基于學生“課前預讀教材”的化學單元教學實踐

徐大珍 何彩霞

摘要： 以“乙烯、乙醇”的教學為載體，闡述以“結構決定性質”學科大概念為統領，將簡單有機化合物知識結構的建構、形成認識有機物的思路方法與學生自主閱讀能力培養相結合的多維目標單元教學實踐，明確將學生課前“預讀教材”作為學生學習新課的重要組成部分，并以此為基礎來設計單元教學，以實現學生知識理解、思維發展與能力培養的協調統一。

關鍵詞： 課前預讀教材; 預習作業設計; 有機物結構與性質; 多維目標； 單元教學

文章編號： 10056629（2022）10004407

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

教材作為課程的載體，是教與學的重要資源。閱讀教材是學生獲取知識的重要途徑，有利于提升閱讀能力［1］，建構網絡化知識，培養思維方法［2］。學生課前預讀教材（以下簡稱“預讀教材”）是指在教師講授新課之前，學生獨立地對教師要講的內容預先自學教材，記錄自己的所學和所思，以便帶著問題聽課。現實中，對于是否要求學生預讀教材，老師們的看法及教學處理不盡一致：部分教師不主張讓學生預讀教材，認為這樣會影響學生在課堂上的聽講；有的教師會讓學生提前看一下教材，但沒有明確的要求，對學生預讀教材的學習情況并沒有檢查和反饋，課堂上教師的講授也沒有考慮學生課前預習的情況。上述情況均會導致學生的課前預習存在盲目、隨意、散在等問題。如何將課前“預讀教材”作為學生學習新課的重要組成部分，并以此為基礎來設計課堂教學？按照多維目標單元教學的總體思路［3］，依據以學科大概念為統領促進學生知識理解、思維發展和能力培養同步協調統一的化學教學主張［4］，筆者開展了基于學生“預讀教材”的單元教學實踐探索。現以人教版教科書化學必修（第二冊）［5］中“乙烯、乙醇”的教學為例展開探討。

1 學科大概念統領下的單元知識分析

乙烯和乙醇作為重要的簡單有機化合物的代表物，屬于高中化學必修課程“主題4 簡單的有機化合物及其應用”［6］中的重要內容，有助于豐富學生對于簡單有機化合物的組成、結構（官能團）、性質及其相互關系的認識，對于發展學生化學思維，建構“結構決定性質”學科觀念具有重要價值。

聚焦化學學科研究對象和任務，以“物質的組成結構決定物質性質及反應”學科大概念為統領，將有機化合物的結構與性質之間的關系具體化，依據《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》［7］中的相關要求，，抽提出單元大概念：有機化合物分子中的官能團決定其性質及反應，以強調認識官能團與性質的關系［8］，由此梳理出必修階段以“乙烯、乙醇”為內容載體的單元知識層級結構（見圖1），以揭示有機物官能團與性質及反應、實驗現象與性質等不同知識間的實質性關聯，其蘊含著認識有機化合物“組成/結構（官能團）”“典型性質/反應”“用途”及其相互關系的一般思路和方法。

2 “預讀教材”作業及其評價方案設計

從學習過程的認知加工角度，學生的學習能力可分為閱讀（輸入）、思考（加工）和表達（輸出）三種基本能力［9］。據此，在學生學習了“認識有機化合物”之后，以學生初步學習的有機化合物知識做鋪墊，先后在乙烯、乙醇教學前布置如下的課前“預讀教材”作業：課前自主閱讀教材，在閱讀過程中思考教材中的知識內容，可采用圖文結合的方式來呈現自己對知識內容的理解，并寫下自己的疑惑或期望學習的問題。

針對學生完成的“預讀教材”作業，評價方案設計主要包括兩大方面：一是對學生所進行的知識梳理的分析評價；二是對學生所提出的問題的分析評價。對于前者，依據學科大概念統領下的單元知識結構及認識思路，主要從三個維度來分析（見表1）：（1）知識內容［包括有機物名稱、組成、結構特點（官能團）、典型性質、反應名稱或類型等角度］；（2）知識間的關系（主要包括組成與分類、官能團與性質，性質與用途，實驗現象與性質等知識間的關系）；（3）表達方式。對于后者，主要從“是什么”“為什么”“有什么用”或“怎么做”等角度將問題分類，以分析學生所提問題的內容指向。

