化学键知识的教学对策

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摘要：根据化学键知识的特点和影响化学键知识学习的因素，在强化知识、过程与方法的教学层面上提出了相应的教学对策，突破化学键知识的教学难点，以提高教学质量，对学生学习与之相关的基本概念与理论具有一定的促进作用。

关键词：化学键；教学过程；教学对策；提高教学质量

在化学学科中，基本概念与理论是化学知识体系中的重要内容，它贯穿于化学教学的始终。考察现有不同版本的高中化学教科书，化学键的相关内容在高中化学中尤为重要。但是，化学键知识概念多，理论性强，学生感到抽象难懂，学习起来困难，有畏惧情绪。而教师教学时往往表现为一种静态的描述，缺乏以化学键知识特点为主线的微观与宏观相结合的教学对策。在教学中有些化学教师也更多关注于内容的机械传授，而忽略了教学方法的灵活运用，教学呆板而枯燥，效果不佳。本文依据化学键知识特点和影响化学键知识学习的因素(学生的空间想象能力、化学抽象思维能力、学生原有的认知结构、教师的教学方法以及厌学情绪造成对化学科目的学习态度等)，在加强知识、过程与方法的教学层面上提出了相应的教学对策，突破化学键知识的学习难点，有效地进行教学。

1　借助化学键的化学史，引领学生认识化学键的发展历程

人们对化学键的认识经历了一个漫长的过程，直到1897年汤姆逊(J.J.Thomson)发现电子后，人们才致力于研究化学键的电子理论。最著名的是路易斯(G.N.Leiwis)、郎缪尔(I.Langmuir)和柯塞尔(W.Kossel)的工作，建立了化学键的八隅体模型(如图1所示)，人们最初正是从八隅体来认识化学键的。

在1916年，路易斯又提出了共用电子对理论，这个理论指出了化学键的本质，但仍不能说明原子之间的结合能的存在，不能解释化学键即共价键的饱和性与方向性。到了1923年，玻尔(N.Bohr)提出了原子动态模型。1927年，薛定谔(E~Schrodinger)、海特勒(W.H.Heitler)和伦敦(EW.London)用量子力学的观点解释了化学键的本质是电性力的作用。在此基础上，逐渐发展起来两个分支理论，其中一个是南斯莱特(J.C.Slater)和鲍林(L.C.Pauling)发展的价键理论，这个理论对化学特别是对配合物的发展起了很大的作用，鲍林为此获得诺贝尔化学奖。另一个是1931年密立根(R.S.Millikan)提出了分子轨道理论。

学生了解化学键发展史，明白化学键发展的漫长且不平常历程，对化学家敬佩之隋油然而生，同时探究化学键知识的欲望顿生，这为接下来学习化学键知识创造良好的前提条件。

2　借助实验事实，引导学生自我构建化学键概念

化学键所包含的知识点有化学键、共价键、离子键、金属键及其形成过程、电子式、结构式、化学反应的本质等，化学键知识概念多，理论性强，抽象难懂。据统计，在历年高考中与此相关的试题失分率较高，如何有效地组织教学，突破该部分的学习难点，这是教学中必须重视的问题。

如果教师直接将化学键知识传授给学生，那么，学生根本不可能理解化学键的形成过程及本质特征，达不到良好的教学效果。为此，教师可以让学生通过对一些实验事实的分析，形成化学键概念。

例如，水在电解条件下或至少加热到2000℃左右才能产生H2和O2，在常压条件下加热水达到100℃即可，使其转变为水蒸气。由实验现象分析回答下列问题：(1)水在电解或高温条件下，分解产生H2和O2，破坏的是什么作用力?液态水和气态水中分别存在什么类型的作用力?(2水转变为水蒸气，破坏的是什么作用力?(3)上述两种作用力是否相同?

