子分子的结构和性质................................10 第 六 章 晶体结构.............................................10 第 七 章 物质结构分析方法.....................................3 ——————————————————————————————————————

四、教学方式

采用多媒体教学与传统教学相结合的方式；以课堂讲授为主，并配合模型实习、课堂讨论等形式。讲授过程中插入练习或思考题、使学生不会因信息量太大而难于接受。在课堂讲授、作业、习题课、辅导答疑、考试等教学的各个环节，把最新的科研成果纳入教学内容之中；着力改革教学方法，既教学生知识又教学生获取知识的方法，培养和锻炼学生科学的思维方法，提高学生的科学思维能力，帮助和启发学生勤奋学习，刻苦锻炼，提高分析问题和解决问题的能力。

五、考核方式

期末闭卷考试

参考书目：

1.周公度，段连运《结构化学基础》(第四版)，北京大学出版社2008 2.林梦海等编，《结构化学》(第二版)，北京: 科学出版社，2008 3.李炳瑞编著，《结构化学》，北京:.高等教育出版社，2004 4.李奇等主编《结构化学》)，北京师范大学出版社2008

化学键与晶体结构 篇3

例1 下列各组物质的晶体中,化学键类型相同、晶体类型也相同的是（ ）

A. SO2和SiO2 B. CO2和H2

C. NaCl和HCl D. CCl4和KCl

解析 根据化学键、晶体结构等判断出晶体的各自类型。A项，都是极性共价键，但晶体类型不同，SO2为分子晶体，SiO2为原子晶体；B项，均是含共价键的分子晶体，符合题意；C项，NaCl为离子晶体，HCl为分子晶体；D项，CCl4是极性共价键，KCl是离子键，两者的晶体类型也不同。

答案 B

点拨 （1）含离子键的化合物可形成离子晶体，但离子晶体不一定不含共价健，如NH4Cl。（2）含共价键的单质、化合物多数形成分子晶体，少数形成原子晶体。如金刚石、晶体硅、二氧化硅等。（3）金属一般形成金属晶体。

考点2 成键原子最外层8电子结构判断，离子化合物、共价化合物电子式书写判断

例2 下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是（ ）

A. 光气（COCl2）B. 六氟化硫

C. 二氟化氙D. 三氟化硼

解析 光气从结构式可看出各原子最外层都是8电子结构，硫最外层6个电子，形成元氟化物超过8个电子；氙最外层已有8个电子形成二氟化物、六氟化物最外层电子数必超过8；硼最外层3个电子，分别与氟形成3个共价单键后，最外层只有6个电子。

答案 A

例3 下列电子式书写正确的是（ ）

解析 A项，氯离子的电子式书写错误；D项，氯离子应该用方括号括起来，钙离子不括。

答案 BC

点拨 （1）分子中各元素均满足8电子稳定结构的判断方法：每种元素的化合价的绝对值与其原子最外层电子数之和均等于8的分子的各原子都满足8电子稳定结构。例如CO2分子中，C元素：|+4|+4=8，O元素: |-2|+6=8，故CO2分子中各原子都满足8电子稳定结构；XeF6分子中Xe元素|+6|+8=14，不满足8电子结构。

（2）书写电子式时要注意分清键型，对称排列，阴离子和复杂阳离子（如NH4+）要加“[ ]”括起来，并在右上角注明该离子所带的电荷数，相同的离子不能合并。

考点3 各类晶体的物理性质（如熔沸点、硬度）比较

例4 下列排序不正确的是（ ）

A. 晶体熔点：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4

B. 硬度：金刚石＞碳化硅＞晶体硅

C. 熔点：Na＞Mg＞Al

D. 晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI

解析 晶体熔点与分子间作用力有关，相对分子质量越大，分子间作用力越大，A项正确；硬度与共价键的键能有关，键长越长，键能越小，而Si—Si键的键长＞C—Si键的键长＞C—C键的键长，B项正确；熔点与金属键的强弱有关，金属性越强，金属键越弱，正确的顺序应为Al＞Mg＞Na，C项错误；晶格能的大小与离子半径和离子所带电荷有关，D项正确。

答案 C

点拨 物质熔、沸点的高低：（1）由晶体结构来确定。首先分析物质所属的晶体类型，其次抓住决定同一类晶体熔、沸点高低的决定因素。（2）根据物质在同条件下的状态不同。一般熔、沸点：固>液>气。如果常温下即为气态或液态的物质，其晶体应属分子晶体(Hg除外)。如惰性气体，虽然构成物质的微粒为原子，但应看作为单原子分子。因为相互间的作用力范德华力，而并非共价键。

考点4 根据粒子、晶体的空间结构推断化学式

例5 如图所示的晶体结构是一种具有优良的压电、电光等功能的晶体材料的最小结构单元(晶胞)。晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是(各元素所带电荷均已略去)( )

O]

A．8 BaTi8O12 B．8 BaTi4O9

C．6 BaTiO3 D．3 BaTi2O3

解析 由图可知，晶体中钛原子位于立方体的顶点，被8个晶胞共用，每个晶胞中与钛原子紧邻的氧原子数为6，且每个氧原子位于晶胞的棱上，被4个晶胞共用，故晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数为：3×8×[14]＝6；再据均摊法可计算出每个晶胞中各元素原子的数目：“Ba”为1，“Ti”为8×[18]＝1，“O”为12×[14]＝3。故此晶体材料的化学式为BaTiO3。

答案 C

点拨 晶胞是描述晶体微观结构的基本单元，一般都呈平行六面体形，无数晶胞通过无隙并置的方式“堆积”构成晶体。晶胞中粒子数的计算方法如下：位于晶胞顶点的微粒，实际提供给晶胞的只有[18]；位于晶胞棱边的微粒，实际提供给晶胞的只有[14]；位于晶胞面心的微粒，实际提供给晶胞的只有[12]；位于晶胞中心的微粒，实际提供给晶胞的为1。

【练习】

1. 下列性质递变规律正确的是（ ）

A. O、S、Na原子半径依次增大

B. LiOH、NaOH、KOH碱性依次减弱

C. HF、NH3、SH4热稳定性依次增强

D. 还原性S2-、I-、Na依次增强

2. 在通常条件下，下列各组物质的性质排列不正确的是（ ）

A. 熔点：CO2＜KCl＜SiO2

B. 沸点：乙烷＞戊烷＞2-甲基丁烷

C. 密度：苯＜水＜1,1,2,2-四溴乙烷

D. 硬度：镁＜铝＜镁铝合金

3. 根据物质的溶解性“相似相溶”的一般规律，能说明溴、碘单质在四氯化碳中比在水中溶解度大的是（ ）

A. 溴、碘单质和四氯化碳中都含有卤素

B. 溴、碘单质和四氯化碳都是化合物

C. Br2、I2是非极性分子，CCl4也是非极性分子

D. 以上都不对

4. 下列结构式从成键情况来看，不合理的是（ ）

A. [H—C=N—H][—][H] B. [H—C—O—H][—][—][Se]

C. [H—C—S—H][—][H][—][H] D. [H—C—Si—H][—][H][—][H]

5．某晶体中含有A、B、C三种元素，其排列方式如图所示，晶体中A、B、C的原子个数之比依次为( )

表示

表示B

表示C]

A．1∶3∶1 B．2∶3∶1 C．8∶6∶1 D．4∶3∶1

6. 有下列八种晶体：A.水晶，B.冰醋酸， C.氧化镁， D.白磷， E.晶体氩， F.氯化铵， G.铝， H.金刚石。用序号回答下列问题：

（1）属于原子晶体的化合物是 ；直接由原子构成的晶体是 ；直接由原子构成的分子晶体是 ；

（2）由极性分子构成的晶体是 ，含有共价键的离子晶体是 ，属于分子晶体的单质是 ；

（3）在一定条件下能导电而不发生化学变化的是 ；受热熔化后化学键不发生化学变化的是 ；需克服共价键的是 。

【参考答案】

1. A 2. B 3. C 4. D 5. A

6. （1）A A、E、H E

（2）B F D、E

高中化学核心概念及其结构体系 篇4

一化学概念学习在中学化学教学中的重要作用

当代著名心理学家和教育家布鲁纳曾指出, “不论我们教什么学科, 务必使学生理解学科的基本结构。”学科基本概念就是学科基本结构的重要组成部分。高中化学概念是化学知识网络中的节点, 是化学知识网络中的骨架。只有让学生清楚、准确地理解化学概念理论, 才能使学生更深刻地认识物质及其变化规律, 进而掌握化学学科的基本结构。

二高中化学核心概念及其结构体系

高中化学的核心概念及其结构体系主要分为化学用语、化学计量、物质的组成和分类、元素周期律和周期表、溶液、化学反应速率和化学平衡等几个方面。

1. 物质的组成、性质和分类

物质的组成、性质和分类, 是在组成物质微粒的基础上进一步深层化, 从微观的角度进一步抽象、推理而形成的更深层次的概念。化学学科是在原子分子的层面上研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学, 有独特的名称、符号及表达方式。对于各物质性质的学习, 从宏观上分析, 更注重从微观层面上对化学变化的过程进行深层次的理解。该部分的概念主要包括:元素、核素、原子、离子、原子团、离子符号、核素符号、化合价、化学式、分子式、实验式、电子式、结构式、结构简式、原子结构示意图、电离方程式、离子方程式、热化学方程式、同位素、基、物理性质、化学性质、金属性、非金属性、氧化性还原性、混合物、单质、酸、碱、盐、同素异形体。物质的性质内容的研究主要从结构出发, 分析原子核外电子排布, 进而分析相关变化的过程和本质。同时, 化学用语贯穿整个化学教学, 教材以初中的元素符号, 简单化学方程式为基础, 到必修的离子反应、氧化还原反应随后在各元素化合物知识中不断加强应用。在这一过程中, 化学用语在数量上、类型上不断发展, 同时成为学生在分析问题、解决问题中的工具。