以表1為參照，教師分析學生“預讀教材”作業中所做的有關乙烯、乙醇的知識梳理，并結合學生所提出的問題，來了解學生的閱讀預習情況、思維特點、學生的疑惑和希望解決的問題等，為單元學習目標和教學活動的設計提供參考。同時，表1也作為學生自評和他評的工具，對學生預讀教材起到引領和促進作用。

3 基于“預讀教材”的單元學習目標與教學思路

3.1 單元學習目標

（1） 通過觀察、比較和分析，能辨識有機化合物乙烯、乙醇中的官能團（碳碳雙鍵、羥基），能描述乙烯、乙醇的主要化學性質及相應性質實驗的現象，能書寫相關的反應式，能利用乙烯和乙醇的主要性質進行鑒別。

（2） 在有機化合物典型代表物乙烯和乙醇的學習過程中，能夠建立官能團與性質及反應（氧化反應、加成反應、加聚反應等）的關聯，加深對有機化合物的“結構決定性質、性質決定用途”的理解，歸納認識有機化合物的一般思路，并能用于分析和解釋相關問題。

（3） 經歷乙烯和乙醇的學習過程，通過自主閱讀、同伴交流和教師指導，能夠反思自己所完成的預讀教材作業，意識到閱讀、思考與表達是增進自身認識、提升學習效果的重要途徑，能有意識地利用所學方法自主閱讀教材。

3.2 單元教學整體思路

以上述學習目標為導向，本單元按照乙烯、乙醇分為兩個課時（為非連續單元［10］）。每個課時均以學生課前閱讀教材為起點，選取部分學生所完成的“預讀教材”作業作為課堂交流研討的素材，按照“課前自主預習課中解決問題課后反思提高”三步式單元教學思路展開教學活動（見圖2）。其中“課中解決問題”包括分享交流部分學生所完成的“預讀教材”作業、通過實驗探究和理論分析集中討論學生的疑問，落實核心主干知識等活動。

4 基于“預讀教材”的單元教學實施片段

現列舉乙烯和乙醇的部分教學片段以呈現基于“預讀教材”單元教學視角下的實施情況。

4.1 第一課時 乙烯的課堂教學片段

作為本單元的第一課時，在學生完成“預讀教材”作業的基礎上，“乙烯”課堂教學圍繞乙烯的組成結構、化學性質及反應（氧化反應、加成反應和加聚反應）這條知識主線，以某幾位學生的預讀作業為素材引發課堂探討的開始。通過預讀作業分析、實驗現象觀察描述與歸納總結等活動，引導學生深入認識乙烯的組成結構、性質及反應等主干知識內容及其相互關系，幫助學生逐漸體會高質量知識圖的構成要素，引導學生從“是什么”“為什么”和“有什么用”或“怎么辦”等角度進一步認識同伴的預習疑問或期待解決的問題。

［活動1.1］師生共同學習和分析關于乙烯的“預讀教材”作業（見圖3）。

甲同學：這位同學完成的乙烯知識梳理作業，按照教材的編寫順序，把乙烯、烴和有機高分子材料這些內容進行了分類，包含的知識比較全面。

乙同學：我比較欣賞這位同學畫的乙烯化學性質知識圖，他先用“因其含有碳碳雙鍵——化學性質活潑”這樣的表述來說明乙烯結構與性質的關系，再整理出乙烯具體的化學性質和相應的反應式。

活動設計意圖及實施情況說明：將部分學生課前“預讀教材”完成的乙烯知識梳理作業作為課堂教學中的學習材料，起到分享、交流和學習的作用，促進學生思考：閱讀教材時，如何把握核心主干知識，以及如何將自己理解后的知識內容用知識圖的形式準確地表達出來。

［活動1.2］實驗探究：乙烯與酸性高錳酸鉀的氧化反應、乙烯與溴的四氯化碳溶液的加成反應，回應并解決學生在預讀教材時所提出的問題。

從學生完成的“預讀教材”作業看，全班約95%的學生都提出了自己期待解決的問題。課上教師施以演示實驗，在實驗事實的基礎上，針對學生所提出的主要問題，師生展開交流研討，逐步形成對乙烯性質與反應的正確認識。

學生問題：乙烯能使酸性高錳酸鉀和溴的四氯化碳兩種溶液都褪色，二者反應原理是否相同？

實驗操作：利用實驗制取乙烯，將生成的乙烯分別通入酸性高錳酸鉀溶液和溴的四氯化碳溶液。

實驗現象：酸性高錳酸鉀溶液、溴的四氯化碳溶液均褪色。

教師提示：乙烯使酸性高錳酸鉀溶液褪色，高錳酸鉀中+7價的錳元素被還原為+2價，高錳酸鉀發生了還原反應，那么乙烯發生了什么反應？

教師提問：實驗測定，乙烯與溴的四氯化碳溶液反應得到的有機產物是1，2二溴乙烷（教師提供其結構式），通過對比，反應前后有機化合物的結構發生了哪些變化？再次閱讀教材，你是不是對“加成反應”有了更深層次的理解呢？

