反思作業錯誤優化教學策略

2015-11-19 02:10:02諸全頭

化學教學 2015年10期

摘要：作業是教學過程的一個重要環節，通過分析學生作業中的錯誤問題，反思教師的教學過程與行為，及時優化教學策略，幫助學生突破學習有機化學的障礙，提升有機化學素養，不斷提高教學效益。

關鍵詞：作業；錯誤；反思；優化；教學策略

文章編號：1005–6629（2015）10–0076–05 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

作業是教學過程的一個重要環節，是教學管理的一個有機組成部分，也是提高教學質量的重要保障。學生作業錯誤是不可避免的，教師常見的處理方法是：讓學生錯題重做，即常說的“有錯必糾”法。這種方法雖能有效促進學生澄清知識誤區、提升解題能力，但筆者認為對學生普遍存在的錯誤，教師更須反思自己的教學、思路等，進而優化教學策略，減少下一輪學生再次出現類似錯誤的幾率，而平常教學中這一招常被某些教師忽視。筆者在教學《有機化學基礎》選修模塊時，進行了多角度多層次的實踐，收到了較好的教學效果，現和同行探討如下。

1 “二維、三維”空間的轉換策略

學生作業：（節選）判斷D組表示的是否為同種物質？

學生作業中該題錯誤率較高，教師解析答案后仍有一部分學生一知半解。這一現象表明：在初學有機化學時，將三維空間上的有機分子改寫為二維平面上的結構式時，學生思維上有一定的障礙。教師在教學中如何幫助學生突破呢？

1.1 搭建模型，具體感知

在新課學習甲烷結構時，應讓學生自己動手搭建甲烷的球棍模型（如圖1所示）。在搭建過程中，學生直觀感受到甲烷分子在三維空間內是正四面體結構，四個氫原子的位置在三維空間是等效的。當其中的兩個氫原子被兩個溴原子取代后，沒有同分異構體，即二溴甲烷只有一種結構。所以D組兩種結構式表示的物質都應是二溴甲烷，所以應為同種物質[1]。

1.2 理解模型，領悟方法

在學生搭建甲烷球棍模型的基礎上，進一步引導學生理解模型，從而得出這樣的規律：在二維平面上書寫有機物的結構式（結構簡式）時，碳原子周圍的四個共價鍵，向上、向下、向左、向右應是等效的。所以可將作業D中前者結構式中右邊的H原子與下方的Br原子相互對換就變為了后者，可見寫法雖不同，通過這樣的轉換兩者是一樣的。

通過模型感悟，學生深刻領悟到三維與二維有機分子表示方法的轉化規律，學生的認識必然會從感性認識上升為理性認識，有效地突破了認識有機化學的第一障礙。同時在突破過程中，還有助于學生感悟總結出判斷有機分子中氫原子等效性的具體方法：一是連接在同碳原子上的氫原子必等效；二是分子中對稱的氫原子必等效。

2 “斷鍵、接鍵”的過程模擬策略

2.3 問題解決，理解消化

學生對有機反應是否正確理解、能否遷移應用，是學生掌握有機反應的重要標志，是考生得分的關鍵點。舉例應用如下。

案例：（節選2015揚州高三期末卷）藥物F具有抗腫瘤、降血壓、降血糖等多種生物活性，其合成路線如下：

在教學中可引導學生將掌握的取代、加成、消去等基本有機反應原理，采用將有機物前后對比，再輔助必要的反應條件的策略，讀懂新合成路線中的每一步反應。如題中的第①步反應，通過對比發現A物質中氨基上的兩個氫原子反應掉了，另一反應物中醛基上的氧原子反應掉了，這樣可得出另一生成物必為H2O，進一步理解是醛基中碳氧雙鍵斷一個鍵“伸出兩只手”，氨基上一個氮氫鍵斷開，兩者發生加成反應，然后再發生消去反應。因此，A生成B的反應可理解為先加成后消去兩步完成[2]。

同理，第②步反應，對比B與C兩物質，很快發現B中的碳氮雙鍵中的一個鍵發生了斷裂，另一反應物中左邊甲基上斷裂一個碳氫鍵，然后兩者發生加成反應生成C有機物，所以反應②是典型的加成反應。第③步反應，可理解為羰基上的加成反應。第④步反應，題中有一提示失去一個水分子，學生就判斷出是D物質中羥基和相鄰碳上氫發生的消去反應。第⑤步反應，應是氮原子上的氮氫鍵斷裂，相鄰碳上碳氫斷裂，生成碳氮雙鍵，該反應從組成變化來看是去氫的反應，可理解為氧化反應，也可從結構變化的角度理解為消去反應。

