基于模型認(rèn)知與建構(gòu)的有機(jī)化學(xué)教學(xué)探究

李靈敏

[摘? ?要]以一道有機(jī)化學(xué)選考試題為例，對(duì)其進(jìn)行反復(fù)分析研究，以深化知識(shí)理解、領(lǐng)會(huì)教學(xué)重點(diǎn)、優(yōu)化教學(xué)策略，從而促進(jìn)教師的專業(yè)成長(zhǎng)。

[關(guān)鍵詞]真題;模型認(rèn)知;建構(gòu);有機(jī)化學(xué)

[中圖分類號(hào)]? ?G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ?A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ?1674-6058（2019）29-0068-02

高考試題對(duì)一線教學(xué)有很大的示范效應(yīng)，有的試題突出學(xué)科價(jià)值，有的試題彰顯課改成果，有的試題緊跟前沿科技，給一線教師提供了教學(xué)思考的方向。通過(guò)對(duì)試題的研究，教師不僅可以深化知識(shí)理解、領(lǐng)會(huì)教學(xué)重點(diǎn)，還能發(fā)現(xiàn)自己教學(xué)中的不足，優(yōu)化教學(xué)策略，從而促進(jìn)自身的專業(yè)成長(zhǎng)。本文以2019年4月浙江選考第32題為例，談?wù)勅绾卧谟袡C(jī)化學(xué)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)認(rèn)知模型的建構(gòu)與完善。

一、試題預(yù)覽

二、試題評(píng)價(jià)

本試題以合成除草劑苯達(dá)松和染料中間體為背景，圍繞從甲苯到苯達(dá)松制備過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)了真實(shí)、有意義的測(cè)試情境。要求學(xué)生結(jié)合已學(xué)知識(shí)、題給信息，靈活運(yùn)用正向思維與逆向思維相結(jié)合的方法進(jìn)行推斷，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出該試題的五個(gè)測(cè)試任務(wù)，涉及反應(yīng)類型的判斷、分子組成的確定、結(jié)構(gòu)的推斷、反應(yīng)方程式的書(shū)寫、合成路徑的設(shè)計(jì)和同分異構(gòu)體的書(shū)寫等方面。整道試題綜合性強(qiáng)，不僅有利于促進(jìn)學(xué)生思考、推理和判斷，診斷學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)[2]的程度，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任，促進(jìn)學(xué)生體會(huì)化學(xué)對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)。

三、試題啟示

雖然這次有機(jī)附加試題的命題風(fēng)格和問(wèn)題呈現(xiàn)方式基本延續(xù)了前6次選考試題的特點(diǎn)，堅(jiān)持基礎(chǔ)與能力考查并重，難度適中，考查有機(jī)化學(xué)的主干知識(shí)和核心素養(yǎng)，然而考生的答題情況卻不夠理想，平均得分較低。

究其原因，一是考生對(duì)有機(jī)物的推斷習(xí)慣于正向思維，不善于逆向思維，習(xí)慣從結(jié)構(gòu)出發(fā)得組成、推性質(zhì)，不善于從組成和性質(zhì)出發(fā)推結(jié)構(gòu);二是考生不會(huì)靈活運(yùn)用試題提供的已知信息。追根溯源是考生不能很好地理解并運(yùn)用“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”，沒(méi)有形成系統(tǒng)分析與認(rèn)知模型，不會(huì)運(yùn)用“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的學(xué)科核心知識(shí)解決有機(jī)化學(xué)的實(shí)際問(wèn)題。

那么，解答此題所需的邏輯思維與學(xué)科素養(yǎng)是如何獲得的呢？是靠刷題刷出來(lái)的嗎？答案顯然是否定的，課堂教學(xué)才是核心素養(yǎng)培養(yǎng)的主陣地。但在實(shí)際教學(xué)中，往往存在過(guò)度關(guān)注單類有機(jī)物結(jié)構(gòu)的情況，雖然也強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，但缺乏系統(tǒng)認(rèn)知。學(xué)生通常記背大量孤立的知識(shí)點(diǎn)，不能形成系統(tǒng)完整的有機(jī)化學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)。鑒于此，筆者開(kāi)展了《高中化學(xué)模型認(rèn)知與建構(gòu)的教學(xué)實(shí)踐與研究》（慈溪市2018年教育科學(xué)規(guī)劃研究課題，編號(hào)為CX18002）這一課題的研究，現(xiàn)談?wù)劵谀Ｐ驼J(rèn)知與建構(gòu)的有機(jī)化學(xué)教學(xué)策略。

1.遵循認(rèn)知規(guī)律

以蘇教版教材為例，有機(jī)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)主要集中在必修《化學(xué)2》專題3與選修《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》兩個(gè)模塊上。根據(jù)人對(duì)事物的認(rèn)識(shí)都是“螺旋式”上升發(fā)展的這一規(guī)律，教學(xué)中教師不可操之過(guò)急，要循序漸進(jìn)地推進(jìn)教學(xué)任務(wù)，遵循學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

