核心素養引領下的專題復習研究

王海富

摘要：結合具體教學案例，運用“教、學、評”一致性原理，指向核心素養的證據推理和模型認知，促進學生深度和自主學習，收獲師生的教學相長。

關鍵詞：核心素養;“教、學、評”一致性;自主學習

文章編號：1008-0546（2020）11-0079-04 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.11.020

一、研究背景

在我校高二年級物化組合班級選修五第三章《烴的含氧衍生物》新課基本結束時，無錫市的三十余位化學骨干教師來訪問我校，我在高二（13）班給老師們上了一節《條件限制型同分異構體的書寫》的專題交流課。我想通過同分異構體的書寫來做一次階段性知識的歸納、整理和復習，考慮到該班級是星光班，學生主體比較優秀且有化學競賽的基礎，所以在知識難度和選題上都做了適當的拔高;而且該班也是學校平板電腦教學的試點班級，我也想借助于平板的互動和及時反饋學生在問題思考中的過程，運用“教、學、評”一致性原理，在核心素養引領下基于證據推理形成思維模型，促進學生的自主學習。

二、教學設計思路和教學目標

首先精心選擇開放性的素材為載體，逐級展開復習。符合學生認知規律，為學生進行探究性學習營造探究情境，培養學生分析、判斷提出有探究價值化學問題的能力。其次，創設多層面、多維度的探究情境，誘發學生不斷激起認知沖突，造成心理懸念，喚起學生的求知欲望，能主動自發學習。同時，通過電腦平板的互動和統計，及時對學生的思考和反饋進行分析與評價，并應用探究結果解決相關問題…。建立學生大數據化的信息觀，為教學評價提供數據支撐，真正實現“教、學、評”一致性。

通過上述過程，實現教學目標：在開放的問題情境中讓學生親身經歷討論和比較歸納的過程，注重學習中所蘊含的科學方法和科學精神。在交流討論中讓學生學會自主和合作。在質疑、體會、反思中不斷提升內在的科學素養。通過對比和遷移、自主探究、小組合作、互評他評等多種方式，引導學生形成“條件限制型同分異構體書寫”的一般思路模型和范式。

三、教學過程

為了增強輪胎的耐磨性、抗氧化性等性能，生產輪胎時常常向橡膠中加入一些添加劑，其中有一種很重要的物質就是新型高分子材料PaMS樹脂。

[思考]PaMS樹脂是聚a-甲基苯乙烯的簡稱，結構如下：錫的客人們，又讓師生迅速切入本課正題。

[思考]有機物C9H10存在多種熔、沸點等性質與a-甲基苯乙烯不相同的分子，請問這些分子可能含有哪些基本的結構特征？

生答：苯環、雙鍵。

師問：一定是苯環和雙鍵？

生答1：還可能是苯環和三鍵。

生答2：不可能三鍵。因為不飽和度只有5，最多是苯環和雙鍵，或者5個環，或者4個環和一個雙鍵，或者3個環和一個三鍵或2個雙鍵，或者2個三鍵和1個雙鍵……

設計意圖：用不飽和度的知識，培養學生的抽象思維和發散思維能力。

師問：請寫出其中與a一甲基苯乙烯具有相同官能團的芳香族化合物的結構簡式？

生答：

[歸納]這些分子與a一甲基苯乙烯互為同分異構體，主要是側鏈長短的不同及位置不同造成的，我們稱為構造異構。

師問：除了上述構造異構外，同分異構體還有哪些類型呢？

生答：立體異構，包括順反異構和手性異構。

順反異構：由于碳碳雙鍵不能旋轉而導致分子中原子或原子團在空間的排列方式不同所產生的異構現象，一般要有雙鍵。

兩個相同原子或原子團排列在雙鍵的同一側的稱為順式結構。

兩個相同原子或原子團排列在雙鍵的兩側的稱為反式結構。

手性異構：具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手和右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能重疊，互稱手性異構體。一般要有手性碳原子。

設計意圖：總結歸納中學階段常見的同分異構體類型，梳理提煉不同類型同分異構體的基本特征，培養學生整理和提煉信息的能力。

師問：上述幾種分子中有沒有分子存在順反異構或者手性異構呢？

生答2：這不是手性碳！因為手性碳是就相連四個不同原子或原子團的飽和碳原子而言。與苯環相連的雖為飽和碳，但碳原子上相連的2個氫原子相同。

生答：可以通過加成反應或取代反應讓兩個分子形成手性碳原子。

設計意圖：讓學生將前面學過的手性碳的知識及有機基本反應能積極遷移到具體問題的應用上，比如加成反應、取代反應等，培養學生逆向思維能力;同時也是為后面的探討研究做一個過渡。

除了羥基、醚鍵、碳碳雙鍵、醛基和羰基（或酮基）外，又增加兩種：羧基和酯基。可見，增加了1個氧原子，官能團種類增多，同分異構體種類將更多。如何確定官能團的種類及位置？我們必須增加條件限制！