3 “明線、暗線”交織并舉策略

不難發現，在學習有機合成內容后，在作業和測試中，學生書寫有機合成路線題時，發現錯誤較多，得分不理想。通過分析，發現學生常見的錯誤歸納起來有：①反應條件出錯，如鹵代烴發生消去反應的實驗條件與醇發生消去的實驗條件易混淆等。②逆向合成思維在新情景中不能靈活應用。③對題中所給顯性信息及有機流程中隱性信息不能領會應用等。為了能幫助學生突破該瓶頸，通過反復思考、實踐后，采用了“明線、暗線”交錯并舉的整體教學策略，效果滿意。

3.1 突出明線，熟練雙基

有機化學選修教材中，按官能團的思路，教材中存在一條重要有機物的轉化關系，如下圖所示。

對這一明線，在課堂上可設計問題由乙烯如何合成乙酸乙酯？讓學生自主構建完善該明線，在構建中須讓學生清晰每一步的反應條件和反應原理，要讓學生熟練掌握涉及的反應化學方程式，特別是易混淆的反應條件，總結如下表。

然后，設計由乙烯如何合成乙二酸二乙酯、二乙酸乙二酯、乙二酸乙二酯？讓學生可采用“三步思維法”規范書寫有機合成流程圖。

第一步：前期思考，讓學生找到原料、合成的目標產物分別是什么，再進行結構對比，弄清來源，初步形成思路。

第二步：中期嘗試，如合成的目標產物是酯、高分子化合物時，可引導學生嘗試逆向合成思維分析，采用逆推、順推，如合成的目標產物非酯、非高分子化合物時，應引導學生充分調動題中所給的“已知”、轉化流程中隱含的信息及高中化學知識綜合嘗試。

第三步：后期優化，當學生形成正確的合成思路后，應提醒學生規范書寫，注意檢查，確保每一步的書寫科學、規范，盡量減少不必要的失誤。

4 “排列、組合”的有序探究策略

從作業中可發現限制條件下書寫同分異構體的結構簡式，學生困難較大。為此，在教學中通過不斷優化，形成了“排列、組合”的有序教學策略，學生興趣較濃，效果理想。

4.1 問題探究，感悟排列

在新課教學時，可設計以下問題：①判斷下列分子甲苯、萘、蒽、船式環己烷的二取代物有多少種？②判斷C4H11N、C5H13N所代表的同分異構體各有多少種？③判斷C5H12O所代表的醇和醚的同分異構體各有多少種？④判斷C5H10O2所代表的羧酸和酯的同分異構體各有多少種？⑤判斷無機苯B3N3H6的二取代物、三取代物各有多少種？

對于結果a因-C4H9本身有4種不同的結構，可產生4種異構體；對于結果b因-C3H7本身有2種不同的結構，可產生2種異構體；對于結果c、d只有一種結構。因此，C4H11N共有8種同分異構體，用相似的排列思維推知C5H13N有17種同分異構體。

對問題③的探討，以O原子為抓手，因O的周圍可連二個共價鍵（-O-），C5H12O的同分異構體就可將五個碳原子在O的周圍排列，可排出三種結果：

a：H11C5-O-H b：H9C4-O-CH3

c：H7C3-O-C2H5

對于結果a中-C5H11本身有8種不同的結構，可產生8種異構體且都屬于醇類；

對于結果b中-C4H9本身有4種不同的結構，可產生4種異構體且都屬于醚類；

對于結果c中-C3H7本身有2種不同的結構，可產生2種異構體且都屬于醚類。可見C5H12O同分異構體共有14種。用相似的排列思維法也可排出問題④C5H10O2所代表的羧酸和酯的同分異構體分別為4種和9種。

對問題⑤的探討，學生聯想有機苯的結構，推知B3N3H6結構為觀察分子中有2種等效氫，所以一取代物就有2種。對于二、三取代物，學生采用分類討論排列思維法來解決。二取代物有a：取代原子排在兩個B原子上；b：取代原子排在兩個N原子上；c：取代原子一個排在B原子上、一個排在N原子上，共有三種排法。其中，排法c又可產生兩種不同的結構，因此二取代物有4種。三取代物有a：取代原子排在三個B原子上；b：取代原子排在三個N原子上；c：取代原子一個排在B原子上、兩個排在兩個N原子上；d：取代原子兩個排在兩個B原子上、一個排在一個N原子上，共有四種排法。其中排法c、d又可產生兩種不同的結構，所以三取代物有6種。

4.2 熱點突破，感悟有序

關于限制條件下同分異構體的書寫成為了考查的熱點，解答此問，思維要求高，學生做作業時普遍感到難度較大。為此，進行了熱點探究，活動過程如下。

探究：（節選2014江蘇高考17題）B的一種同分異構體滿足下列條件：