2. 化学计量

化学计量是宏观与微观相联系, 用于量度化学物质, 表示化学物质“量”的一类概念, 属于“工具性”概念。该部分内容较抽象, 具有较高的知识陌生性, 而且变换关系容易混淆。其内容主要包括物质的量、摩尔质量、阿伏伽德罗常数、气体摩尔体积、物质的量浓度等。换算关系在各章节练习中不断应用, 凸显出“工具”的作用。

3. 化学反应与能量

化学反应有不同的分类方式, 教材中介绍的主要有离子反应、氧化还原反应、放热反应、吸热反应、可逆反应等。该部分概念主要包括氧化剂、还原剂、氧化性、还原性、吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热、可逆反应等内容。教材首先介绍离子方程式和氧化还原反应, 在随后的元素化合物学习中不断巩固两部分内容。在学习化学键的基础上, 通过能量的转化引出放热反应和吸热反应, 以及热化学方程式。在化学能与电能的介绍, 即原电池和电解池的学习中, 充分结合了氧化还原反应及电解质的内容, 使学生在原有认知的基础上, 建立起知识之间的联系。

4. 物质结构、元素周期律

周期表和元素周期律是化学的精髓, 是化学规律的总结。主要包括元素周期表的结构、位置、性质, 包括金属性、非金属性、半径大小分析等。该部分概念主要包括元素、核素、元素周期表、元素周期律、化学键、化合价、化学式、电子式、同素异形体、金属性、非金属性、化学键、晶体类型等。在学习了元素化合物知识后, 对物质结构进行介绍, 从原子结构分析, 归纳出元素原子结构、化合价变化的规律性, 从而引出元素周期律、周期表的内容, 根据原子之间作用力不同, 构成的晶体类型也不同。

5. 溶液

溶液主要是分析溶液中各成分存在和变化的情况。该部分的概念主要包括溶液、胶体、电解质、非电解质、强电解质、弱电解质、盐类水解、原电池、正极、负极、电解、阴极、阳极、金属腐蚀、电镀等。教材主要从分散系出发, 按照分散质粒子大小, 分别介绍胶体、溶液。通过溶液中物质电离的情况, 对电解质相关概念进行介绍。通过对反应的分析, 对化学反应的分类进一步扩充, 扩展出离子反应和氧化反应。在结合电解质溶液、氧化还原反应内容的基础上, 引出原电池和电解池。通过金属的电化学腐蚀和防护, 将原电池和电解原理整合应用, 形成完整的电化学知识体系。

6. 化学反应速率和化学平衡

化学反应速率和化学平衡主要是描述化学反应快慢和程度的情况, 主要包括化学反应速率、可逆反应达到平衡的判断、化学平衡的移动、化学平衡移动的各因素变化、电离平衡等。该部分的化学概念主要包括可逆反应、化学平衡、化学反应速率、化学平衡移动、电离平衡。教材中首先简单介绍化学反应速率、可逆反应, 引出化学平衡及影响化学平衡的因素。随后在选修教材中内容深化, 从微观的能量的角度分析影响因素, 深化化学平衡的判断和平衡的移动, 并补充化学平衡常数。内容由浅入深, 由易到难, 既符合学生的认知规律, 也符合知识的逻辑顺序。

三结束语

化学是一门联系性很强的学科, 每个概念理论都不是孤立存在的, 化学概念和概念间的联系构成化学学科的知识体系。建构良好的知识结构体系是学生理解化学、提高学习能力的重要途径, 要求教师在教学过程中要树立整体意识, 准确把握不同概念之间的联系和发展, 让学生不断丰富和完善知识体系, 促进其认知结构的形成。

摘要：化学概念和概念间的联系构成化学学科的基本框架, 是学生分析和解决化学问题的基础。本文以高中人教版普通高中课程标准化学必修和选修为研究对象, 主要从化学用语、化学计量、物质的组成和分类、元素周期律和周期表、溶液、化学反应速率和化学平衡等方面, 对高中化学核心概念及其结构体系进行分析。

关键词：高中化学,核心概念,结构体系

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.高中化学课程标准 (实验稿) [M].北京:人民教育出版社, 2003

[2]钟启泉、崔允郭、张华.为了中华民族的复兴为了每位学生的发展 (《基础教育改革纲要 (试行) 》解读) [M].上海:华东师范大学出版社, 2001

[3]王健伟.高中化学概念的结构及其教学的实践研究[D].天津师范大学, 2005

[4]宋心琦、王晶等.普通高中课程标准化学必修一[M].北京:人民教育出版社, 2007

[5]宋心琦、王晶等.普通高中课程标准化学必修二[M].北京:人民教育出版社, 2007

[6]宋心琦、王晶等.普通高中课程标准化学选修一化学与生活[M].北京:人民教育出版社, 2007

[7]宋心琦、王晶等.普通高中课程标准化学选修二化学与技术[M].北京:人民教育出版社, 2007

[8]宋心琦、王晶等.普通高中课程标准化学选修三物质结构与性质[M].北京:人民教育出版社, 2007

[9]宋心琦、王晶等.普通高中课程标准化学选修四化学反应原理[M].北京:人民教育出版社, 2007

[10]宋心琦、王晶等.普通高中课程标准化学选修五有机化学基础[M].北京:人民教育出版社, 2007

初三化学原子结构教案 篇5

一、教学目标

1．知识与技能

(1)了解原子是由质子、中子和电子构成的。

(2)初步了解相对原子质量的概念，并会查相对原子质量表。

(3)进行世界的物质性、物质的可分性的辩证唯物主义观点教育。

2．过程与方法 (1)充分发挥学生的空间想象力。

(2)学习运用对比、归纳的方法在微观世界和宏观世界之间架起一座桥梁。

(3)运用形象恰当的比喻减少学生对微观世界的神秘感。

3．情感态度与价值观 (1)对学生进行世界的物质性、物质的可分性的辩证唯物主义观点教育。

(2)逐步提高抽象思维的能力、想象力和分析、推理能力。

二、教学重点：原子的构成；相对原子质量。

三、教学难点：核电荷数、核内质子数和核外电子数的关系；相对原子质量概念的形成。

四、课时安排

1课时 教学过程 [引入新课] 在本单元我们将进一步探索物质构成的奥秘。本节课我们首先探索原子的构成。 [板书] 第四单元 物质构成的奥秘 课题1 原子的构成 [过渡] 原子到底能不能分?如果能分，它又是由哪些部分构成的呢?带着这些问题，我们来学习本课题的第一个问题原子的构成。 [板书] 一、原子的构成 [学生活动] 让学生阅读课本P68内容原子的构成，在阅读的基础上讨论问题。 [投影] 打出下列讨论题：

1．原子是由哪两部分构成的?

2．原子核和核外电子都带电，为什么整个原子不显电性?

3．原子核是由哪些粒子构成的?这些粒子有什么异同?

4．不同类原子的内部构成有什么不同? [学生讨论结束后，找学生代表陈述讨论结果，其他小组可以表明自己的不同意见] [问题1的答案]原子由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，所 以说原子由原子核和核外电子两部分构成。 [思考]原子核居于原子中心，它在原子中的体积如何?占很大一部分吗? [答案]原子核居于原子中心，但比原子小得多，原子核的半径只有原子半径的几万分之一，如果把原子比作一个庞大的体育场，而原子核只相当于一只蚂蚁。因此，原子里有很大的空间，电子就在这个空间里做高速运动。 [过渡] 刚才说的这些都比较抽象，接下来我们看“原子的构成”挂图，看一下原子核在原子中到底能占多大。 [挂图]展示“原子的`构成”示意图。 [学生观看挂图，说出自己从挂图上得到的有关信息] [学生陈述自己得到的有关信息] 教学拓展

[思考] 1．原子核所带的正电荷从何而来?

2．质子数与原子核所带的正电荷有何关系?

