张家口市第一中学化学课堂的奇妙解构

当微观世界

遇见求知密码

一场化学课堂的奇妙解构

“化学和化学教学，要有趣儿，学生才愿意参与进来，当学生愿意参与进来的那一刻，化学教学也就真正开始了。

——张家口一中化学学术委员黄秀宏老师

在化学的奇妙世界里，晶体结构宛如微观宇宙中的璀璨星辰，每一种排列都蕴含着物质的独特奥秘。在学习《物质结构与性质》内容期间，为了让同学们深入探索晶体结构的魅力，提升化学核心素养，感受化学教育的浪漫，张家口市第一中学北校区高二年级特举办化学晶体结构模型制作大赛。

“从原子到万物”的知识链条，培养了学生从微观角度认识化学规律，穿透宏观现象、解析微观本质的能力。这种能力在生物科学、地质科学、材料科学、医药、人工智能辅助分子设计、新能源材料开发等未来领域将发挥核心作用。

正如教材中“超分子化学”模块所启示的——微观世界的规律性认知，是人类突破技术瓶颈、探索未知疆域的永恒工具。

通过模型制作，抽象的原子轨道、化学键与晶体结构的教与学，转化成为一场可触摸的物质结构探索之旅。

学生动手搭建晶胞时，教材中的“面心立方堆积”不再是一个名词，而是直观可见的对称之美；当杂化轨道模型在掌中旋转时，甲烷的正四面体构型瞬间鲜活起来。

“结构决定性质”的真理，就这样从课本跃入现实。

1.理论基础

当量子力学遇上手工艺术

上学期末，孩子们已经学习了电子云、原子轨道、共价键等相关理论知识，本学期伊始，比赛热烈开场，持续升温：“尝试使用轻黏土、牙签、橡皮泥等方便工具搭建分子、晶胞等模型”在全年级掀起热潮。

尽管初代作品略显粗糙——有的键角计算存在偏差，有的原子间距比例失调——但这些“瑕疵”恰恰成为开学后理论教学的最佳切入点。

当量子力学的抽象符号转化为可拆解的立体模型，微观世界的规律在指尖逐渐清晰。

2.新学期教学

从“手工达人”到“结构侦探”

开学后的化学课堂化身“结构改造实验室”。

迭代升级

高二1班、2班、10班，15班的同学们在老师的指导下将“上下一致”的石墨结构，进行层间位置调整。

1班、9班的干冰晶胞中二氧化碳分子在各自位置由“随意”走向“具有一定取向”。

二氧化硅也在O原子处展现了自己的“V形棱角”。

问题驱动

金刚石晶胞中2个C原子最近距离为体对角线1/4，如何证明？借助氯化钠、氯化铯晶胞进行拆解和模拟，复杂的问题变得容易理解起来。从最初的单纯制作，到边做边思考，再到问题探究，一场制作模型的比赛，渐渐演变成引发兴趣、热情，开启深入探究学习的良好契机。

创意爆发：小彩蛋

除了学习上的收获，这次模型制作大赛也产生了美好的附加价值。在孩子们各具特色，生动有趣的作品中，我们也看到了捧在少年掌心上的纯真与快乐。

3.创意的课堂教学延伸

师生共筑微观宇宙

高二化学组的老师们褪去传统“知识权威”的光环，化身满含热忱的知识引路人。

从拼装sp³、sp²杂化轨道模型，到制作C60、Zn、密堆积、空间填充晶胞模型等教具，她们的付出藏在每一个教具的缝隙里。

“我这个比例不太对，方向也有点奇怪，再来一个”。反复调试，几经改进，当王世芳老师拿着sp³杂化轨道模型站在讲台引起惊叹时，她的付出藏在她笑眯眯的眼睛里。

“大家看我的铜晶胞，面心立方”，直观的面对角线紧密相切就这样呈现在学生眼中。课上的顺理成章，是课下张悦老师和郭晓慧老师的乐在其中和奇思妙想一力促成。

“教参上有个密堆积的二维图，我给它做个‘向阳花’吧”，看到实物时，学生自然而然体会到密堆积的配位数。张晓钰老师的热情像无意滚落的小球一样散落进课堂。

黄秀宏老师说，“化学和化学教学，要有趣儿，学生才愿意参与进来，当学生愿意参与进来的那一刻，化学教学也就真正开始了。”

