“化学键”概念的教学设计及反思

“化学键”概念的教学设计及反思黄旭娇（浙江省宁波市北仑区泰河中学北仑315800）摘要化学键是高中化学教学中一个相对抽象、较难理解的基本概念。传统的教学一般从氯化钠和氯化氢的形成过程来分别引出离子键和共价键概念，两种化学键的教学相对分离。笔者在“化学键”教学的实践中，将离子键与共价键的教学进行了整合设计，将两者的概念置于同一课时进行，以原子间进行拔河比赛争夺电子对的比喻方式教学，将两种化学键的形成本质串联在一起并且具象化。笔者也反思了在教学过程中出现的与预期不相符的学习情况，分析问题的症结所在，认识到了整合教材内容、进行整体教学设计的重要意义。关键词化学键教学设计概念教学共价键离子键一、分析教材“化学键”内容选自苏教版《必修2》专题1第二单元“微粒之间的相互作用力”。专题从原子核外电子排布为切入点，介绍了元素周期律，引入到微粒间的相互作用，最终从微观结构层次上认识物质的多样性。化学键是十分重要且抽象的化学概念，对发展和完善学生的微粒观具有重要意义。深刻认识微粒间存在的相互作用力，可以帮助学生从微观上认识原子是怎样构成物质的，进而更深刻地从化学键的角度理解认识化学反应的实质。《普通高中化学新课程标准》和《浙江省学科指导意见（2014版）》要求，关于该相关课时，学生通过新课学习，知道化学键的含义，掌握离子键、共价键的概念和成因，知道离子化合物、共价化合物的概念。基于这样的教学要求，设定本节课的三维目标为：理解离子键、共价键的形成过程，理解离子键的本质阴阳离子的静电作用，共价键的本质是原子间共用电子对，初步认识电子式。能在模型演示中体会电子对得失或者偏向的过程，理解元素的金属性、非金属性与得失电子难易程的关系，提高对抽象概念学习的兴趣。二、设计意图化学键是研究物质微观结构的基础和前提。在化学键的教学中，化学键的概念、离子键和共价键的概念以及形成过程是教学重点，电子式是帮助学生直观认识离子键和共价键形成的手段，离子化合物和共价化合物是化学键概念的延伸，通过分析化学键来认识化学反应的本质是化学键的应用。在实际教学中，化学概念由于其自身的抽象性成为了教学的一个难点，传统教学方法相对生硬，教师一般将化学键中的离子键、共价键的教学分为两课时进行，且多数以电子式的书写规范为侧重点，而化学键概念的教学通常通过人为总结归纳，随之不断记忆、机械对比以及练习得到强化。笔者认为，这样做不利于学生从本质上理解从原子形成化学键的过程，不利于形成完整化学键概念，并且容易形成概念的定式思维，也容易使学生觉得枯燥难学、需记忆的知识太多，从而失去学习化学的兴趣。因此笔者考虑从学生易与接受的拔河比赛这一活动类比化学键的形成过程入手，通过直观、生动的教学方法，以问题驱动、对比教学、模型演示等方法进行教学，深化认识，帮助学生理解和应用概念。三、教学主思路在原子核外电子排布的知识基础上，学生已经熟知原子最外层电子在达到饱和时有稳定的状态，如稀有气体。而绝大多数原子最外层并未达到饱和状态，也就意味着有发生化学反应来使最外层电子达到饱和的趋势，形成较为稳定的状态。前期关于元素周期律中元素氧化性、还原性的知识基础对本节课争夺电子的理解有辅助作用。这一课时笔者设计从复习最外层电子的排布规律为切入点，以化学键的概念教学的落实为重点，以原子之间电子对的争夺赛为情景主线，分别探讨“力量悬殊”的两种原子争夺电子对与“旗鼓相当”的原子之间争夺电子对的差异性来认识离子键与共价键。在本节课的教学中，重点突破以下四点：①初步书写原子的电子式；②原子为达到8电子（氢为2电子）稳定结构，可以实现的方式（得失或共用电子）；③不同元素的金属性、非金属性与其争夺电子对的能力、形成何种类型的化学键之间的联系；④从微观结构看化学反应的本质。