耗散结构理论对化学教学的启发 篇6

建立开放性的教学系统。教师对教材的把握不仅需要扣得准，而且需要放得开。如，制取氯气的实验教学中，教师在介绍教材中内容的基础上，可通过研究性学习的指导，引导学生思考能否用其他的物质代替二氧化锰，如何除去氯气中的氯化氢，如何干燥氯气，如何减少氯气的污染，能否设计更简约化的制氯气的装置等。通过开放教学内容，引领学生思维向更深处漫朔。

教学手段的开放，就是要注意多种教学手段的合理运用，充分调动学生的多重积极性。教师在教学中不仅可以整合传统直观的、演示的、讲述的、讨论等教学手段，而且更应该充分发挥多媒体计算机传播大信息量、提供直观形象的化学画面、模拟不易操作的实验、快速正确地处理实验数据、进行知识的多元表征等优点。

建构思维系统的非平衡态。实践表明，化学实验过程中所展示的一些新颖奇特、趣味盎然的实验现象可以有效地将学生引人一种急欲解决问题的“愤悱”状态。

创设新奇性实验。实验教学过程所再现的一些新异奇特的实验现象常会在给学生的感观造成强烈刺激的同时，使学生的思维处于非平衡态。如，学习硫的氧化物时，课前将一束鲜艳夺目的鲜花插在集气瓶中，学生的注意力全部集中在花上，情绪高涨。教师说，美丽的鲜花在—定条件下也会被腐蚀。请学生注意观察将H2SO3溶液喷洒在花朵上，花朵就变得暗淡、苍白。接着，教师提问“为什么会产生这种现象呢”，由此引入新课。奇特的现象诱发了学生的学习动机，给学生带来心灵震撼的同时，也导致了思维非平衡态的出现，从而使教学获得最佳效果。

借助疑惑性实验。在化学实验教学中，借助于疑惑性实验给学生造成的强烈的认知冲突，可以有效地创设思维的非平衡态。如，为了了解电池性状，运用实验手段来创设教学情景。铁是比较活泼的金属，铜是不活泼金属。铁能与稀硫酸反应，铜则不能，这是学生已经知道的事实，如果把这两种金属连接在一起，同时放到稀硫酸中会发生什么现象呢？在实验中，学生会发现，左边的烧杯里，铁丝上有气泡放出；在右边的烧杯里，铜丝上也有气泡放出，为什么呢？实验中产生的各种问题不断引发学生思考，诱使他们进入认知的非平衡态。

设置矛盾性实验。化学实验中所出现的一些或与学生的先前认识相悖，或与所预测的现象有违，以及在不同情况下所出现的实验结果“自相矛盾”的情况，常常可以置学生的思维于“进退维谷”的窘境，促使学生的思维系统远离非平衡状态之后达到更高的有序状态。如，为了巩固AI（OH）3是两性氢氧化物等有关知识，教师可设计实验：向AlCl3溶液中加入适量的NaOH溶液，出现絮状沉淀后，继续滴入NaOH溶液。絮状沉淀便消失了。为什么絮状沉淀AI（OH）3能与NaOH溶液反应呢，从而产生矛盾情境，诱导学生思索。

引入涨落的触发机制。在教学过程中，教师若能积极创设良好的思维环境，则可有效地诱发学生思维“巨涨落”的产生。因此，教师应及时注意和把握教学系统内外的各种“涨落”现象，促成系统向有利于分支形成和发展的方向演化，避免教学系统混沌状态的出现。

如，在指导学生学习溶液pH的计算时，先让学生思考pH=5的盐酸稀释10倍后，pH=？通过分析，学生很容易得出pH=6。接着，再让他们练习：稀释100倍、1000倍后溶液的pH为多少？若将题目改成pH=9的NaOH溶液分别稀释10倍、100倍、1000倍又如何呢？学生紧张地练习着，教师也在寻找突破难点的时机。突然一位“机灵鬼”一拍桌子，大声说：“老母鸡怎能变成鸭？”教师抓住时机，马上请这位学生说说他想到了什么。听这位学生一解释，大家恍然大悟，酸经过稀释不可能变成碱，碱也不可能经过稀释变成酸。那问题出在哪呢？学生思维的积极性被极大地调动起来，经过讨论很快得出“都是水的电离惹的祸”。因此，教师要抓住教学系统中的小涨落或采取一些适当变革措施和手段创造小涨落，从而促进系统跃迁到新的有序状态。

（作者单位：崇阳县城关中学）

责任编辑 严 芳

化学结构 篇7

关键词：课程教学,数学演绎,波函数,整合

结构化学是化学类专业的一门重要的必修课程,学生必须具备无机化学、有机化学、物理化学等先修课程的基础知识。在教学内容方面,结构化学知识深奥、抽象、繁琐,涉及到多方面的高等数学内容。教学结果是大多数学生无法从本质上理解知识要点并独立解决结构化学问题,学习亦是蜻蜓点水式的掌握个别知识点,无法在头脑中建立系统性的网络知识结构。教学时,往往教师讲得满头大汗,学生听得昏昏欲睡,甚至部分学生用逃课方式来逃避结构化学课的 “煎熬”。

尽管如此,化学学科越来越处于从宏观现象的研究深入到微观本质的探讨。结构化学的观点也越来越被许多学者所关注并深入的渗透到生物学、物理学各学科的领域中去[1]。各学科相互关联、相互配合、相互促进,因此,结构化学是化学本科专业必须具备和掌握的基础知识,结构化学的教学在整个教学计划中的作用与地位不能为教师所忽视。

高校扩招以来,招生政策倾向于西部,新生的入学门槛越来越低,导致很多理工科的学生对专业知识的理解与运用产生很大困难,而与之配套的教材内容难度却有增无减。在云南地方高校,化学教育本科专业开设的高等数学一般为128 学时。实际上,学生也只是掌握了一些基础数学内容,学生对微分方程、多重积分、行列式矩阵的运用非常陌生。由于不懂数学的演绎方法,无法获知知识的来龙去脉,于是感到结构化学知识繁琐、晦涩、抽象,导致学起来力不从心,教起来劳而无功。

本科院校中结构化学课程开设时间是大三第二学期,共64学时,属纯理论教学。在有限时间内使学生掌握结构化学全部内容很不现实。据了解,有的院校教学内容甚至不到教材的一半。因此,为了使得学生 “学有所获”。在教学中,必须重视结构化学与无机化学、有机化学的关联性、协调性、顺序性。结构化学是通过演绎推理对基本化学现象与反应的本质探讨[1]。因此,教师教学中必须抛弃传统的 “教材宗旨化”的观念,应结合无机化学、有机化学内容,大胆的对内容进行取舍、整合。在教学思想上,要做到以下三点:

1 思想上重视数学演绎,课堂中淡化数学教学

结构化学若脱离数学思想,则成了 “无源之水,无本之木”。但学生又无法通过数理分析解决疑难问题,甚至理解不了课本中的推理过程。要解决此种矛盾,在教学时,既不能抛弃课本中数学思路,又不能刻意追求数学的严谨性。如教授“薛定谔方程( Schrdinger equation) ”时,让学生了解 “薛定谔方程”及其解的含义,了解算符作用于函数中各关联变量的物理意义,能套用氢原子与类氢离子的角度分布与实数解函数进行计算即可。切记不能拘泥于一些抽象、深奥的数学推理,而是重视对结论的运用与函数意义的理解。当然教学中,学生必须熟练运用微积分,尤其是微分方程的建立及求解,在群论方面的教学对线性代数知识的要求也是较高的。

2 化抽象于具体,重视模像教学

即使最深奥的理论也是客观物质世界在人脑中的反映。所以,教师在教学中必须建立支撑理论的模像,进行模像教学。如教学时借助实物模型或利用计算机辅助教学( Computer Assisted Instruction) 能起到意想不到的的效果。常用的化学软件有制作化学图形的软件Molden。有剑桥公司( Cambridge Soft Corporation) 开发的Chemoffice2008 软件包中的Chem3D( V11. 0) ,本软件能显示分子的立体图形、分子的轨道形状,同时还可以对分子能级、电荷分布、振动频率进行计算。此外Gaussian09 教学软件能为离域 π 键和共轭分子结构教学带来便利。Chem3D软件可以将分子的立体结构呈现出来,极大的加强了学生对分子对称性和对称操作的理解。所以,作为一名结构化学教师掌握一到两种化学软件并能应用于教学是很必要的。教师必须利用业余时间积极参加各种形式的结构化学课程培训,近年来兴起的网络课程学习对提高教师的教学水平( 尤其对培养教师 “掌握计算机技术解决课程中的教学难点、重点问题的方法”) 起到极大的促进作用。

3 重视原有知识,对学科内容进行整合

建构主义( Constructivism) 学派认为 “学习是学习者基于原有的知识经验生成意义、建构理解的过程”[2]。同样,结构化学的教学也必须基于学生原有的化学基础知识与学习经验。所以,将无机化学、有机化学的结构理论知识与结构化学的内容进行重整、组合。使得学生将结构化学理解为 “原有知识的深化”,而不是无端冒出来的不可接受的 “怪物”。

3. 1 结构化学与无机化学内容整合。

无机化学教学中,只是在原子结构与元素周期系,分子结构、晶体结构等章节中对结构理论知识做简单的介绍[3]。但在结构化学教学中,我们必须从光子学说角度理解波粒二象性( Wave particle duality) ,必须从类氢原子体系的薛定谔方程及其解讨论波函数、量子数,波函数的径向部分和角度分布等,利用斯莱托规则( Slater rule) 来解释原子轨道能与能级次序、核外电子排布规则。在熟知共价键理论的基础上掌握分子轨道的要点并能讨论常见双原子分子的顺磁性、键级等。同样结构化学对无机化学中的离子晶体的空间结构类型,金属晶体的紧密堆积,价层电子对互斥理论( VSEPR理论) ,配合物的化学键理论( 价键理论要点及其局限性) ,螯合物的结构等知识做了深入的讨论。教学中,通过无机化学的相关内容做铺垫,教学中一定要唤起学生对原有知识的记忆,帮助学生重现原有知识。同时,多给学生介绍与结构理论相关的最前沿科普知识,如: 稀土元素结构化学与稀土资源的综合利用的关系非常密切。表面结构化学与工业生产上的非均相催化反应关系极为密切。对于工业催化剂的研究,如合成氨工业所用的新型催化剂的研制,结构理论知识对其具有较强的理论指导的作用。