经过对实验事实的分析，学生自然会想到水分解产生H2和O2，需要破坏水分子中强烈的相互作用力，而这种作用力肯定存在于水分子中相邻的H与O之间；液态水转变为水蒸气，需克服的作用力较弱，比水中相邻的H与O之间的作用力弱得多，证明这是两种不同类型的作用力。既然是不同类型的作用力，一定存在于不同的微粒之间。通过实验分析和教师引导，学生能理解化学反应的本质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程，与非直接相邻的原子之间的相互作用即范德华力、氢键相比，要强烈得多；而分子间作用力或氢键只是分子与分子之间的作用力，强度很弱，破坏它对分子组成没有影响，只改变分子间的距离。这样，学生完成了自我认识和构建化学键概念的过程，达到了良好的教学效果。

3　利用概念固定点，促进概念同化

概念固定点就是在学生的认知结构中对新知识起固定作用的概念。概念固定点的多少与清晰度直接影响新概念的学习与同化。在该部分知识学习中，化学键(属概念)与离子键、共价键、金属键(种概念)同时学习；在学生的认知结构中这些概念的固定点少，造成学习的困难。因此，必须首先解决固定点的问题。在教学中，笔者以“键”、“化合价”为概念固定点，收到了较好的效果，具体做法是：

(1)从“键”着手，形成认知结构

从概念的字面分析，在化学键中，“化学”为限定词，“键”为中心词。因此理解化学键，要点在“键”。那么，“键”是什么意思呢?现代汉语词典这样解释：“使轴与齿轮、皮带轮等连结并固定在一起的零件。”“插门的金属棍子。”(古称销钉)从中得知：“键”的作用是连接物体，使之合而为一。在化学中，就借用“键”的这种作用来形象描述原子形成分子时的相邻原子之间强烈的相互作用(引力和斥力)。形成如下认知结构：

(2)与化合价联系，完成概念同化

从辞格上看，化合价与化学键都是借用生活中人们熟悉的概念(价格与销钉)来形象说明化学规律，同为借喻。从学科角度看，化合价与化学键都是原子形成分子时所表现出来的化学屙I生：化合价表示原子得失电子或参与形成共用电子对的电子的多少，只有在成键的时候才能表现具体的化合价(单质的元素化合价为O)；化学键表示分子中相邻原子之间强烈的相互作用力的大小，而且强弱与原子或离子半径的大小、原子得失电子、共用电子对的多少有关。因此，在学习中，采用比较法，建立化学键与化合价之间的联系，可以顺利完成概念同化。

(3)探究概念的名称原由及有关电子式书写要求

对于化学键要理解“键”的含义与本质。“键”在此处可引伸为微粒间的相互作用。显然，学习中从“键”字人手，能够揭开概念的神秘外表，对学生理解化学键的强烈相互作用也有帮助。如离子键的得名应与成键的粒子是阴、阳离子有关，共价键的得名与原子间通过共用电子对形成有关，金属键得名也显然与金属阳离子、自由电子形成化学键有关。至于非极性键和极性键，要把握“极”字之意，提示学生联想地球南北极中的极字，

“极”作极端、偏向理解，再结合共用电子对在成键原子间的偏向(离)情况，判断成键的原子是否显电性，非极性键和极性键的得名也就一目了然了。

在教学中，我很重视电子式的书写，这是学生掌握化学键知识的关键。用电子式书写离子化合物使用方括号和离子符号，而共价化合物没有；表示离子化合物和共价化合物的形成时，后者使用了弧形箭头，而前者没有。

4　借助直观教学手段，培养学生的空间想象能力

空间想象能力对学生学习化学键知识具有很大的影响。这就要求教师在化学键知识的教学中，注重培养学生对客观事物的空间形式(形状、结构及位置关系等)进行观察、分析、抽象、概括，在头脑中形成反映客观事物的形象和图形，正确判断空间元素之间的位置关系和度量关系的能力。为了使抽象的内容直观化，教师可以采用自由装配的有关化学键模型、图形或利用多媒体演示三维动画等手段进行教学，培养学生的空间想象能力。

例如，我在讲共价键形成分子的空间结构时，向学生展示自己装配的CO2、NH3、H2O、CH4、C2H5OH、C6H6等分子球棍模型和NaCI、金刚石、CsCl等物质结构模型，从空间立体角度帮助学生了解化学键特征与本质，收到了良好的教学效果。在认识共价键和离子键的形成过程中，可以制作H2、NH3、H2O分子和NaCl、MgCl2，等离子化合物分别形成共价键和离子键的三维动画效果，借助多媒体教学手段烘托图形的立体感，明暗(阴影)对比以及色彩对比，进一步加深对化学键的认识。另外，在用多媒体演示离子键和共价键形成的动画效果时，教师要求学生注意观察不同原子的小球在三维空间中的位置和“相互作用”关系，要注重引导学生认识离子键与共价键形成过程的不同、注意化学键中一些细微的差异。使得学生对教学内容非常感兴趣，表现积极，课堂教学效率很高。

