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【内容摘要】以《选修5》第三章第四节“有机合成”为例,阐述了在有机教学中从化学史料、任务探究、学以致用三个维度,深挖有机教学的功能与价值,引导学生自我构建和积极学习,从而提升化学核心素养,领略化学的魅力和精髓。
【关键词】高效 有机合成 教学
现代建构主义认为,“学习是建构内在的心理表征的过程,学习者并不是把知识从外界搬到记忆中,而是以已有的经验为基础,通过与外界的相互作用来建构新的理解[1]”。因此,学生能否牢固地、准确地、定性地建立起基本的化学观念,应当是教学的第一目标。
一、有机教学的设计分析
有机物在医药、化工、生产、生活中的广泛应用,但有机教学很容易进入一个误区,就是根据官能团归纳各有机物的性质。故此,合成路线的科学性、合理性和完整的有机合成的教学尤为重要,学习过程促使学生们领悟化学的本质和意义。
二、课堂实录
1.以化学史为情景,明确引入课题
环节1:有机合成的昨天
【引入】提到有机合成,你能想到什么?
【回答】合成纤维、塑料等。
【讲述】展示图片生活中的合成材料,它们都是源于一些基础的有机小分子,经过有机反应合成而来。
【PPT】资料呈现有机合成的发展与影响。
【讲述】如维生素B12的合成。这是一种复杂的有机物,合成该物质的原料却很简单(展示结构)。
【问题】请你观察这一合成过程的原料和产物,你觉得有机合成有什么特点?在这个过程中要解决什么问题?
【回答】把简单的原料变成复杂的产物,“建造”出产物的结构。
【归纳】有机合成的任务就是从简单的原料出发,通过有机反应,“建造”出目标分子的骨架和官能团。
【PPT】有机合成过程示意图
设计意图:以化学史为素材,很好地激发学生的学习兴趣和热情;呈现原料“间甲氧基苯胺”和目标化合物“维生素B12”的结构简式,让学生自主发现有机合成的主要任务是“官能团的转变”及“分子骨架的構建”。
2.任务探究,探求新知
学会共同生活,以便与他人一道参加人的所有活动并在这些活动中 进行合作[2]。
环节2:有机物转化关系网
任务1:乙酸乙酯(CH3COOC2H5),是一种常用香料原料。在工业上可以通过最基本的石油化工产品乙烯为原料合成,请你以乙烯为原料,其它无机试剂任选,合成乙酸乙酯,并写出每一步反应的方程式。
【学生】书写方程式
【教师】巡视、检查学生书写情况。学生写完后,投影答案,学生检查、修改。
小组讨论:把合成中有机物之间的转化关系图画出来
【学生】讨论、书写,学生代表发言、交流。
思考与交流
(1)如果把该关系网中的乙烯换成其它烯烃是否也会有同样的变化呢?
【学生】有同样的变化,变化的本质是官能团的转化(或物质类别的转化)
【教师】我们可以把上述具体物质间的转化关系归纳为物质类别之间的转化。而从官能团(或物质类别)的角度认识有机物的转化具有更普遍的意义。
(2)关系图中的有机物之间是否还有其他的转化?是否还有其他有机物类别能补充到这个关系图中?
设计意图:任务既有官能团种类的转变,又有官能团个数的变化,还有碳原子数的增多;另外该任务在合成方法上对逆合成方法的要求更明确,同时还要理解和利用陌生信息。上述种种在对环节一形成的问题解决的方法和策略既是一种巩固,更是一种提升和拓宽。
3.联系生活,学以致用
环节3:有机合成的发展
任务2: 是一种溶解力强、环保、低味的高沸点溶剂,在涂料、塑料等工业中具有潜在的应用价值。
现以乙烯为原料(其它无机试剂任选)合成写出合成线路图。
【学生】以小组为单位相互观摩、交流、讨论,
【教师】投影学生代表的合成线路图
【学生】在师生共析、共评中开口表达解决有机合成问题的方法和策略
【PPT投影】解决有机合成问题的方法和策略
设计意图:作为问题解决的任务,设置的梯度及与问题核心的相关度最为重要,实现学生很自然地要去关注“分子骨架的变化”及“官能团的变化”,紧扣有机合成类问题的关键。
三、教学反思
以上基于功能与价值设计的有机教学,不仅能从概念建立的过程中培养了学生的探究能看和自我建构知识的能力,丰富了学生看化学的视角和观点。同时也让学生学会与史料对话,重温前人研究历程,体验严谨的科学精神;学会与同学对话,发现问题并自主解决;学会与自己对话,自我构建知识网络。
【参考文献】
[1] 温彭年, 贾国英. 建构主义理论与教学改革——建构主义学习理论综述[J]. 教育理论与实践, 2002(5):17-22.