3. 2 结构化学与有机化学内容整合

同样,在结构化学教学中更深入的探讨了有机化学中的重点内容—从分子轨道角度提出共轭理论( Conjugated theory) ,杂化理论( Hybrid orbital theory) 等。有趣的是我们可以从结构化学中的杂化理论、分子的对称理论讨论分子的极性、偶极矩,甚至分子的旋光性。可以从分子轨道对称性守恒原理( Conservation of molecular orbital symmetry) 与前线轨道( HOMO AND LUMO) 理论探讨周环反应、协同反应、催化加成反应机理等[4]。据了解,结构化学在新构型化合物方面应用,尤其是原子簇结构化学和金属有机化合物的结构化学研究比较活跃。在天然产物的结构化学研究中,天然药物,尤其是具有抗癌活性的有效成分的研究也有可能为人类制服癌症作出重要贡献。而蛋白质的空间结构的研究仍然是一个既困难而又有重要理论意义和实际应用价值的课题。

4 结语

在结构化学的教学中,教师要摒弃传统的 “以教师为主体、以教材为中心”的教学模式,要充分发挥教师的主观能动性,充分调动学生的学习积极性[5]。首先教师要给学生创设宽松的学习氛围,多鼓励学生,增强其信心。结构化学的学习对大多数学生而言是极其枯燥乏味的。如果教学中教师一味强调学科的重要性,甚至在考试要求方面给学生施加压力,只能激起学生的对抗情绪,进而是厌烦甚至放弃学习结构化学。对此,教师应该做出更多努力使学生参与到学习中来,使学生自觉形成一种科学的学习态度,即探索新情景与寻求解决问题方法的态度。其次要把学生已有的相关基础理论进行梳理、重整,在此基础上,逐步引导学生接触更深层次的结构理论知识。再次教师要注意培养学生的学习兴趣,兴趣来源于对未知领域的好奇,而结构化学知识表明:“物质世界既深奥又可知”。

参考文献

[1]邓存,刘怡春.结构化学基础.2版[M].北京:高等教育出版社,1995:1-4.

[2]王志,倪世雄.理论搭桥下视角下的现实建构主义[J].教学与研究,2013(2):63-68.

[3]华中师范大学无机化学教研室.无机化学.3版[M].北京:高等教育出版社,1998:78-112.

[4]天津大学有机化学教研室.有机化学.5版[M].北京:高等教育出版社,2014(05):180-202.

国际高中化学课程结构的比较研究 篇8

一、化学课程设置形式的主流趋势是综合课程与分科课程并存

分科课程和综合课程是课程设置的两种重要呈现形式。分科课程与学科课程的含义基本一致,主要是继承某一传统学科的特点,以比较简约的方式将学科发展的序列通过概念、原理的组合展现出来,形成知识体系。综合课程的学习内容往往不限于某一学科,而是横跨几门学科,将相邻学科的内容糅合在一起,形成一门新的学科。综合分析可以看出,从课程呈现形式来看,主要有四种情况:其一,以分科课程与综合课程相结合的形式开设,这种形式的课程设置中,综合课程是基础,分科课程是拓展和深化;[11]其二,以分科课程与综合课程相结合的形式开设,但综合课程不作为分科课程学习的基础;其三,完全以化学分科课程的形式开设;其四,完全以综合课程的形式开设。

(一)开设综合课程和化学分科课程,综合课程是分科课程的基础

这种课程设置形式(见下页图1 之①),综合课程是必修课程,作为选修的化学分科课程(和其他理科分科课程)在综合课程的基础之上设置。分析的9 个国家和地区中,采取这种课程设置形式的最多,有美国、英国、加拿大安大略省、澳大利亚维多利亚州、韩国,不同国家和地区其综合课程内容以及化学分科课程的修习要求均有所不同。

美国9~12 年级为高中阶段,其当前高中课程设置可以概括为“必修+ 选修+ 计划”的模式。必修课程旨在使学生掌握必要而合理的学科知识结构,为终身发展和成为合格公民打好基础;选修课程则是为了满足学生的兴趣爱好,发展个性特长;而独立的研究计划则主要是为了培养学生的探索精神、科学研究能力和创造才能。选修课程既有学术性课程,又有大量职业性、生活性课程。其中学术性课程又分为基本水平、一般水平、先进水平和高级水平(Advanced Placement,简称AP课程)四个不同层次,学生可根据自己的学习情况选择某一等级的课程。[12]美国高中必修课程中,化学课程内容集中体现在综合课程———科学的物质科学部分,各类化学分科课程属于选修课程,包括化学1、化学1(H)、化学2 和AP化学。非科学取向的学生可以分别选择修习化学1 或化学1(H),科学取向的学生可以选择修习化学2 和AP化学。

英国高一年级学生全部必修“科学”综合课程,在高二和高三阶段,他们可以选择修习其他分科课程,其课程设置的选择性很大,没有统一的课程标准,没有法定的核心学习内容。对于英国全日制普通高中生来说,比较重要的是A水平课程。A水平课程是一种学术性课程,主要培养传统的学习技能,由两部分组成:高级辅助水平(AS水平)和高级水平第二阶段(A2)。通常学生在第一年选择四门学科学习,学习结束后参加考试,考试通过后即可获得AS水平证书。这时,学生可以选择结束A水平课程的学习,也可以在第二年继续A2 阶段的学习。在A2 阶段,学生通常从所学四门AS科目中选择三门继续学习,并参加该阶段考试,最终拿到完整的A水平证书。需要指出的是,AS证书既是A水平证书的一个组成部分,又是一种有独立价值的证书,而A2 阶段的学习则不具有独立性。同一门学科AS、A2 考试都合格才能拿到一个完整的A水平证书。学生最后凭这三门A水平考试成绩申请英国的任意一所大学。[13]

加拿大安大略省从小学到高中的学制为12年制,其中包括小学6 年,中学6 年。安大略省的1~8 年级相当于我国的义务教育阶段,9~12 年级相当于我国的高中阶段。学生对化学的系统了解开始于9 年级,9~10 年级开设综合课程———科学,为必修课程,有学术科学课程和应用科学课程两种类别供学生选择。11~12 年级开设各类分科的科学课程(化学、物理、生物、环境科学等),均为选修课程。11~12 年级普通高中生有四种类型的化学课程可以选择修习:大学预科、学院预科、大学/ 学院预科、职业预科。不同类型的课程有不同的学业内容和要求。

澳大利亚维多利亚州的高中生也都要必修“科学”课程,之后,学生可以根据自己的兴趣选择各类相关的化学分科课程,包括化学1、化学2、化学3 和化学4。其中化学1 和化学2 是各自独立的选修课程,而化学3 和化学4 则属于相互联系的选修课程,即学生如果选修化学3,则必须进一步选修化学4。

韩国的高中阶段为10~12 年级。10 年级的所有学生都必修“科学”综合课程。11~12 年级学生可以选择修习包括化学在内的各类分科的科学课程。科学领域的一般选修科目有“生活和科学”,深化选修科目有物理Ⅰ、物理Ⅱ、化学Ⅰ、化学Ⅱ、生命科学Ⅰ、生命科学Ⅱ、地球科学Ⅰ、地球科学Ⅱ。

(二)开设综合课程和化学分科课程,综合课程不作为分科课程的基础

这种课程设置形式(见图1 之②),综合课程与化学分科课程(和其他理科分科课程)是并列设置关系,综合课程与化学分科课程之间没有明显的内容水平层级关系。在所见的材料中,采取这种模式的是日本。

日本的高中理科均设置了综合课程,包括:理科基础、理科综合A(包含物理和化学相关内容)和理科综合B(包括生物和地理相关内容),同时还设置了各理科的分科课程,包括:一水平分科课程(物理1、化学1、生物1、地理1)和二水平分科课程(物理2、化学2、生物2、地理2)。日本高中生必须要在各类综合课程和一水平分科课程中共选两科修习,其中从这三类综合课程中至少选择一科进行学习。即,学生可以选择修习两科理科综合课程,而不选择任何理科分科课程,也可以选择一科综合课程,加一科分科课程。之后,学生还可以从物理2、化学2、生物2、地理2 四门分科课程中自由选修。因此,如果学生选择理科综合B学习,再从物理1、生物1、地理1 三门分科课程中选择一门修习,则整个高中阶段都不需要修习化学内容。如果学生对化学非常感兴趣,对化学学习还有更高的追求,则在其选修完化学2 后,还有数理课程可供学生选择。数理课程的化学主要面向以化学专业为志向的学生。这种课程设置形式既保障了一定的基础性,也体现了一定的水平梯度,能够在一定程度上满足不同需要和水平的学生的发展要求。