例如，在《化學(xué)2》專題3第二單元《食品中的有機(jī)化合物——乙醇》的教學(xué)中，要求學(xué)生掌握乙醇的分子組成、主要性質(zhì)（跟活潑金屬的反應(yīng)、氧化反應(yīng)），并以乙醇作為起點(diǎn)，建立官能團(tuán)與有機(jī)化合物分類的初步認(rèn)識(shí)。對(duì)學(xué)生而言，繼烴之后學(xué)習(xí)烴的衍生物才剛剛開(kāi)始，由于固有思維模式的影響，對(duì)有機(jī)反應(yīng)尚未完全適應(yīng)，而且醇的氧化反應(yīng)機(jī)理本身又是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)，如果此時(shí)步子邁得過(guò)大，有機(jī)化學(xué)將會(huì)成為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的拐點(diǎn)。因此，在該節(jié)教學(xué)中不宜將醇在不同溫度下的脫水反應(yīng)（消去、成醚）、醇與HX的取代反應(yīng)、多元醇的性質(zhì)等選修模塊的教學(xué)內(nèi)容提前，而應(yīng)遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，淺臺(tái)階、重基礎(chǔ)，在學(xué)生原有認(rèn)知的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展學(xué)生新層次的知識(shí)與技能，一步一個(gè)腳印“螺旋式”地引領(lǐng)學(xué)生不斷攀登化學(xué)的高峰。

2.構(gòu)建認(rèn)知模型

模型認(rèn)知是指能依據(jù)事實(shí)，分析研究對(duì)象的構(gòu)成要素和各要素的關(guān)系，建立實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⒄J(rèn)知模型和數(shù)學(xué)模型，反映研究對(duì)象的本質(zhì)特征，揭示規(guī)律;能正確認(rèn)知模型和事物原型的關(guān)系，能應(yīng)用模型解釋說(shuō)明物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化。已有研究表明，有了“模型”，人們就能更好地“認(rèn)知”新事物，如認(rèn)知原子時(shí)建立了“原子模型”，認(rèn)知分子時(shí)建立了“分子模型”;而且建模學(xué)習(xí)的思維過(guò)程非常貼近科學(xué)家的思維過(guò)程，要求學(xué)生必須經(jīng)歷觀察、提問(wèn)、猜想、表征、求證、論證、應(yīng)用等過(guò)程，并因此獲得學(xué)科核心素養(yǎng)。此外，有機(jī)化學(xué)教學(xué)中還可以建立“結(jié)構(gòu)分析模型”，幫助學(xué)生深入理解“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的學(xué)科核心思想。

例如，在有機(jī)化學(xué)選修模塊專題2第一單元《有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)》教學(xué)中可以進(jìn)行如下教學(xué)設(shè)計(jì)：

從必修《化學(xué)2》專題3所學(xué)的熟悉的有機(jī)物入手，引導(dǎo)學(xué)生思考有機(jī)物內(nèi)部結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，學(xué)習(xí)新知有機(jī)物中碳原子的成鍵特點(diǎn)，并從價(jià)鍵角度再次分析甲烷、乙烯、乙醇、乙酸的結(jié)構(gòu)，聯(lián)系性質(zhì)差異，建立結(jié)構(gòu)分析性質(zhì)模型。隨后給出陌生有機(jī)物CH2=CHCH2OH，讓學(xué)生自主應(yīng)用、分析和討論，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的推測(cè)，在體會(huì)探究成功的喜悅之際，感受結(jié)構(gòu)分析性質(zhì)模型的魅力與構(gòu)建思路。

3.完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)

如果只是將一堆碎片化的知識(shí)呈現(xiàn)在學(xué)生面前，盡管它們正確且詳細(xì)，也是沒(méi)有價(jià)值的，因?yàn)樗槠闹R(shí)難以被運(yùn)用，無(wú)法指向能力的提升。尤其是當(dāng)前考試模式下有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的考查主要以一道附加試題的形式呈現(xiàn)，需要學(xué)生對(duì)大量碎片化的有機(jī)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合處理與運(yùn)用。因此在有機(jī)化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，一方面要加強(qiáng)知識(shí)的整合，在學(xué)生熟悉的單類有機(jī)物性質(zhì)的基礎(chǔ)上，幫助學(xué)生建構(gòu)各類有機(jī)物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系知識(shí)結(jié)構(gòu)圖。

例如，在有機(jī)化學(xué)復(fù)習(xí)課中，可以借助“官能團(tuán)的引入和轉(zhuǎn)化”進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建有機(jī)轉(zhuǎn)化模型（如下圖所示），逐步完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)，提升對(duì)有機(jī)知識(shí)的系統(tǒng)整合。

另一方面，整合之后要注重應(yīng)用，可以通過(guò)有機(jī)合成設(shè)計(jì)訓(xùn)練，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)有機(jī)知識(shí)結(jié)構(gòu)圖的深度理解。學(xué)生在有機(jī)合成設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用已有原料、信息，在官能團(tuán)引入、轉(zhuǎn)化、保護(hù)的過(guò)程中，暴露思維的不足，激發(fā)創(chuàng)新的動(dòng)力，在逐步改善設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中，培養(yǎng)與提升邏輯思維能力。

綜上，純粹靠刷題，學(xué)生知識(shí)、能力、素養(yǎng)的提升會(huì)很有限。只有圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)科學(xué)合理地組織和設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，幫助學(xué)生構(gòu)建認(rèn)知模型，逐步完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，才能促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展與提升。

[? 參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ]

[1]? 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]? 王祖浩.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)·化學(xué)2（必修）[M].南京：江蘇教育出版社，2009.

[3]? 王祖浩.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)·有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)[M].南京：江蘇教育出版社，2009.

[4]? 程遇玲.淺談高中化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2017（7）：8-11.

[5]? 唐勁軍.有機(jī)物結(jié)構(gòu)分析模型建構(gòu)的教學(xué)策略研究[J].化學(xué)教育，2015（11）：11-17.

（責(zé)任編輯 羅? ?艷）