专题二：化学键相关概念的学科及教学研讨——抽象概念的形象化.doc

高中化学远程研修专题五物质结构与性质专题二:化学键相关概念的学科及教学研讨主持人:山西省太原市第五中学齐红涛老师嘉宾:教育部高中化学课程标准研制组组长北京师范大学化学教育研究所所长王磊教授北京师范大学化学学院李奇教授山东省淄博市教学研究室董军老师山东省淄博市十一中学于华老师1、引入主题:主持人:上一专题我们和大家针对原子结构相关概念的学科问题和教学问题进行了相关探讨,提出了对原子结构的一些科学认识,明确了一些核心策略。那么在原子结构的量子力学的基础上,怎么明确微粒是怎么构成物质的呢?这是这一节将要讨论的问题。2、明确核心认识主持人:在我们和老师们交谈的过程中呢,了解到化学键及其相关的教学过程中面临的问题主要有两方面。一个是对科学概念本身认识不是很清楚,觉得自己把握不够,比如问到什么是共价键,共价键究竟是不是电子云的重叠,问到这些问题时会有一些不确定的认识,不把握的认识。第二,这部分内容涉及的一些问题比较抽象,那么在进行这些教学的环节中如何将这些抽象的问题具体化来降低理解的难度下面我们就抓一些概念,结合这些概念,包括:共价键、离子键、配位键、分子构型、杂化轨道理论等等。结合这些概念,对这些概念本身应该怎样理解,在教学中应该如何处理来进行讨论。这个专题讨论分为四个块,首先是对共价键进行讨论;然后是离子键、共价键、配位键这三者之间的关系;第三个问题我们将紧抓分子构型,杂化轨道理论。第四个问题我们将要来谈谈分子轨道理论。那么首先我们来看化学键的相关问题。说到化学键呢,我们首先来问问一线的老师----于华老师,您在教学过程中对化学键这部分内容,比如化学键的本质、分类这些方面是如何展开教学的呢?于华:我们发现物质结构模块确实理论性非常强,而且概念非常抽象,而且相对应的层次就会相对比较高,对于我们一线教师来讲确实感觉比较难教。但是回到现实呢,我们发现高考是我们老师和学生必须面对的一个问题,所以考试大纲和考试说明是老师们教和学生们学的根本依据,也就是我们所说的“依考订教”。而在考试大纲和考试说明中对该部分要求比较低,学生要掌握的知识点相对集中,而且需要掌握的知识点较少。所以为了达到这样的目的,教师教授的层次比较低,只是涉及到考纲中的一些概念,让学生通过记忆、背诵掌握即可。再通过相关题型的训练,那么就可以达到应用的目的了。比如以共价键的学****为例,共价键的学****在必修模块已经有了初步的认识。共价键就是通过共用电子对形成的化学键,而离子键呢,是阴阳离子通过静电作用形成的化学键。所以到选修模块呢,我们在共价键概念的教学上并没有更加的延伸,只是借助于在第一章部分学****的原子轨道的知识,让学生通过电子云得重叠方式,比如头碰头、肩并肩来对共价键进行区分,至于是不是通过能量是否降低来形成共价键的本质没有进行揭示。这样呢,学生确实接受起来比较容易,但并不符合学生认知规律,所以还想待会请教专家如何在教学中实施。主持人:现代教学层次,我们也找学生问过相关问题。学生往往是具体描述,比如:形成共用电子对的电子总在两个原子的原子核之间运动,不会跑到某个原子的一侧去。他们可能是想到电子式,觉得那两个电子就是定在那两个核之间,因为两个原子核之间存在一定的作用。如果形成原子核的电子跑到原子的另一侧,就相当于原子间的作用不存在了,所以他认为是不可能的,这是学生的已有认识。还有学生他这样想,形成共价键的原子的电子云彼此是重叠的。他认为这个原子和那个原子电子云重叠,因为中间的几率密度大,所以中间的颜色比较深,然后旁边的颜色会比较浅,那么这也是学生的一种认识。那么带着这些问题,这些困惑,这些认识,我们来请教一下李奇教授,请您来谈谈共价键到底是怎样一种作用,我们形成的怎样一种认识才是准确的认识呢。3、什么是化学键李奇:这个确实在教学过程中,不仅在中学,在大学本科生刚刚接触这些东西时也存在问题。其实对于共价键,我们觉得让学生理解应该从更高的角度去理解,不能把电子看成在固定的轨道中运行。刚才主持人也提到,大家对几率密度已经有一定的认识,但是真正到实际的问题当中以后,它就会迷惑几率密度到底是什么问题,中间几率密度大到底是个什么概念,具体到一个物理模型上去,往往容易把这个想象成电子云的重叠,它就像这个地方比较厚一些。电子密度、几率密度的概念,实际上是指它在运行过程中在某个地区出现的几率的大小。这个同时应该可以解决刚才提到的两个疑问。那两个电子是不是就是局限在这样的两个核之间,电子如果跑到键的外侧去了,那么就会消弱了这个键,实际上它是在一定的时间之内可以在键外出现。就是最终我们看到的电子云密度图它是指在两核之间出现的密度较大,就是指在两核间出现的机会较大。不能说某一瞬间,这个电子出去了,那就怎么了。实际上也不是固定在某个电子上,也就是在这个两核间出现的几率大,而不是说必须两个电子守在这儿。王磊:我觉