劉尊偉
(溧水縣第二高級中學 江蘇 溧水 211200)
在高中化學的教學中如何發展學生的智力、培養學生的能力是老師們共同關心的問題之一,在教學過程中到底教會學生什么呢? 是“魚”還是“漁”? 我覺得在有機化學部分的教學中,越來越明顯的感受到方法和能力培養的重要性,授給學生“漁”的重要性。
有機物區別于無機物的一些特點,跟有機物的結構密切相關。 有機物分子中穩定的碳鏈和碳環構成了有機物分子的骨架,這種有機物分子骨架的構成是由碳原子的獨特的結構決定的。 所以,在學習有機物時,學生對碳原子在元素周期表中的位置和原子結構的特點,以及共價鍵形成的基礎知識需要進行復習和再認識。 因此,有機物的學習有助于鞏固和深化物質結構的基礎知識,反過來,又會影響整體化學知識學習質量的提高。
有機化學的學習能讓學生認識到有機化學研究的對象、目的和方法,認識到有機化學已滲透到生活的各個方面,能用所學的知識,解釋和說明生活現象和物質用途,同時為學生進一步學習化學知識,打好知識基礎,激發他們深入學習的欲望。
學生能力的培養必須結合學科教學來進行,脫離開化學基礎知識的教學和基本技能的教學,能力的培養將是不可能的。 由于化學實驗最易激發學生對學習的興趣和求知欲,所以在有機化學教學中培養學生的實驗能力和觀察能力,與無機化學的教學一樣,也必須通過化學實驗來進行。
通過實驗有助于發展學生的觀察能力,在有機化學實驗過程中,我時時提醒學生要細致、全面,而且要有思維。 比如在學習乙酸和乙醇的酯化反應中,在做實驗時,我就提醒學生思考乙酸、乙醇、濃硫酸的加入順序、產生的蒸汽通過導管通到飽和碳酸鈉溶液的位置、碎瓷片的作用、酒精燈為什么緩慢加熱、濃硫酸的作用、產物的分離、飽和碳酸鈉的作用等等,不但要知其然,還要知其所以然。
任何有機物分子都含有碳原子,要使學生真正了解有機物的性質、 化學反應的實質以及分子結構的特征,必須從分析碳原子的結構和它的特殊成鍵能力入手。 碳原子最外層有4 個電子,反應時既不容易失去,又不容易得到電子,當另外4 個電子跟碳原子的4 個電子分別形成共用電子對,就會形成8 電子穩定結構。 這是碳原子特別容易以共價鍵跟其它原子結合的原因,這也是碳四價學說。
通過結構模型的運用,能培養學生的動手能力和空間想象力。 我在每講一種物質的結構時,首先讓學生動手組裝球棍模型和比例模型。 剛開始時,學生組裝很慢,也會出現錯誤,隨著組裝次數的增多,組裝的速度也越來越快。 下課的時候以及放學后,總有幾位同學三五成群的到我辦公室拿出來模型來組拼,看著他們忙碌的身影,我也由衷地和他們分享組裝成功后的喜悅。 同時我也利用課外時間組織一次制作分子模型比賽,以此激發學生的興趣。
有機化學基礎知識基本上都是按官能團分類進行編排的, 每類有機物的官能團都具有其特殊的性質,各類有機物的特性反應主要決定于有機化合物的官能團,因此,通過各類有機物的教學,要使學生認識到有機物性質決定于它的分子結構,而分子結構中的官能團又起著關鍵的作用。 通過官能團的結構,推導出在一定條件下可能斷裂的化學鍵的部位,并將該化學鍵的斷裂與相應的化學反應聯系,這樣在理解結構的基礎上,可以將某種物質繁雜的化學性質進行本質分類, 便于理解掌握。 在此基礎上,再根據同類物具有相同官能團,從而可以輕松地掌握該類物質共同的化學通性,并可以將該通性演繹到具有該官能團的陌生物質的化學性質的預測中去,同時,我們也可以根據有機化學反應發生前后,價鍵變化情況去歸納總結有機化學反應規律,從而認識有機化學反應的本質。 抓住官能團,也就抓住了有機化學學習的根本,例如在乙烯的教學中,抓住了碳碳雙鍵,實質上也就抓住了烯烴化學性質的特性反應——加成反應。