(三)只设置分科的化学课程,不开设化学相关的综合课程

这种课程设置形式(见上页图1 之③),没有与化学有关的综合课程,化学以化学分科课程的形式设置。在所见的材料中,芬兰和中国台湾地区在高中阶段只开设分科的化学课程。

芬兰高中课程设置为三个课程层次与三种课程类型。三个课程层次是学习领域(如环境与自然科学学习领域)、学科(如化学)与学程(如化学的微观世界)。三种课程类型是必修课程、专业课程和应用课程。2003 年修订颁布的《普通高级中学国家核心课程方案》中,化学学科属于“环境与自然科学”学习领域,共包括5 个学程(相当于我国的模块)。就课程类型来说,化学学科的“人类及生存(生命)环境的化学(KE1)”学程属于必修课程,其余4 个学程属于专业课程,包括:化学的微观世界(KE2)、反应与能量(KE3)、金属与材料(KE4)、反应与平衡(KE5)。这四门化学专业课程,学生可以选择多门修习,也可以一门都不选,学生只需要在所有的高中学科核心课程中选择的专业课程的数量达到最低限———十门即可。

台湾地区高中化学也是以分科课程的形式设置的。高中化学课程包含两种类型:基础化学课程和选修化学课程。整个高中阶段的化学课程分布在五个学期,共14 学分。基础化学课程(含实验)又分为基础化学(一)、(二)、(三),各2 学分,总共在三个学期内完成,每学期至少2 学分,基础化学(一)、(二)要求所有学生都必须修习,基础化学(三)则是仅理科倾向的学生必须修习。选修化学(上)和选修化学(下)分别设置在高三两个学期,各3 学分,同时高三还开设选修化学实验,也分在上下两个学期,各1 学分。高三一学年完成化学四门相关课程的学习,共可以获得8 学分。选修化学和选修化学实验都是仅理科倾向的学生修习。

(四)完全以综合课程的形式开设,不开设化学分科课程

这种课程设置形式(见上页图1 之④),高中阶段化学不开设分科课程,完全以综合课程的形式呈现。在分析的样本中,只有法国属于这种课程设置形式。

法国高中教育从纵向来说分为两个阶段,即决定阶段(高一年级)和终结阶段(高二和高三年级)。以普通教育轨道为例,高一年级不分专业,学生从高二年级开始进行专业定向,分别进入文学专业、经济和社会专业以及理科专业。[14]在法国,化学学科在高中阶段一直是以综合理科———“物理—化学”的形式开设,属于公共必修课,高中一年级的“物理—化学”课程面向法国高中阶段所有的学生,相当于我国的必修课程;而高中二年级和高中三年级的“物理—化学”课程则仅面向法国高中阶段所有理科专业的学生,相当于我国的选修课程。

基于分析可以看出,与初中阶段相同,高中阶段仍然是学生学习和发展的基础阶段,随着学科之间不断综合,世界上很多国家在高中阶段(主要是高一年级)开设化学综合课程(科学或综合理科),在高中阶段开设综合课程就如同初中阶段设置综合课程一样,正在逐步成为高中理科课程的一个发展趋势。然而,与初中阶段不同的是,高中阶段既是学生学习和发展的基础阶段,同时也是分流阶段,高中阶段的课程设置应该满足不同发展方向的学生的需要,因此高中阶段的综合课程不可能也不应该完全替代分科的化学课程,大多数国家和地区在高中学习的更高阶段,同时会开设分科的化学课程。

二、化学课程类型以并列式和分水平递进式设计相结合

综观国际高中化学课程设置,与化学相关的综合课程和化学分科课程均呈现出多样化的趋势。这些化学课程类型的设计主要有两种形式:其一是递进式,其二是并列式。递进式设计的不同化学课程类型的水平上存在递进或进阶关系(如图2所示)。水平较低的C1 课程是水平较高的C2 课程的基础,C2 是C1 的进一步延伸或深化,即学生必须修完较低水平的C1 课程之后才能再修较高水平的C2 课程,进而可以继续深入修习其他更高水平的课程。递进式设计的化学课程对学生的修习时间一般都会涉及到年段的划分问题,即不同水平的C1 课程和C2 课程往往是在不同的年级或不同的学期分别开设的。

所谓并列式设计,即根据不同的课程内容组建相对独立的化学课程类目,各类化学课程之间没有水平的关系,学生可以根据自己的兴趣、爱好、需要等任意选择修习科目及修习顺序(如图3所示)。学生可以先选择修习C2,再选择修习C1 或其他,或者先选择修习C1 再修习C2 或其他,或者仅选择修习其中的任一课程C1 或C2。

从国际上来看,大多数国家和地区的化学课程类型都有分水平递进式设计,如美国的AP化学以化学2 为基础;英国的化学(A2)以化学(AS)为基础;韩国的化学Ⅱ需要在化学Ⅰ的基础上才能修习;日本的化学2 需要修习完化学1 的基础上进一步修习。

同时,在同一课程水平内容,大多数国家和地区也对课程类型进行了并列式设计,即使不是在每一个学段内都设计多种类型并列的化学课程,也至少在高中的某一个或某几个学段内设计了可供学生并列选择的不同的化学课程。并列式设计的化学课程由于面对的学生对象不同,不同的课程之间一般也体现了水平上的差异,这有益于学生根据自己的特点和需要,选择适合自己的课程修习。从国际上各国化学课程实施的情况来看,学生对并列式设计的课程的选择一般是排他性的,即选择了C1 课程一般不会再选择C2 课程,除非学生在学习过程中发生了兴趣的转移或对未来的发展方向发生了变化。如美国的化学1、化学1(H)和化学2,其在美国高中化学课程体系中处于水平2(水平1 是全体学生必修的科学综合课程),学生可以根据自己的需要选择任一课程进行修习。但是化学1、化学1(H)均没有设计更进一步的与之相关的递进式课程,如果学生想要进一步修习AP化学,则必须要选择修习化学2。加拿大安大略省根据学生学习轨道不同,在相同的课程水平内也设计了不同类型的课程供学生选择修习。加拿大安大略省高中阶段的化学课程可以根据学段分为三个水平,10 年级化学相关的课程为水平1,11 年级为水平2,12 年级为水平3。三个水平内部,均设计了并列关系的不同类型的化学相关课程。如,10年级化学以综合课程的形式开设,分为:学术型科学(SNC2D)和应用型科学(SNC2P);11 年级的化学课程分为:大学预科化学课程(SCH3U),大学/学院预科的科学课程;12 年级的化学课程则包括大学预科化学课程(SCH4U),学院预科化学课程(SCH4C),大学/ 学院科学课程(SNC4M),职业预科科学课(SNC4E)。9 个国家和地区高中化学课程类型和水平如下页表所示。

当前我国高中化学课程的必修模块与选修模块之间是存在水平递进关系的,即选修模块的修习要以必修模块的修习为基础。然而根据现行设计,6 个选修课程模块之间是平行的并列式设计,即6 个选修课程模块之间不存在水平递进关系,这种设计实现了最大限度的多样化,学生可以任意选择修习顺序和选择组合的方式,有效保障了课程的多样化选择性,从而迎合个性多样化学生的发展需要。但是由于各模块课程之间的并列关系,导致各选修模块课程内容深度拓展有限,理科9 个国家和地区高中化学课程类型与水平表化学方向发展的学生受到较大限制,很多有深入学习化学意愿的学生没有机会进一步选择更高水平的化学课程。因此,我国高中化学选修课程模块的设置可以考虑进行并列式与递进式相结合的设计,以保证既有可供不同需要的学生并列选择的选修化学课程模块,同时增加部分化学课程模块的水平梯度设计,增设高水平化学选修模块课程,这对于学生提前了解将来从事的专业领域,判断自己的真实特长和需要极有帮助。

三、化学课程设置重视学生的“个性化”基础

化学是科学领域不可或缺的重要组成部分。当前国际科学课程设计的指导理念是科学素养,因此中学化学课程设计重视基础性是一个必然的趋势。国际高中化学课程关注学生的“个性化”基础,即学生学习的化学课程并不完全相同,甚至完全不同,但都符合高中毕业水平要求。

综观现有各个国家和地区的分析材料可以看出,尽管不同国家和地区对化学学科的基础性的设计并不完全相同,但其必修课程设置中都安排有化学学科基础内容的学习。国际上大多数国家和地区将科学或综合理科等综合课程作为必修课程,获得化学学科的基础性学习,而将化学分科课程作为选修课程,满足学生不同的发展需求,如美国、加拿大、英国、澳大利亚、韩国、日本。这与我国当前高中阶段完全的化学分科课程设置并不相同。

进一步分析各个国家和地区的基础性化学课程类型,可以看出,越来越多的国家和地区开始为学生设计多样化的化学课程,满足学生的基础学习,即不同的学生可以选择不同的化学内容学习,从而具备个性化基础。这种个性化基础的设计在一定程度上是课程选择性的重要体现,也体现了“学生发展为本”和尊重学生“个体差异”的教育理念。因此在这种情况下,“基础性”的内涵大大扩展了,并不是所有的学生都学习的内容才叫基础,基础也可以有个性差异,不同的学生根据自身的特点和发展方向可以具备不同的化学基础。如日本高中生化学基础有六种类型:其一,不修习任何相关化学的课程(选择修习理科综合B,再选择物理1或生物1 或地理1);其二,修习理科基础和化学1;其三,修习理科基础和一门其他理科分科课程(物理1 或生物1 或地理1);其四,修习综合理科A(含化学)和一门其他理科分科课程(物理1 或生物1或地理1);其五,修习综合理科A(含化学)和化学1;其六,修习理科综合B和化学1。加拿大安大略省,即使是学生必修的科学综合课程也分为学术型科学和应用型科学供学生选择作为基础性学习,其他阶段则设置了大学预科化学、学院预科化学和职业预科化学,供不同发展轨道的学生选择修习。

