新型教學方式在“有機化學”教學中的融匯應用

王曄峰

摘 要 “有機化學”是化學、化工、材料、生物、食品、環境、醫學等專業的基礎課程，相對于其它化學課程具有內容多、范圍廣、系統性強、規律性差、抽象難理解的特點。并且，應近年來教學改革的要求，課堂教學學時數進一步壓縮，脫離高考壓力的學生自主學習的積極性也明顯下降，綜合以上因素都造成了“有機化學”教學過程中教師教起來枯燥、學生學起來乏味的局面。

關鍵詞 教學方式 有機化學 教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2016.06.057

Abstract "Organic chemistry" is a basic course in chemistry， chemical engineering， materials science， biology， food， environment， medicine and other professional， with more content， scope， system， law， abstract and difficult to understand the characteristics of relative to other chemistry course. And in recent years， the requirement of teaching reform， further compression of the classroom teaching hours from the pressure of college entrance examination students autonomous learning enthusiasm also decreased significantly， based on the above factors caused "organic chemistry" in the process of teaching， teachers teach boring， students learn boring situation.

Key words teaching methods； organic chemistry； teaching

教學過程本身應該是一種知識再加工的腦力勞動過程，其成效取決于對知識產生、運用的研究性探索程度，因此教學方式的差異會嚴重影響學生的學習效果。我國傳統的課堂教學模式屬于經驗傳授型教學，教學形式機械地以教師為中心，即教師向學生單向傳授知識，學生被動接受知識、繼承知識。課堂教學方式單一，教學內容僅限于知識的講解，學生的任務就是消化、理解教師所講授的知識，討論互動學習較少。在這一過程中，學生的認識主體作用被忽略，評判性思維能力也未受到培養，絕大部分學生不愛問“為什么”，形成了一種盲目崇拜書本和老師的思想。這一傳統教學模式在“有機化學”教學中的弊端更加明顯，更加難以激發學生的主動性和積極性。因此，根據教學內容改善教學方式、教學手段，實行啟發式、互動式等靈活多樣的教學方法，激發學生的學習興趣，是改善“有機化學”教學效果的必由之路。近年來，信息技術的發展在教育領域也掀起了一股對傳統教育的顛覆性變革，多種新型的以學生為中心，突出“主體性”的教學模式應運而生。

慕課（MOOC，massive open online courses），即大型開放式網絡課程，2012年興起于美國。它突破了傳統課程時間、空間、人數的限制，依托互聯網整合了多種社交網絡工具和多種形式的數字化資源，使用客觀、自動化的線上評量系統。微課，即微課例或微課堂，以視頻為主要載體，記錄教師圍繞某個知識點（重點難點疑點）或環節而開展的教學活動過程。翻轉課堂，即Flipped Classroom，指重新調整課堂內外的時間，教師不再占用課堂的時間來講授知識，這些信息通過學生在課外自主學習完成，課堂變成了老師與學生之間、學生與學生之間互動的場所，老師的主要責任是去理解學生的問題和引導學生去運用知識，從而將學習的決定權從教師轉移給學生。

不同的教學模式根據其特點有其特定的適用范圍。慕課教學是一種分眾的教學方式，發端于非正式學習，具有資源多元化、易于使用、受眾面廣、參與自主性強的特點。它將知識傳授過程放到教室外，打破傳統課堂先教后練，課內講授課外練習的學習模式。從以教師為中心轉變為以學生為中心，增加了學生和教師之間的互動和個性化的接觸時間，創造了讓學生對自己學習負責的環境，幫助老師成為學生身邊的教練，而不是在講臺上的圣人。它不同于傳統學校的高等教育教學組織形式，而是采用了同儕互助的教學策略，強化了學習者之間的相互溝通交流。其大規模不僅體現在參與教學的人數眾多，更體現在學習者人數龐大。基于眾多學習者的基礎差異，慕課作為課堂正式學習和教學的支持和輔助手段，它適用于學生對課程章節內容的泛學習和預學習。學生通過自我組織、借助慕課在線學習平臺，通過學習者之間的互動、交流、分享、溝通，完成相應知識內容的初步了解和建構。

微課既有別于傳統單一資源類型的教學課例、教學課件、教學設計、教學反思等教學形式，又是在其基礎上繼承和發展起來的一種新型教學資源。相對于傳統教學模式中一節課要完成眾多復雜的教學內容而言，微課選取的教學內容一般只涉及一兩個知識點，一個微課就是一個主題，即知識碎片化、細節化。微課素材以一定的組織關系和呈現方式共同營造出一個半結構化、主題式的資源單元應用小環境，教師和學生在這種真實、具體、典型的案例化教與學情景中可以實現隱性知識及默會知識的學習，并實現教學觀念、技能、風格的模仿、遷移和提升，從而迅速提升教師的課堂教學水平、促進教師的專業成長，提高學生學業水平。雖然微課教學中沒有了復雜的課程體系，也沒有眾多的教學目標與教學對象，看似沒有系統性和全面性，但是微課是針對特定的目標人群、傳遞特定的知識內容，一個微課自身仍然需要系統性，一組微課所表達的知識仍然需要全面性。因此微課的主題需要經過審慎篩選和凝煉，要做到明確和精準。教師往往需要通過教學經驗積累、課后教學反思、學生意見反饋等途徑，才能總結形成一個主題鮮明、類型多樣、結構緊湊的微課主題。因此，這種教學模式更適合典型、明確的小知識點的講解。