四、教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课图片展示生活中的“粘合剂”：胶水粘纸、水泥砌墙。提问：化学世界中，元素只有一百多种，而物质千万种。是什么“粘合剂”将微粒“粘合”在一起形成物质呢？思考，讨论。联系宏观实际，引发学生对微粒间的“粘合力”的思考和兴趣。电子式的初步认识原子是形成物质的一种微粒。提问：原子中决定化学性质的是什么？点拨：原子在化学反应中，实质变化的是最外层的电子，所以可以以一种新的化学形式表示原子的最外层电子数——电子式讲解电子式：以·或×表示最外层电子数的式子练习：书写1-7，11-17号元素原子的电子式。提问：这些原子最外层是否达到稳定状态？若不稳定，如何能趋向于稳定？回答：决定化学性质的是最外层电子数。学习电子式的概念及前18号元素原子电子式的书写。回答：最外层未达到稳定结构，有得失电子趋于稳定的倾向。回顾原子的最外层电子数，最外层电子数决定化学性质。进一步认识结构决定性质。回顾原子最外层未达到8电子（氢为2电子）时不稳定，有通过得失电子形成稳定状态的趋势。离子键概念的形成请学生以电子磁片模型演示钠原子、氯原子的最外层电子。钠原子最外层有1个电子，氯原子最外层有7个电子，他们的状态稳定吗？若不稳定，大家想想办法，如何让他们都能达到稳定？（模拟拔河）用小磁片表示出两种原子的电子式。将钠原子和氯原子的电子对放置于两者中间，做拔河争夺电子对的状态。提问1：钠原子和氯原子，谁争夺电子的力量更为强大？为什么？提问2：失去电子或者得到电子的能力强弱与元素的哪些因素相关？提问3：钠原子能放手将电子对拱手相让给氯原子吗？为什么？点拨：原子得失电子的能力与金属性、非金属性相关。金属性越强，在反应中原子更容易失去电子，非金属性越强，在反应中更容易得到电子。提问4：氯原子渴望得到对方的一个电子达到稳定，钠原子也愿意失去最外层一个电子实现自身的稳定，如何处理这对电子对可以让他们都实现稳定的心愿吗？提问5：在这场电子对争夺赛中，钠原子与氯原子的争夺电子的力量大小悬殊，电子对完全被氯原子夺得。请问，赛后，钠原子、氯原子各自变成了哪种微粒？形成了什么物质？提问6：在氯化钠固体中，有大量的氯离子和钠离子，在微观上，他们是通过怎样的作用力结合成物质的呢？提问7：钠离子和氯离子之间只有阴、阳离子的静电引力吗？是否还有其他的作用力？点拨：氯化钠是由大量的钠离子、氯离子通过静电作用结合在一起的。静电作用不仅是阴、阳离子的静电引力，还存在电子与电子间、核与核之间的斥力，电子与核之间的引力等。这阴、阳离子间的强烈的相互作用称之为离子键。学生板演电子式模型，仔细观察电子模型。回答：不稳定，都不满足8电子稳定结构。钠原子失去1个电子，氯原子得到1个电子就能稳定。回答：氯原子夺电子能力强。因为氯的非金属性强。回答：得失电子能力与元素的金属性、非金属性相关。回答：钠原子会把电子让与氯原子，因为钠原子失去一个电子后也达到稳定状态。理解，消化回答：将电子对完全给氯原子。回答：分别形成了钠离子、氯离子。最终形成了氯化钠。回答：通过阴、阳离子的相互吸引结合在一起。思考，回答不一：有核与核的斥力等等学习离子键的概念。磁片模拟最外层电子，生动直观，易被学生接受。拔河争夺单子对形象生动，将抽象概念直观化，提高趣味性，降低理解难度。通过层层递进的问题探究的方式深入学习离子键的形成过程及其概念。通过共用单子对的偏向，理解共价化合物的化合价。共价键概念的形成请学生以小磁片模型演示氢原子、氯原子的电子式。