我国当前高中化学课程也已经开始重视塑造学生的“个性化”基础。课程实施首先要求学生必修两个模块的化学课程建立共同基础,之后允许学生从6 个选修模块中任选1 个模块修习,达到高中化学毕业水平,从而满足塑造学生“个性化”基础。我国当前高中化学课程对满足学生“个性化”基础发展的的追求与国际趋势是一致的,但是与当前国际上这种更彻底的“个性化”基础还有一定差距。

四、高中化学分科课程多属于选修课程,且以轨道式选择为主流

经过比较分析,可以看出高中化学课程结构设计具有选择性,是国际化学课程设计的一种趋势,即从掌握的材料来看,所有国家和地区的化学课程都设置了可供不同学生选择学习的化学课程类型。同时化学分科课程在国际上大多数国家和地区的高中课程中一般不是必修课程,而是完成理科(或科学)综合课程的学习后,供学生自由选择修习的选修课程。一般来说,高中化学课程开始允许学生选择修习的时间点是11 年级(相当于我国的高二年级)。

关于国际上化学课程选择修习的方式,主要有两种,其一是轨道式选择,其二是学生兴趣选择。

所谓学生兴趣选择,就是根据学生在基础学习阶段对化学的初步了解,选择自己感兴趣的化学课程门类进行深入学习,芬兰、日本等国家化学课程的选修方式为兴趣选择。

所谓轨道式选择,主要是依据学生将来的发展轨道和方向,有针对性地选择修习相应的化学课程。一旦学生确定了将来发展的轨道,如就业或者升入理科方向的大学,其需要学习的化学课程也就确定了。事实上,这种选择方式让学生选择的不是要学习哪一门化学课程,而是选择将来发展的方向或从事的职业。这种选择方式中,学生学习的有关课程内容更具有针对性和实用性,因此对学生的发展和前途更加负责。很多国家的化学课程的选择性已经与学生未来发展的方向建立了密切关系,即采取轨道式选择,如法国、美国、英国、澳大利亚、加拿大等。以加拿大安大略省为例,学生可以选择以下任一轨道,选择修习不同类型的化学课程,均可达到高中化学毕业水平:(1)10 年级科学课学术型→12 年级化学大学预科→11 年级化学大学预科;(2)10 年级科学课学术型→11年级化学大学预科→12 年级科学大学/ 学院预科;(3)10 年级科学课学术型→12 年级化学学院预科;(4)10 年级科学课应用型→12 年级化学学院预科;(5)10 年级科学课应用型→12 年级职业预科。

目前我国高中化学课程共设计了8 个模块,其中允许学生任意选修的模块有6 个,我国高中化学课程类型数量之多,可谓是世界之最。并且,我国化学课程的选择模式确实考虑到了学生的兴趣和特长,给学生提供了较大的选择空间,因此,我国当前高中化学课程结构的设置已经实现了不同的学生学习不同的化学的目标。然而化学模块课程的数量,特别是选修模块的数量相对较多,对现行的学校管理制度、教学设备和资源造成了很大程度的冲击。在具体的实施过程中,学生很难拥有自主选择权,而通常是以一个学校为单位选择学习,甚至有的以一个城市、省为单位选择特定的模块学习,这实际上是与模块设置的初衷相违背的。另外,不同模块之间的价值和水平并非完全等值的,甚至差别非常大。因此,通过学生选择学习的模块数量来确定学生的化学学习水平,就必然引起不合理的质疑。

论化学教师的PCK结构及其建构 篇9

在越来越向多元社会发展的今天, 教师无法运用一成不变的方式来教导学生, 拥有自己的教师知识与学科教学知识是教师必须要面对的任务。对化学老师来说, 化学的学习大多由复杂的公式和繁多的化学反应组成, 如何利用学科教学知识提高化学课堂的教学成效, 是每一名化学教师都应该关心的问题。

1 化学教师PCK的结构

化学教师PCK的结构应该由四个部分构成, 即教师对化学内容知识的掌握、教师对化学知识教学法的掌握、教师对学习情境的掌握、教师对学生学习特征的掌握。

1.1 教师对化学内容知识的掌握

教师对于化学内容知识的掌握应该分为两个部分, 一是从理论上对化学知识的掌握, 例如化学教材、各种化学学习资料, 是化学教师授课时的主要知识来源, 是教师的知识库, 是一名化学教师所应该具备的理论知识;另外则是在实践中对化学知识的掌握, 是教师个人在生活、工作实践中对化学知识的积累, 是通过长期对生活中化学知识的观察才能得到的化学知识。

1.2 教师对化学知识教学法的掌握

教师对化学知识教学法的掌握即教师在面对学生时, 如何向学生传授教学知识的方法, 是教师对自己化学知识的表达和传授。为了实现这一目标, 教师必须在化学授课中对自己的知识做出总结、分类, 注意课堂上语言的组织和知识的描述, 时刻关注学生对新知识的掌握和对旧知识的记忆。在这一个过程中, 教师对化学内容知识的掌握是实现教师教学的基础, 教师只有自己理解了化学知识, 知道化学教材中讲述的知识是什么, 如何应用, 才能将这些知识传授给学生。

1.3 教师对化学学习情境的掌握

教师对化学学习情境的掌握, 即教师在教授化学知识时, 对化学情境的引导和创造。化学学习情境能够有效地提高学生学习化学的效率, 对提高教师的执教效率有很大的帮助。学习情境的创造需要教师开动自己的思维和学生共同开创。

1.4 教师对学生学习特征的掌握

教师对学生学习特征的掌握即教师对学生具体学习情况的掌握, 包括当前学生正在学习的化学知识点的理解和接受程度, 学生对已经学习过的化学知识的记忆和运用能力, 学生对未来学习的化学知识的期望和接受心理。只有掌握好这三点, 教师对学生的学习特征才能有所了解, 并且及时掌控学生学习的情况, 根据学生来做好对化学知识的教学。教师对学生学习特征的掌握, 对教师的知识教学, 有着质量型的帮助和提升。

2 化学教师PCK的构建

PCK的构建不是一朝一夕就能完成的事情, 需要教师大量的学习和锻炼, 只有积累了足够的经验和知识, 才能逐步构建属于教师自己的PCK结构。

2.1 提升对化学科目的理解水平, 扩大化学知识库

化学教师对所在学科知识的掌握, 是教师构建自己的PCK的基础, 而且教师对化学知识的理解也在一定程度上制约着化学教师PCK的不断发展。尤其是当前新课程改革如浪如潮, 不可阻挡, 化学教师更应该积极提升自己对化学知识的掌握和理解, 不断扩充自己的化学知识库, 熟悉新课改之下化学课程的标准和化学教科书的编排组织形式及其之间的关系等, 从而不断发展壮大自己的化学课程知识。

2.2 时刻关注学生对化学知识的理解和掌握, 帮助学生提高学习能力

在化学的实际教学过程中, 教师应该清晰明确地知道学生对化学知识的掌握程度, 清晰地了解学生已经有的知识水平、兴趣爱好、性格特征, 观察学生在学习化学时用到的学习方法。只有这样, 才能根据学生的情况, 教授适合学生学习的化学知识, 根据学生的兴趣特征, 开发学生感兴趣的化学学习情境, 激发学生学习化学的兴趣。应该认真分析并且明确指定教材内容中化学课程的目标, 循序渐进地分级实现, 使学生认识到化学科学、理解化学科学、热爱化学科学。

2.3 加强教师与教师之间的学习交流, 丰富教师的教学经验

化学教师PCK的构建和其教学实践经验息息相关, 越是经验丰富的教师的PCK越丰富, 而新手教师的PCK则存在不同程度、不同种类的缺陷。例如有的对教学法的掌握不够精通, 有的对化学知识的掌握不够深入等等。对于PCK构建有缺陷的教师, 应该积极组织开展教师之间的学习交流会, 参加各种专家教师的讲座, 去其他经验丰富的教师课堂上听课, 学习先进教师的教学经验。通过不断的学习和对比, 发现自己PCK构建中的缺陷并且积极努力修缮和改正。

2.4 开展化学教学研究, 促进教师的专业化发展

新时代的教师应该全面发展, 即会教书育人, 也会学科钻研。教师的教学研究是自己的理论精华、教学经验和实践能力的综合, 积极开展教学研究能够帮助教师提高对自身的认识水平, 对学科的理论修养和对教学的实践能力。教师应该对每天的教学过程进行反思和记录, 对班级管理不断地探索和钻研, 从多方面多角度开展教学研究, 从而促进自身的专业化发展。

3 结语

教师的PCK是在教学过程中和业务学习中不断构建、不断成熟的, 需要教师不断地丰富自己的知识库存, 通过学习和实践来锻炼自己的教学能力。十年育树, 百年育人。学生的成长是一个循序渐进的过程, 教师自身的成长也是一个不断进步的过程, 只有努力学习各种先进理论和学科知识, 才有助于教师实现自身的发展和进步。

参考文献

[1]梁永平.论化学教师的课程知识及其发展[J].化学教育, 2012 (6) :1-5.

