基于結構觀建構的有機化學基礎教學

侯建鳳

（江蘇省大港中學，江蘇 鎮江）

物質結構觀是化學基本觀念的重要組成部分，是化學基本觀念的核心思想之一，是人們對物質的宏觀性質與分子內原子的空間排列次序及原子間相互作用的基本看法，是有機化學的思想靈魂。有機化學中，物質結構觀具體體現為：有機物的組成和結構復雜與碳原子的成鍵方式有關；碳原子連接方式的不同使有機化合物同分異構現象非常普遍；一種官能團決定著一類有機化合物的化學特性，有機物的分類與結構有關；有機化合物中基團的相互作用影響物質的性質；有機化合物在生產生活中的用途與有機物的性質直接相關；根據有機化合物的結構可以分析推測有機化合物的合成路線。

如何在有機化學的教學中滲透和強化物質結構觀，可以從以下方面入手：

一、深入了解學生原有的結構觀水平，以此為起點進行針對性的教學

學生是學習的主體，脫離了學生原有結構觀水平的不切實際教學無異于紙上談兵，因而教師必須掌握學生原有的觀念水平，制定符合學生發展實際的教學目標和教學策略。教師可以采用多種方式獲悉學生的結構觀水平現狀，一種行之有效的方法就是課堂觀察，課堂上讓學生根據同學的觀念，對照自己的原有觀念，產生認同或質疑時，并運用已有知識經驗證明自己的觀念。經常給學生創造這種思想碰撞的機會，教師從中觀察和總結出學生的思維軌跡，學生也會在反復地說服別人和被別人說服的過程中不斷地反思和修正自己的觀念結構，并最終形成正確的觀念。概念不斷完善和修正轉變的過程，不僅建立起完整的知識網絡，也建構起了正確的物質結構觀。

二、構建知識層級圖，建立知識與結構觀間的聯系

物質結構觀的建構離不開具體的知識體系，建立物質關系圖能有效融合化學觀念，幫助學生通過結構化知識的學習循序漸進地發展化學觀念。以蘇教版第三章烴的含氧衍生物為例，這一章幾乎都涉及有機物中的物質結構觀。具體體現為：有機化合物的結構決定性質；通過學習乙醇、苯酚、乙醛、乙酸、乙酸乙酯的化學性質知道具有相同官能團的有機物具有相似的特征性質；苯酚中苯環與羥基及羧基中羥基和羰基的相互影響說明基團的相互作用會影響到物質的性質；同分異構體解釋了有機物物種的豐富性與碳原子的成鍵方式有關；根據有機物的結構可以分析推測該有機物的合成路線。

教學過程中，可以嘗試讓學生建構物質關系圖：每一小課題學完，學生找出關鍵物質，初步搭建物質關系圖，逐步實現物質間的轉化并不斷完善；學生再根據關系圖進一步加深對“烴和烴的衍生物”的性質的理解；然后借助官能團及典型物質的性質推測陌生有機物的化學性質，通過小組交流討論得到最佳的知識結構圖。“有機物的官能團決定有機化合物的性質”的觀念在本章中彰顯得非常明顯，水到渠成地建立起具體知識與結構觀之間的聯系。

三、設計有效的問題線索，驅動學生不斷思索

有機化學中構建結構觀，就必須在教學過程中用觀念解決問題，因而，課堂中有效問題的使用能起到事半功倍的效果。一個好的問題線索能驅動學生產生強烈的求知欲，不僅解答了“在什么情況下，遇到什么問題時需要用哪些知識”的問題，還能不斷產生新的具有一定的思維深度和容量的問題。這樣的問題，具有鮮明的指向性，學生容易找到思維的起點和方向，解決的欲望非常強烈，會一直處于亢奮的深入思維的狀態中。以學習酯的相關內容為例，可以設計“‘酒是陳的香’這句俗語包含怎樣的科學道理”這一問題線索，模擬乙醇連續氧化的反應，使學生通過對實驗現象的細致觀察和分析，自主學習乙醇和乙醛、乙酸、乙酸乙酯的化學性質，了解乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯幾種物質間的轉化關系，為構建烴的含氧衍生物的二維物質關系圖打下良好的基礎。

四、分解章節內容功能，逐步形成物質結構觀

物質關系圖的構建需要逐步構建，不同的內容承擔不停的功能。教學設計時，教師應進行合理安排。“烴的含氧衍生物”中，第一節“醇 酚”要求學生先掌握醇的物理性質、化學性質，再結合官能團之間的相互影響，學習具有相同官能團的酚類的性質，這一節承擔建構物質體系，認識有機化學中的氧化反應類型，以及醇類酚類轉化關系的功能。第二節“醛”，學生通過雙鍵的性質可以確定醛基能夠發生加成反應，采用實驗探究的方法，認識醛基的性質——氧化性和還原性，和醇及酸之間可以相互轉化，使物質體系的建構更為豐富。第三節“羧酸和酯”，學生從物質類別認識到羧酸的酸性，并學習羧酸的酯化反應，以及酯可以水解的性質，本節承擔研究羧酸和酯類的轉化關系的功能，至此，學生可以建構完整的烴的含氧衍生物轉化關系，以及應用物質關系解決實際問題的功能。第四節“有機合成”設置開放性的問題：如何從乙醇得到乙二酸二乙酯？此內容的設置，起到了對內容進行全面總結并對規律靈活運用的功能，實現了物質類別之間的轉化。本專題的學習，學生先后經歷建構圖式→完善圖式→依據圖示學習典型性質→應用圖式設計有機合成路線→整合二維物質關系圖的過程，圍繞物質關系圖將章節內容進行分割再整合，達到知識結構化。

以結構觀為指導的有機化學教學，能夠幫助學生建構系統化的有機化合物知識，提高學生應用知識發現問題、分析和解決問題的能力，進而促進學生化學觀念的發展，也能提高有機化合物教學效果。