（类比离子键学习）氢原子最外层只有1个电子，氯原子最外层有7个电子，他们的状态稳定吗？若不稳定，如何做能让他们能达到稳定？（模拟拔河）将氢原子和氯原子的电子对放置于两者中间，做拔河争夺电子对的状态。提问1：两者都需要对方的一个电子，那么谁的力量更为强大？提问2：为什么氯原子争夺电子对的力量强大？点拨：元素非金属性越强，吸引电子能力越强。提问3：氢原子能放手将电子对拱手相让给氯原子吗？为什么？提问4：氯原子和氢原子都渴望得到对方的一个电子达到稳定，但是又可望不可求，有什么方法可以让他们实现稳定的心愿吗？提问5：电子对偏向于谁？所以在氯化氢中，元素化合价如何？若是两个氢原子争夺电子对，电子对偏向于谁？化合价又如何？点拨：以磁片模型演示共用单子对。氢原子、氯原子最外层都满足了2电子、8电子的稳定结构。提问6：在这场电子对争夺赛中，氢原子、氯原子各自变成了哪种微粒？形成了什么物质？提问7：在微观上，氯化氢是由哪种微粒通过什么方式结合生成的？点拨：氯化氢是由氯原子、氢原子以共用电子对的形式结合在一起的。像氯化氢这样，原子间通过共用电子对的形式形成的强烈的相互作用称为共价键。学生扮板演。回答：氢原子、氯原子都不稳定，最外层没有达到稳定结构。氢原子和氯原子都需要得到1个电子才能达到稳定。回答：氯原子的力量更强。回答：氯的非金属性更强，吸引电子的能力更强。回答：不能，因为氢原子不容易失去电子。氢不是金属元素。回答：电子对放两原子中间一起用，为两者共有。回答：偏向于氯，所以氯化氢中氯为-1价。若都是氢争夺电子对，没有偏向，化合价为0。回答：氢原子、氯原子未变化。形成了氯化氢。回答：通过氯原子、氢原子的共用电子对形式结合在一起。类比离子键的方法学习共价键，提高学生迁移运用的能力。类比离子键的教学，通过层层递进的问题探究的方式深入学习共价键的形成过程及其概念。不同元素的原子就像拔河比赛中力量不一样的两队，绳子会有偏向，也就是共用电子对会产生偏向。而同种元素的原子就像拔河比赛中力量一样大的两队，绳子不会偏，也就是共用电子对不会产生偏向。通过联系共用单子对的偏向，理解共价化合物或单质的化合价。以磁片模型演示原子最外层达到稳定结构，直观生动。小结延伸离子键可以将阴、阳离子“粘合”成物质，由阴、阳离子构成的物质被称为离子化合物。原子间也可以通过共价键“粘合”成物质，所有直接相邻的原子间以共价键结合的物质称为共价化合物。初步了解离子化合物、共价化合物的概念。首尾呼应，从微观结构看“粘合”微粒的两种“粘合剂”：离子键、共价键。由化学键类型延伸学习化合物类型。课堂练习以下物质中存在那种类型的化学键？属于哪种化合物类型？1.氯化镁2.溴化钠3.水4.氨气5.氢氧化钠6.氯化铵回答：1.离子键，离子化合物2.离子键，离子化合物3.共价键，共价化合物4.共价键，共价化合物5.有离子键、共价键，离子化合物6.离子键、共价键，离子化合物巩固离子键、共价键的概念及成因，巩固离子化合物与共价化合物的概念。五、教学反思1．教学要做到重点突出、阶梯上升这一整合教材后的课时的教学重难点是离子键、共价键的成因及概念。充分理解两种化学键的概念是后续判断化合物类型、书写常见物质电子式的基础，也是为概念教学的学习提供范例。所以教学中要有重点的突出，在设计时我首先初步涉及了原子的电子式，只为教学环节中原子对电子对的争夺做铺垫，具体对于常见离子、化合物的电子式的书写放置于第二课时进行学习。这与以往进行化学键的教学不同。2．抽象概念通过拟人化的生活实例来感知通过拟人化的拔河争夺电子对的模型演示和前后对比进行离子键、化学键的异同点和成因的教学，学生会对抽象的化学键产生最真实的具象的概念。将离子键与共