[2] 李军靠, 李延. 基于有效教学理论的课堂管理研究[J]. 教育探索, 2009(2):54-55.
(作者单位:广州市增城区第一中学)
【关键词】高效 有机合成 教学
现代建构主义认为,“学习是建构内在的心理表征的过程,学习者并不是把知识从外界搬到记忆中,而是以已有的经验为基础,通过与外界的相互作用来建构新的理解[1]”。因此,学生能否牢固地、准确地、定性地建立起基本的化学观念,应当是教学的第一目标。
一、有机教学的设计分析
有机物在医药、化工、生产、生活中的广泛应用,但有机教学很容易进入一个误区,就是根据官能团归纳各有机物的性质。故此,合成路线的科学性、合理性和完整的有机合成的教学尤为重要,学习过程促使学生们领悟化学的本质和意义。
二、课堂实录
1.以化学史为情景,明确引入课题
环节1:有机合成的昨天
【引入】提到有机合成,你能想到什么?
【回答】合成纤维、塑料等。
【讲述】展示图片生活中的合成材料,它们都是源于一些基础的有机小分子,经过有机反应合成而来。
【PPT】资料呈现有机合成的发展与影响。
【讲述】如维生素B12的合成。这是一种复杂的有机物,合成该物质的原料却很简单(展示结构)。
【问题】请你观察这一合成过程的原料和产物,你觉得有机合成有什么特点?在这个过程中要解决什么问题?
【回答】把简单的原料变成复杂的产物,“建造”出产物的结构。
【归纳】有机合成的任务就是从简单的原料出发,通过有机反应,“建造”出目标分子的骨架和官能团。
【PPT】有机合成过程示意图
设计意图:以化学史为素材,很好地激发学生的学习兴趣和热情;呈现原料“间甲氧基苯胺”和目标化合物“维生素B12”的结构简式,让学生自主发现有机合成的主要任务是“官能团的转变”及“分子骨架的構建”。
2.任务探究,探求新知
学会共同生活,以便与他人一道参加人的所有活动并在这些活动中 进行合作[2]。
环节2:有机物转化关系网
任务1:乙酸乙酯(CH3COOC2H5),是一种常用香料原料。在工业上可以通过最基本的石油化工产品乙烯为原料合成,请你以乙烯为原料,其它无机试剂任选,合成乙酸乙酯,并写出每一步反应的方程式。
【学生】书写方程式
【教师】巡视、检查学生书写情况。学生写完后,投影答案,学生检查、修改。
小组讨论:把合成中有机物之间的转化关系图画出来
【学生】讨论、书写,学生代表发言、交流。
思考与交流
(1)如果把该关系网中的乙烯换成其它烯烃是否也会有同样的变化呢?
【学生】有同样的变化,变化的本质是官能团的转化(或物质类别的转化)
【教师】我们可以把上述具体物质间的转化关系归纳为物质类别之间的转化。而从官能团(或物质类别)的角度认识有机物的转化具有更普遍的意义。
(2)关系图中的有机物之间是否还有其他的转化?是否还有其他有机物类别能补充到这个关系图中?
设计意图:任务既有官能团种类的转变,又有官能团个数的变化,还有碳原子数的增多;另外该任务在合成方法上对逆合成方法的要求更明确,同时还要理解和利用陌生信息。上述种种在对环节一形成的问题解决的方法和策略既是一种巩固,更是一种提升和拓宽。
3.联系生活,学以致用
环节3:有机合成的发展
任务2: 是一种溶解力强、环保、低味的高沸点溶剂,在涂料、塑料等工业中具有潜在的应用价值。
现以乙烯为原料(其它无机试剂任选)合成写出合成线路图。
【学生】以小组为单位相互观摩、交流、讨论,
【教师】投影学生代表的合成线路图
【学生】在师生共析、共评中开口表达解决有机合成问题的方法和策略
【PPT投影】解决有机合成问题的方法和策略
设计意图:作为问题解决的任务,设置的梯度及与问题核心的相关度最为重要,实现学生很自然地要去关注“分子骨架的变化”及“官能团的变化”,紧扣有机合成类问题的关键。
三、教学反思
以上基于功能与价值设计的有机教学,不仅能从概念建立的过程中培养了学生的探究能看和自我建构知识的能力,丰富了学生看化学的视角和观点。同时也让学生学会与史料对话,重温前人研究历程,体验严谨的科学精神;学会与同学对话,发现问题并自主解决;学会与自己对话,自我构建知识网络。
【参考文献】
[1] 温彭年, 贾国英. 建构主义理论与教学改革——建构主义学习理论综述[J]. 教育理论与实践, 2002(5):17-22.
[2] 李军靠, 李延. 基于有效教学理论的课堂管理研究[J]. 教育探索, 2009(2):54-55.
(作者单位:广州市增城区第一中学)