平面结构是学习立体结构的基础，同时平面结构对学习立体结构又有负迁移的影响。在分析化学键形成的示意图及模型时，存在着从平面到空间的正逆转换，在这种转换过程中，就要利用对头脑中实物、图像对应转化，再进行对比、综合、修正，完成想象过程。同时，化学键知识又是一个理论性和逻辑性很强的知识体系，要求学生有很强的想象能力，才能不断在新旧知识之间进行迁移，最终完成对知识的积累。在学习化学键知识时，学生如果缺乏空间想象能力，就无法正确理解示意图、模型与真实的微粒之间相互作用的关系，就无法在已有知识和未知知识之间建立联系，即无法进行相关知识的迁移，因而难以接受新知识。为此，教师要帮助学生克服平面的思维定势，把学生带到三维空间中来，在三维空间中感知微粒的空间构型和微粒之间的相互作用。

有一次，我在上完“共价键的形成和类型”(苏教版・选修模块“物质的结构与性质”部分)内容后，发现一名男学生用“三角架”形象地描述位于正四面体中心的碳原子与下面的三个氢原子通过共价键(均为。键)构成的立体构型，课后在我的指导下，他顺利地用日常生活中呈球形的水果与小木棒将4个“H原子”与中心“c原子”搭建起来，完成了“cHd”分子的空间正四面体构型，足见他对化学键形成及本质的理解更加深刻了。

学生只有具备了一定的分析图形的能力，才能很好地将化学键知识中抽象的概念直观化，为此，教师应当在课堂教学中加强示范练习，展示或者让学生自己动手制作H2O、CO2、NH4、CH2等常见分子的结构模型，让学生对平面图与立体图之间的关系及相互转换有更深刻的认识，加强学生的空间立体认识，使学生能够准确、快速地辨别学习材料上呈现图形所表示的意义，增强学生对图形的理解，便于学生结合示意图、模型深入理解化学键知识。

5　借助设置问题情境，引导学生积极思维

在化学键知识的教学中，要培养学生的思维品质，首先应该调动学生的学习积极性，留给学生足够的时间去独立思考，让学生运用自己头脑中已有的知识去发现问题、分析问题、解决问题。为此，教师要善于创设问题情境，通过实验、观察、阅读教材等途径引导学生发现和提出问题，以问题为中心组织教学，将新知识置于问题情境中，使获得知识的过程成为学生主动提出问题、分析问题和解决问题的过程。问题情境应当是学生自己觉察到的一种“有目的但不知如何达到”的心理困境，并不是任何情境都能使学生产生心理困境，都能成为问题情境，非常熟悉或者完全陌生的事物都不能有效地激发学生的思维活动，不能构成问题情境。只有那些难易适度、有助于学生形成“心求通而未通”的认知冲突的问题或事物，才是构成问题情境的最佳素材，才能激发学生积极思维的学习动机。

在设置问题情境时，可以从以下方面人手，如与学生的经验或认知相矛盾的问题、与实验事实不符的问题、对学生来说似是而非的问题等等。例如，在学习离子键的时候，教师首先要给学生演示“钠与氯气反应”这一实验，通过观察实验现象及回忆已有的知识，学生会产生氯化钠是怎样形成的问题。此时，学生脑中已经有了原子、离子、分子的概念，也掌握了原子的结构，他们就会很自然地从钠原子、氯原子的结构示意图人手来思考，用最外层电子的得失来分析氯化钠的形成过程。这样的问题情境，是沿着学生的认识顺序去引导学生自己获取知识，有利于发展学生的思维，而不是教师讲授、学生记忆的机械认识事物的过程。

以上仅介绍了几种行之有效的化学键知识的教学对策。在化学键知识的教学中，如果我们实施了正确有效的教学对策，不仅能提高化学键知识的教学质量，同时也必将对学生今后学习与之相关的其他化学基本概念与理论产生一定的影响。