有機化學反應包括取代反應、加成反應、消去反應等,如何讓學生在剛進入有機化學學習的時候,能讓學生迅速的記住這些反應的實質呢? 我認為有機化學最重要的一種方法就是要理清化學鍵的“斷”和“成”,在進行乙烯的教學中,首先通過乙烯可以使溴的四氯化碳溶液褪色引出加成反應,讓學生上黑板去斷鍵去成鍵,然后再及時做乙烯與H2、HCl、H2O 等的反應, 同時讓學生將化學鍵的斷裂位置畫出來,學生感覺效果較好。 隨著學習的進行,學生明白了取代就是“取”和“代”,加成就是“加”和“成”。 理清了化學鍵“斷”和“成”,也就抓住了有機化學反應的實質。
結構決定其化學性質,性質反映其結構,在有機化學的教學中更要善于由結構推導其性質,將化學性質與結構特征緊密聯系起來。 在教授完甲烷后,我就總結出有機化學學習的一般規律和方法:結構→性質(物理性質、化學性質)→用途→制法(工業制法、實驗室制法)→一類物質。 結構分8 小條——分子式、最簡式、電子式、結構式、結構簡式、球棍模型、比例模型、空間構型;性質從物理性質到化學性質,物理性質中主要從色、味、態、兩點(熔點、沸點)加兩度(溶解度、密度),化學性質主要從一般反應到特性反應(例如乙烯的化學性質,從氧化反應到特性反應——加成反應,氧化反應從乙烯和氧氣的反應到乙烯與強氧化劑(如酸性高錳酸鉀)的反應。 在以后的幾節課的教學中, 我都反復強調這樣的學習方法:結構→性質(物理性質、化學性質)→用途→制法(工業制法、實驗室制法)→一類物質。 到了苯的學習時,學生自己就可以闡述這樣的有機化學的研究方法了。 這樣的學習,學生就會感覺有規律可循,有方法可依,學生自己就建立了有機化學知識體系。 有機化學其實很好學,重要的是培養學生學習方法,同時提醒學生,以后進入高一級學校,有機化學的學習與研究也是采用同樣的方法,這在一定程度上也激發了學生學習與探索的興趣。
同時,在學習有機化學知識時,通過對比法能澄清一些易混淆的概念,也可以了解事物間的相似性。 例如:學生在剛開始學習有機化學時,對甲烷、乙烯、苯分別與溴試劑(可能是溴蒸汽、液溴、溴水、溴的四氯化碳溶液)、與酸性高錳酸鉀的反應是否反應容易混淆,這時我就列出一個表格,進行比較,學生的知識構架更加的清晰,再如:甲烷是最簡單的有機化合物,是最典型的烷烴,通過對比甲烷的化學性質,烷烴的化學性質也就大同小異了。
化學用語是化學基礎知識的重要組成部分,它是和化學物質知識緊密相聯的, 由于無機物與有機物在組成、分子結構、化學反應等方面各有自己的特點,因此用來表示它們這些特點的化學用語也不盡相同,這也是我們在教學中要不斷重視的問題。 例如:在表示無機化學反應的化學方程式中,是用“=”或“?”把反應物和生成物聯系起來的。 在有機化學反應中,由于反應比較復雜,常有副反應發生,所以是用“→”把主要反應的反應物和生成物聯系起來,這是與無機物的化學方程式的書寫方法上的一個不同。 再如:由于有機物有著較為復雜的分子結構,有時用分子式并不能清楚地表示它所代表的物質是什么,還有些有機物它們雖然它們有著相同的分子式,由于有同分異構體的存在,它們的分子結構不同,用分子式不能把它們區分開來,因此在書寫有機化學反應的方程式時,有機物常用分子結構式或結構簡式來表示,這一點也與無機化學方程式的表示方法不同。
化學新課程特別關注學生情感態度和價值觀的培養,通過聯系實際的生產、生活及社會熱點問題的學習,可以有效地激發學生的學習興趣,強化學習動機和求知欲望,轉化學習態度,變“要我學”為“我要學”,提高學習效率,增強愛國熱情和社會使命感。 例如:苯、甲醛在生產、生活中的應用及對健康的危害,高分子膜、可降解塑料、液晶顯示材料的性能和應用等。 這些熱點問題有助于學生提高社會責任感, 有助于學生提高科學素養、環境意識和公民意識。
[1] 劉知新.化學教學論[M].北京:高等教育社,2004
[2] 王磊.化學教學研究與案例[M].北京:高等教育出版社,2006
[3] 楊昭,肖林元.問題與問題解決[M].南京:江蘇教育出版社,2008.12