翻轉課堂，由于改變了夸美紐斯以來的傳統課堂結構，對學生的學習過程進行了重新架構，從而可以有效提升學生的自主學習能力，發展學生的思維能力，促使學生對知識獲得更深層次的理解。通常情況下，學生的學習過程由兩個階段組成：第一階段信息傳遞，即通過教師和學生、學生和學生之間的互動來完成知識的初步了解；第二個階段吸收內化，即學生自己通過各種形式完成對知識的理解、掌握和應用。傳統教學模式中，吸收內化階段由于缺少教師的互動和同儕的參與，常常會讓學生產生挫敗感，喪失學習的積極性和成就感。翻轉課堂則反轉了傳統教學模式中的這兩個階段。信息傳遞由學生在課外完成，吸收內化則調整在課堂上通過互動來完成。在這一教學模式中，教師通過精心設計問題和疑點，給學生提出與講授內容緊密相關、需要深思的關鍵問題，進而引導學生針對問題展開討論。討論過程中，教師還可以采用對比教學法，引導學生通過演繹的方式分析對比相關知識點的共性與個性，使學生從正確的角度對知識進行分解、細化、重組，從本質上認識問題、掌握知識的脈絡，幫助學生把孤立的、零散的知識串聯起來，掌握知識的內在規律性，并在更高的層面上加深對知識的理解和消化，逐步建立起自己的知識邏輯關系。因此，問題設計是翻轉課堂設計的核心，要把教學重點難點或其它知識點轉化為問題提出來，使學生在解決問題的同時把握這些要點。這一環節也是把傳統的知識點灌輸轉化為任務驅動、問題導向的自主學習的關鍵，也是實現翻轉課堂的根本所在。因此，翻轉課堂這種教學模式更適合于糅合多個知識背景的知識點的教學。

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在教學過程中根據不同的教學內容采用不同的、行之有效的新教學模式，是提高學生學習的主動性、改善學習效果的有效措施。以《有機化學》（汪曉蘭主編，高等教育出版社出版，第四版）中，“烯烴”一節所涉及的“烯烴結構”和“親電加成反應”為例，分析如何引入新模式來開展更為高效的課堂教學（如圖1所示）。

傳統課堂教學模式中對于烯烴結構的導入，都是由碳原子的sp2雜化開始的，進而引入到p軌道肩并肩重疊生成鍵，最后以新的立體異構——幾何異構的產生（進而命名）結束。采用新型教學模式，可以由學生在課前通過慕課，對烯烴的結構、特征化學性質——親電加成反應進行預學習，明確烯烴具有了不同于烷烴特征反應——自由基型取代反應的化學性質。在課堂中，引導學生找到特征性質的根源——鍵的存在，進而提出“為什么會產生鍵”這一問題，通過“碳原子的三種不同雜化方式”這一主題微課，使學生了解碳原子雜化方式由烷烴碳的sp3變成烯烴碳的sp2，是鍵產生的本質原因。進而，在sp2雜化方式中，未參與雜化的p軌道會在成鍵原子的原子核連線外側發生肩并肩式的重疊——生成鍵，這種并未沿p軌道對稱軸的方向發生軌道重疊的成鍵方式，導致鍵具有了異于 鍵的“不能旋轉”的特征，正是源于此產生了幾何異構。在幾何異構這個知識點，具有鍵并不是產生幾何異構的必要條件，因此就“產生幾何異構現象的條件”為主題開展翻轉課堂，引導學生明確旋轉受限是幾何異構產生的根本原因，除鍵外，環的存在也是一種限制旋轉的方式，最終掌握“有限制旋轉的因素，且連接不同基團”才是這種立體異構現象存在的必要條件。

對于烯烴的特征反應——親電加成反應，傳統教學模式都是以實例講解來完成。新教學模式下，學生對該反應的基本了解通過慕課完成，輔以教材中的多個親電加成反應實例，該知識點非常適合于以多個微課、翻轉課堂來開展更深入的學習。首先，對于親電加成反應，學生對于加成反應已在中學階段熟知，但是反應中涉及的親電試劑是新階段的新知識，因此可以圍繞進攻試劑的類型——親電試劑、親核試劑為主題，以微課的形式讓學生了解兩類試劑的結構/性質，引導學生分析、總結常見親電試劑、親核試劑的類型。其次，通過慕課和教材的學習，開展以“親電加成反應的步驟或歷程”為主題的翻轉課堂，分解這一知識點，引導學生歸納反應步驟，并討論每個步驟的產物。最后，在親電加成的產物判斷中，重要的知識點“馬氏規則”在教材中的講解非常有限，此部分適合以翻轉課堂的形式展開，引導學生通過碳正離子的穩定性和電子效應兩方面的分析，總結出馬氏規則的實質以及適用范圍。

教育的過程應該是教、學結合，以學為主。在構建新型課堂教學模式，全面提高學生專業素質方面，現代教育技術有著毋庸置疑的優勢。教師在教學過程中科學地進行教學設計，合理地組合運用現代教學媒體，實現教學多元化，有效地調動學生認知的積極性和主動性，將傳統的指令性教學變成建設性學習服務，改變教師是學生的權威知識源的觀念，轉換角色，從單純的知識傳授者變為導學者、助學者、促學者、評學者，發展信息化教學能力，能夠在網絡環境中開展有效教學，使教育內容有形、有聲、有色，這些必將有效地提高課堂教學效率，切實訓練學生的敢于思考、善于思考和解決實際問題的能力。