当早上走进办公室看到学生做好放到桌上的模型；进入教室，看到学生拿着模型眉飞色舞地讨论，不时要与老师沟通……我们知道，化学学习——已经晕染开了！

4.课堂延伸

当化学走进生活

带着兴趣和爱好的化学微观探索学习，早已突破了课本文字、教室围墙。

“老师，我和xx今天去国博了，看到好多漂亮的晶体，拍照发给您咱们上课用”。

“老师，我放假在家刷到一条液压制作金刚石的视频，你快看看”

“老师，我买了一杯珍珠奶茶，里边的珍珠算不算是密堆积？”

……原来科学也可以如此有趣，学习也可以随时随地。

5.大赛评委组

卓越的化学教研团队

大赛评委：黄秀宏老师

黄秀宏，现任张家口一中北校区高二化学备课组长。张家口市第一中学化学学术委员，张家口市黄秀宏名师工作室主持人，省级“先进德育工作者”、省级“三育人”优秀个人、市级“优秀班主任”、市级“青年教师希望之星”、张家口市有突出贡献的人民教师、张家口市激情教师、张家口市骨干教师、张家口市杰出青年岗位能手、张家口市高中教学工作突出贡献奖、张家口市“四个一创优工程”学科带头人、2008年度由于工作成绩突出，给予记三等功奖励。2008年、2009年先后在河北省高考研讨会上做《高考复习备考策略》和《高考二轮复习备考策略及尖子生的后期培养》专题报告。辅导学生参加全国化学奥林匹克竞赛，多人摘得全国金银奖，2008年培养出河北省理科第一名。

大赛评委：张晓钰老师

大赛寄语：希望学生们通过比赛深入理解晶体结构的相关知识，包括晶胞的类型、原子的排列方式等，通过模型制作，准确把握晶体结构的空间特征，提升空间想象能力和动手操作能力。

大赛评委：王世芳老师

大赛寄语：经历从理论学习到模型设计、材料选择、动手制作以及展示讲解的全过程，同学们问题解决能力、团队协作能力和创新思维都熠熠闪光。之后的化学学习中，希望他们在实践中体会化学知识的应用价值，学会运用科学的方法探索未知。

大赛评委：张悦老师

大赛寄语：同学们的作品围绕化学晶体结构展开，准确反映了晶体的结构特征，包括原子或离子的相对位置、键长、键角等；制作的模型具有一定的稳定性和美观性，能够清晰展示晶体结构的特点；制作过程中选择了环保、经济、易于获取的材料，有的利用废旧物品进行创作，体现了绿色化学理念。希望同学们通过这次大赛掌握相关知识，更铭记其中的热爱，永久保持学习的兴趣和热忱。

获奖班级小可爱们的集体照：一起感受化学学科的浪漫与魅力

6.在笑声中触碰真理

当学生举着闪闪发光的“钻石”（其实是金刚石多面体模型）高呼“我发现了碳原子的浪漫”，当老师戴着学生制作的“S8皇冠”讲解分子结构——这一刻，化学不再是枯燥的方程式，而是充满温度的科学诗篇。

这一阶段的化学课，是快乐的，也是五彩斑斓的；是跃动的光谱，是碰撞的电子云，也是教室和办公室里此起彼伏的惊叹与欢笑。

那些沾满胶水的指尖、闪耀着成就感的眼眸，正在书写着素质教育最生动的注脚——教师拉开了世界的大幕，学生畅游其中，探索、学习、创造……教学相长，其乐无穷。

对知识的渴求和对真理的探索是师生共赴的征程—— 一场化学课堂的奇妙蜕变记录未完待续，让我们共同期待下一期的精彩……

（精彩预告见上图，猜猜我们接下来......）