[2]赵芹, 熊彬舟, 张文华.高中化学教师PCK结构的调查分析[J].化学教育, 2014 (7) :43-45.

结构化学课程建设的实践与思考 篇10

一、课程建设开展的主要工作

1. 适应应用型人才培养需要, 制订课程教学规范。

根据学校培养应用型人才的总体目标, 在原有结构化学教学大纲的基础上, 结合我院学生的具体情况, 重新修订了教学大纲, 更加重视理论与实践知识相结合。在教材的选择上, 根据多年来的对比教学效果, 结合地方普通院校学生的具体情况, 我们选择了潘道皑教授等编写的较为浅显易懂的《物质结构》课本作为主讲教材, 并为学生建议了其他几本教材作为参考教材[7,8,9,10]。在实际教学过程中, 要求授课教师基本按照教学大纲和授课计划执行, 但可以根据课堂学生接受情况稍做调整。授课老师每次课前要求精心准备;上课要将教材、教案、教学大纲、授课计划和学生花名册带全, 课堂教学要求教学内容完整、准确, 教学态度端正, 注重师生间的互动;每次课后布置适量作业, 教师科研室作为固定答疑地点。对于课程考核分为两部分: (1) 期末考试成绩占70%, 采取闭卷形式。 (2) 平时成绩占30%, 主要考核课堂听课和课后作业完成情况。将课后作业分为两类:一类是课本上巩固教学内容的作业, 以课本习题为主;另一类是拓展性作业, 以小论文形式为主。对于习题作业及时批改并进行讲评, 对于小论文要求学生通过查阅资料, 小组讨论, 共同合作, 以小组的形式提交论文作业, 并在课堂上由老师随机选择一名学生作为主讲进行陈述, 培养学生的团队合作精神。

2. 不断完善教学手段。

(1) 已经建立全面的多媒体教学课件, 并根据结构化学学科的新发展, 不断补充新知识。与传统的板书相比, 多媒体课件可以将文字、图片、声音等有机的结合于一体, 较为生动的展示微观粒子的空间结构。在教学过程中通过板书与多媒体教学的适当结合最大发挥各自优点, 并做到相互补充。 (2) 在试题库建设中采取购买试题库与自己制作相结合。目前本课程组已经购买了全国普通高等学校考试服务平台的结构化学试题库, 并在此基础上, 根据本校具体情况对试题库进行了补充。 (3) 建立了结构化学教学网站, 网站包括教学讲义、教学大纲、习题集、师生互动环节等内容, 作为学生课后自主学习和交流的平台。 (4) 购买和自制了部分教学道具。随着多媒体制作技术不断发展, 在许多教学过程中传统的教学道具逐渐退出了教学舞台。但是对于结构化学课程, 传统的实物教具对于学生理解抽象复杂的立体结构仍然具有重要的作用。在课堂中让学生亲自展示实物道具并进行讨论分析, 可以增进师生的互动, 提高教学效果。

3. 不断改进教学方法。

在教学方法和手段的改革方面, 在原来教授式教学方法的基础上, 增加了讨论式和研究式教学方法, 根据具体情况, 三种方法融会贯通, 具体如下: (1) 讲授式教学方法。讲授式教学方法是教学中最传统也是最基础的教学方法。在这一方法中, 我们既重视教材使用, 又注重自我学术观点的表达;既向学生讲清楚教材中的重点和难点, 又向学生介绍自己对教材相关内容的研究, 达到本于教材而又不囿于教材的教学目的, 启发学生的多向思维。 (2) 讨论式教学方法。讨论式的教学方法也是结构化学教学的重要方法, 这种方法主要运用习题范例和关键知识点的应用实例, 或者是就某一个问题展开辩论。这种教学方法, 不仅有助于师生之间、学生之间的思想交融, 在彼此观点的争议中各自受到启发, 以求举一反三的教学效果, 而且加深了学生对深奥的量子化学理论的理解。 (3) 研究式教学方法。为了训练学生运用本课程知识分析问题和解决问题的能力, 还采用了研究式的教学方法, 具体教学重点是课程小论文。这种教学方法既训练了学生收集资料的能力, 又培养了学生相互之间的协作能力, 效果很好。

4. 积极参与教学改革。

(1) 近两年来课程组成员积极参与学院教学改革工作。课程组成员主持市级教改课题一项、校级教改课题一项。另外课程组成员还参与省级教改课题三项、市级教改项目一项以及校教改课题五项。 (2) 在教学过程中, 注重双语教学, 对于首次出现的专业术语, 都给出中英文对照。 (3) 近两年除发表3篇关于结构化学课程建设的教改论文外, 还发表其他教改论文4篇。

5. 优化师资队伍, 努力提升教学质量。

结构化学课程组现有教师四人, 都具有博士学历, 其中教授两人, 副教授一人, 讲师一人, 做到了老中青相结合, 结构较为合理。课程组定期开展教研活动, 讨论教学与科研中出现的一些新现象、新问题, 以科研进一步带动教学水平的提高。现在高校教师科研压力很大, 尤其对于年轻教师, 没有科研成果基本不可能晋升职称, 所以需要正确对待教学与科研的关系。对于青年教师的培养, 除了教学上给予指导外, 也非常重视师德培养, 努力做到两者齐头并进、相互促进, 而不是厚此薄彼。

三、课程建设效果

本课程组先后有两名教师分别获得浙江省第三届和第四届“教坛新秀”, 一位教师被评为绍兴文理学院2009年度示范课教师, 一位教师获得2008年度院青年教师说课比赛一等奖。撰写教改论文7篇, 主持相关教改课题2项, 课程组主要成员近三年来教学业绩测评都为A。该课程于2008年被列为校级重点课程后, 2010年结题后又被进一步批准为优秀课程。

四、教学中存在的问题

在长期坚持不懈的教学过程中, 结构化学课程建设在教学内容、教学方法、教学手段以及学生创新能力培养等方面都取得了一定成绩。但是不容忽视的是, 仍然存在一定问题, 主要有以下几点: (1) 结构化学作为一门非常抽象的理论课, 学生学习起来有一定难度, 在部分学生中存在课程难学, 学了也没什么用的不正确心态, 直接影响到学习效果。这是结构化学课程教学中一个一直存在的也最难解决的问题。 (2) 教学网站功能需要进一步完善和提高, 在线交流需要进一步加强。尽管已经开通了教学网站, 但是学生业余时间利用教学网站学习和交流还是比较少, 需要进一步培养学生自主学习的兴趣。 (3) 面对学校培养应用型人才的目标, 如何将理论课更好的和实际应用结合起来, 还值得进一步探索。 (4) 在本科教学改革中, 由于人才培养方案对学分的严格限制, 结构化学课程学时数有所减少, 在较少的学时内, 如何将最重要的知识传授给学生需要教研组全体老师进一步认真总结和思考。

十年树木, 百年树人, 教学工作永无止境。只有不断地适应社会发展需要, 做到以学生为本, 才能更好地提升教学质量, 培养对社会真正有用的人才。

参考文献

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[2]孙巧珍.关于结构化学教学改革的实践体会[J].考试周刊, 2011, (18) :27-28.

[3]彭鹏, 柴春霞.高等师范院校结构化学课程的难点探析[J].周口师范学院学报, 2010, 27 (3) :75-77.

[4]陈光巨, 李宗和.教与学的思考和实践——关于结构化学教学方法的改革[J].大学化学, 1998, 13 (5) :15-17.

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[6]王卫东.结构化学课程的建设与研究[J].湖北师范学院学报 (自然科学版) , 2009, 29 (2) :105-112.

[7]潘道皑, 赵成大.郑载兴编著的物质结构 (第2版) [M].北京:高等教育出版社, 2004.

[8]周公度, 段连运.结构化学基础 (第3版) [M].北京:北京大学出版社, 2005.

[9]李炳瑞.结构化学 (第一版) [M].北京:高等教育出版社, 2004.