[思考]（2005江蘇卷改編）化學式為C9H10O的有機物能同時滿足下列條件的同分異構體可能有哪些？（不考慮立體異構）

①與溴的四氯化碳溶液發生加成反應;②能與FeCI3溶液發生顯色反應。

學生分析：根據性質，有一個苯環及酚羥基，還有一個碳碳雙鍵，即烯酚結構;結合不飽和度為5，判斷殘余的基團，共19種。

可見，增加條件限制后，同分異構體的數目明顯減少。

[思考]化學式為CgH10O2的有機物其中能同時滿足下列條件的同分異構體可能有哪些？

①苯環上的一取代產物只有兩種;②與Na2CO3溶液反應放出氣體;③分子中含有四種不同化學環境的氫。

學生分析：根據性質，有一個苯環、羧基;結合不飽和度還有兩個飽和碳原子;再根據分子中四種環境氫原子。從對稱性角度不難分析出

由此可見，條件限制越多，同分異構體的范圍相對越小。

[歸納]條件限制型同分異構體的書寫策略：

（1）確定分子式、核心原子數、基團和官能團（核心基團）

根據限定結構或性質條件，寫出結構單元;

（2）確定不飽和度、剩余原子數（殘基原子）

觀察剩余c、O等原子的個數和剩余不飽和度，考慮c、O等原子可能存在形式，形成結構單元;

（3）根據不同化學環境氫的種類嘗試組合（組合嘗試）

將結構單元按照一定順序組裝成分子;

（4）檢查驗證所寫簡式結構是否符合限定條件（書寫驗證）

根據分子式、不同化學環境的氫等其他信息進行篩選，檢查，確保答案正確;

注意：（1）若限制條件中有關于不同化學環境氫的種類的限定，一般來說要寫的有機物是相對最對稱的，可考慮各種對稱因素;（2）結構簡式的規范書寫。

四、教學反思

1.運用“教、學、評”一致性原理，實現學生的深度學習

運用“教、學、評”一致性的原理，有利于實現深度講評。在討論中不但關注怎么教，還整體考慮學生怎么學、學得怎樣等問題，實現教學評效益的最大化。精心選擇核心問題，緊緊圍繞教學評目標進行評析，充分利用課堂大數據的評價實現糾錯提升和素養發展目的，最大化挖掘核心問題的素養價值和教育功能。

本節課主要討論了CgH10→CgH10O→CgH10O2，抓住不飽和度，評價全程跟進，師生深度對話，有效訓練學生思維的發散性，一環套一環，環環相扣，循序漸進，引導學生從簡單到復雜，從直觀到抽象，從正向到逆向。本人以前總是注重如何教才能讓學生聽瞳，而在新課程理念中，學生才是學習的主體，教師是學習活動的組織者和引導者，教師要從教什么和怎么教轉變為怎樣激發學生的學習積極性和主動性。從課堂的效果看，基本達到了預設的效果，尤其學生的臨場反應更是出乎我預料的好，生成的問題雖然是我課前沒想到的，但是讓我更加了解了學生的思維和目前知識掌握的實際狀況。

2.指向核心素養的證據推理，促進學生的自主學習

真實的主體情境是學生學科核心素養形成和發展的重要載體。選取真實的、有意義的、能引發學生興趣的化學問題，以情境激學，問題導學，引導學生思考宏觀現象背后的微觀變化，讓學生意識到源于教材的知識在新情境中活學活用，體會化學的學價值并獲得學習的成就感。信息處理和證據推理的能力是化學學科核心素養中“證據推理與模型認知”的重要體現。

本節課以有機物結構為載體，運用不飽和度知識，在對比遷移和發散中，對知識進行梳理歸納、拓展延伸。在實踐中基于證據推理的應用，最終形成有機物同分異構體書寫的一般思維模型和范式：核心基團一殘基原子一組合嘗試一書寫驗證，提升學生自主學習能力。

3.磨練中不斷提升自身的素質，汲取經驗實現教學相長

本節課中，本人追求素材的選擇有層次性，知識點的切入講究策略，用真實情境驅動學生積極地探究。教師精心設計提出的每個問題都是通過引導學生認真思考分析后自己總結得出的。

特別是在選題上側重于典型性，因為有些問題是抽取原題的一部分，勢必脫離原題的前后情境從而易造成斷章取義，如由2005江蘇卷抽取改編的題：“化學式為C9H10O的有機物能同時滿足下列條件的同分異構體可能有哪些？（不考慮立體異構）①能與溴的四氯化碳溶液發生加成反應;②能與FeCl3溶液發生顯色反應。”原題是能使溴的四氯化碳溶液褪色，但原題后續信息中強調有雙鍵，而抽取后沒有說明有雙鍵，因為酚羥基也能使溴的四氯化碳溶液褪色。再比如由2012寧夏卷選編的：“E（C7H5O2CI）的同分異構體中含有苯環且能發生銀鏡反應的共多少種（不考慮CI和O相連的結構）。”其中不考慮c1和O相連的結構也是后來補充，以防學生寫出-O-CI結構，實際上不存在酚羥基和-O-C1的結構，但從基團組合看，應該是有這種可能性的。

對教師來說，教學研究總是進行時，其中有困難，更有克服困難后的成長和收獲！