分析高中化学知识结构化策略 篇11

关键词： 高中化学 知识结构化 优化策略

在传统的高中化学教学中，对化学知识的教学大多基于教材内容的事实性、具体性的知识的教学，对于知识间的关系、结构化没有给予足够重视，也就是不重视化学知识结构化的教学。这就不利于学生知识结构体系的建立，形成系统的体系，在考试中做到举一反三，融会贯通，这也是化学知识结构化教学策略的目的之一。在新课改背景下，高中化学教材也进行了一些改变，教材中的知识更加注重章节之间的结构性，因此在教学中就要突出这个特点，进行知识结构化教学。下面就具体的高中化学知识结构化策略进行分析。

一、深入理解知识结构化教学的策略，注重结合化学教材中的知识体系进行教学。

（一）知识结构化教学策略的内涵理解。

在实施高中化学知识结构化教学策略之前，就要先对其内涵进行深入了解。顾名思义，所谓知识结构化教学是一种在教学过程中注重把知识间的联系、层次等通过研究、归纳、总结后形成完整的知识体系或者系统的教学策略。知识结构化教学在各科的教学中都要运用到，尤其是对于高中化学来说，化学知识比较容易混乱，如果没有形成一定的知识系统，则往往不利于加深记忆。比如说在化学反应物中有许多化学性质相同的物质，碱性氧化物：跟酸反应生成盐和水的氧化物。CaO，Na■O，MgO，Fe■O■，CuO；酸性氧化物：跟碱反应生成盐和水的氧化物CO■，SO■，SO■。这种类型的都是需要进行一定总结的知识点。

（二）要注重结合化学教材中的知识体系进行教学。

高中化学新版教材越来越注重知识间的联系，越来越有意识、有目的地进行知识结构的教学，这也是新版教材的特点与要求。例如高中化学教材中每一章节的后面都有一部分归纳与整理板块，其目的就是促进知识结构化教学。此外，教材中的知识内容在前后、知识点间也是有联系的，比如高中化学第一册第二章第一节讲到了化学物质及其分类，而在第二册第一章物质结构中也会运用到前面的知识点，这两章的内容是有关联的，在教学过程中，教师就要有效地帮助学生回顾复习前面的知识，并在学完这一章节后，再与之前学过的知识进行总结归纳，形成知识结构体系。譬如在教学离子共存知识的时候，离子间产生沉淀是离子不共存的原因之一，教师就可以对沉淀的物质进行总结如：Mg（OH）■，Al（OH）■，CaCO■，BaCO■，Ag■CO■。

二、实施高中化学知识结构化策略的关键是提高学生归纳总结的能力与水平。

（一）学生的总结归纳能力水平与化学知识结构化策略实施的关系。

高中化学知识结构化的建立是需要一定的归纳总结能力的，只有提高学生的总结归纳能力水平，才能更好地实施化学知识结构化策略，这就是学生的总结归纳能力水平与化学知识结构化策略实施的关系。要实现化学知识的结构化，关键是要学生自主进行总结归纳，只有自己建立起来的知识结构体系，才会是印象最为深刻与最为熟悉的，在具体运用中，也才会得心应手。相反，如果单纯依靠老师建立起知识结构模型，或者一些教辅资料、参考书上的建好的知识结构体系，那么学生会很难理解其中涵义，即使理解了，对于有些知识点的补充，没有经过自己的亲身体验，也不会有深入认识。

（二）提高学生的总结归纳能力水平的具体方法途径。

学生的总结归纳能力的形成不是一蹴而就的，而是要有一个提高过程。在具体的方法途径上，可以先从小的一些知识结构的建立做起，比如每学完一章的高中化学的知识内容，就建立一个自己的知识结构体系。同时，在课堂教学中，教师一定要认识到提高学生总结归纳能力的重要性，要有意识、有目的性地进行学生总结归纳能力的培养。如在课堂的问题提问中，先以一个有几种解法的化学计算题让学生解答，当几个学生用不同的解法解出来后，教师或者再让学生自己对这道题的解题进行总结，寻找这几种解法背后的一些共同点，并记忆下来。通过这样的形式，在潜移默化中提高学生的化学总结归纳能力。

三、进行化学知识结构化教学要注重教师课堂上板书内容结构化的作用。

教师对于学生知识结构化的建立起到至关重要的作用，并且这种引导往往体现在教室课堂的板书上。充分发挥化学课堂上板书内容结构化的作用，这也是容易被忽视的。教师在黑板上的板书，除了一些详细的辅助讲解性内容，就是本节课的主要结构脉络，并且课堂上学生做到笔记也主要是依靠教师的这个板书进行，在学生自主进行知识结构的总结归纳中，也是在板书的基础之上的，可见其影响之大。所以教师就要有意识地做好板书内容的结构化，例如在学完了一章的知识内容后，就要在黑板上板书整章的比较大的方面的知识点，并形成一个网络结构，让学生与自己的进行对照。

四、要引导学生在平时的化学学习过程中对已经形成的一定的教学结构进行更新补充。

及时地更新与补充已经建立起的化学知识结构是知识结构化教学的固有要求。只有积极地进行更新与补充，才会越学越容易理解知识间的结构关系，理清知识之间的联系，从而更好地掌握知识点。在学生平时的课堂听课、课外课后练习及考试中的一些试题，只要有新的发现，新的知识点，都可以补充进自己建立起的化学知识结构中。例如在考试中出现了一种新的解题方法，而这种方法是自己之前没有见过的，也没有记录过的，那么这就需要把这种新方法整理记录下来，下次不仅在这种题型中可以运用，还可以拓展到其他题型。随着新课程的改革，高考也在试题方面进行了一些相应改革，考试的题型更加灵活，只有在平时养成归纳补充的习惯，在高考化学考试中才会占有很大优势。

参考文献：

[1]李晓慧，刘克文，谷俊井.浅谈化学知识结构与化学认知结构[J].中国科教创新导刊，2010（02）.

[2]章荣飞.加强定理教学完善认知结构[J].湖州师范学院学报，2001（01）.

[3]沈艳.课堂教学中构建认知结构的思考[J].新职教，2000（05）.

初中学生化学观察能力的结构构建 篇12

一、初中学生化学观察能力的结构

初中学生化学观察能力的结构一般是以观察的内容、观察的方法以及观察的品质三个方面为基础, 从而实现对化学的全面观察。通常, 学生观察的内容包含化学理论、化学实验、化学模型以及化学符号等;观察的方法主要包含对化学物质的全面观察、重点观察、顺序观察以及对比观察, 并且在观察的过程中还涉及对观察结果的总结、归纳、判断等;而观察的品质是对学生观察能力的一个评判, 其中包含对学生思维的灵活性、敏捷性、创新性的评价。对化学物质进行观察的过程中, 观察内容、观察方法以及观察的品质三者之间是有机联系的统一体。其中观察的方法是在观察内容的基础上产生的, 观察品质是对方法的一种检验与评价, 并且也是初中化学教学过程中对学生观察能力的评判标准。

二、初中学生化学观察能力的结构构建措施

1.集中精力, 认真观察

初中化学学习过程中, 学生必须要仔细观察。特别是在化学实验中, 学生必须要集中精力, 对实验进行全面的观察, 因为有些化学反应不够明显或是反应的现象很快会消失, 因此学生必须要认真观察。例如, 学生在做铁丝燃烧的实验时, 当铁与空气中的氧气结合, 会发出大量的火花, 并且还有黑色的固体生成, 这是两个重要的现象, 如果学生不能够认真观察, 就很难发现黑色细小的固体。此外, 在对化学实验进行观察时, 不仅用眼睛看, 而且还要动手操作、用耳朵去听、用鼻子去闻。实际上观察是一个全方位的学习过程。例如, 学生在做硫燃烧的实验时, 可以闻到有一种刺激性的气体产生, 也就是SO2。并且学生可以通过用手触摸小烧杯, 有一种灼热的感觉, 因而学生可以判断硫在燃烧的时候会释放出热量, 这些都是无法用眼睛观察到的。因此, 学生在化学学习的过程中, 必须要集中精力, 认真观察, 要知道实验中即使是再细微的物体都有可能成为化学史上的新发现。

2.要有目的、按顺序地去观察

在初中化学教学过程中, 特别是在实验教学的过程中, 教师应当强调学生在实验中的观察对象以及观察的顺序。这样不仅有助于提高教学效果, 而且也加强了学生观察能力的培养。例如, 在加热高锰酸钾制取氧气的化学实验中, 学生要有目的、有顺序地对实验进行观察。首先, 学生要仔细观察高锰酸钾的颜色, 保证能够进行实验;其次, 要认真观察高锰酸钾在受热时所发生的变化;再次, 用向上排气法收集氧气时, 用一根带火星的木条, 放在集气瓶口, 观察会发生什么现象;最后, 当加入MnO2 后, 再将带有火星的木条放入试管口处, 然后观察会发生什么现象。通过实验, 指导学生对观察到的现象进行分析, 从而使学生明白MnO2的作用, 这样不仅提高了学生的学习效率, 而且也提高了学生的观察能力。

3.将观察与思考相结合, 提高学生的观察能力

在化学实验中, 学生不仅要会观察反应的现象, 还要能通过现象看到本质。通常在观察化学实验时, 要将观察与思考结合起来, 这样才能优化观察能力的结构, 提高观察的效果。首先, 在观察的过程中, 要将化学物质的属性同实验现象相结合。学生在做分解的实验时, 可以看到试管口处有少量的液滴, 学生可以联想到可能是水;观察到粉红色的铜变成黑色时, 可以判断有氧化铜生成;当观察到反应所生成的气体将石灰水弄浑浊时, 猜想有可能是CO2。然后学生在教师的指导下写出化学方程式:可见, 通过将思考与观察相结合, 不仅加深了学生对化学知识的理解, 而且提高了学生的观察能力。其次, 在实验的过程中, 学生应当认真、仔细观察, 并且应注意对一些异常的现象进行思考。例如, 根据课本的内容, NaOH溶液与稀盐酸发生中和反应时, 可以生成H2O和NaCl, 但是当学生在做实验时却发现有少量的气泡产生。对于这一异常的现象, 学生可以在教师的引导下进行思考, 学生通过分析得出, NaOH易吸收空气中的CO2变质生成Na2CO3, 导致与稀盐酸反应时产生少量CO2气体。因此, 学生在化学学习的过程中, 要善于观察、仔细观察, 只有观察才能发现问题, 然后通过分析与探究, 找到解决问题的方法。