活動設計意圖及實施情況說明：此活動設計是在整體了解乙烯主要知識內容的基礎上，針對學生“閱讀教材”作業中提出的問題，借助實驗手段，通過觀察、分析實驗現象，最終達到深入理解乙烯的氧化反應和加成反應的目的。在實際教學過程中，經過實驗觀察和問題討論，學生不僅理解了“因乙烯含有碳碳雙鍵而使其化學性質活潑”這句話的含義，還表現出主動思考、積極參與的學習熱情和行為。

［活動1.3］總結乙烯組成結構與性質及用途的關系（見圖4）。

活動設計意圖及實施情況說明：本節課的總結提高部分，以學科大概念“結構決定性質，性質決定用途”為統領，回應本單元學習目標——“有機化合物的組成結構決定其性質及反應、性質決定用途”，指導學生建立乙烯的結構、性質與用途間的邏輯關系，同時，讓學生體會乙烯作為有機化合物代表物的學習價值。

4.2 第二課時 乙醇的課堂教學片段

通過“乙烯”的學習，學生對于按照“組成結構性質用途”的思路來整理有機物知識，有了較為深刻的印象。對于本單元第二課時“乙醇”的學習，約60%的學生“預讀教材”后所畫的乙醇的知識圖都可圈可點。約80%的學生在“預讀教材”時的疑問或期待解決的問題主要涉及兩大方面：一是乙醇的組成與結構，二是乙醇的結構與性質的關系及實驗設計。因此，“乙醇”課堂教學的重點就確定為乙醇組成與結構的理論分析，按照“實驗設計現象分析化學反應”的知識主線來學習乙醇的性質及反應（與金屬鈉的反應、氧化反應）。

［活動2.1］師生一起討論學生在乙醇“預讀教材”作業中提出的有關乙醇組成與結構的問題。

教師課前將學生所提的問題編輯成“問題串”，課堂上以此引發學生的思考與討論。問題串如下：

（1） 由乙醇的分子式（C2H6O）如何推知其結構式？乙醇有同分異構體嗎？

（2） 乙醇可以看成是乙烷分子中的一個氫原子被羥基取代后的產物，那么乙醇分子能否反過來看成是水分子中的一個氫原子被乙基取代？

（3） 乙醇羥基中的氫原子為什么不如水分子中氫原子活潑？或者說，乙醇分子

羥基中的氫原子與水分子中的氫原子區別在哪兒？

活動設計意圖及實施情況說明：將學生課前“預讀教材”時提出的部分問題作為課堂教學素材，引發學生思考和交流。在引導學生思考如何提出高質量的問題的同時，引導學生將有機化合物的組成與結構建立聯系，滲透從有機化合物的結構角度解釋其化學性質的意識。

在課堂教學過程中，學生受到教材中“乙醇可以看成是乙烷分子中的一個氫原子被羥基取代后的產物”的啟發，由乙烷的組成與結構入手，從取代和插入兩個角度，分析分子式為C2H6O的有機化合物可能的結構有兩種，從而找到乙醇的同分異構體。

對比乙醇和水的結構，得出乙醇的結構也可以看成是水分子中的一個氫原子被乙基所取代，從而推知乙醇和水分子中的羥基性質有所區別的原因，可能是受分子中羥基以外的原子或原子團的影響，即氫原子和乙基對羥基的化學性質產生了不同的影響。

［活動2.2］實驗探究：乙醇與金屬鈉的反應、乙醇的催化氧化反應。

除上述理論分析外，此活動重在借助化學實驗繼續解決學生疑問，發展學生的科學認識。

學生問題：有什么證據能證明金屬鈉不與烷烴中的氫原子反應生成H2？

演示實驗：乙醇與金屬鈉反應的實驗。用針筒通過雙孔膠塞將無水乙醇注入裝有金屬鈉的試管中，同時將產生的氣體導入盛有肥皂液的蒸發皿中。實驗結束后，點燃肥皂泡。

設計意圖及實施情況說明：在試管中實現金屬鈉與乙醇的反應，引導學生觀察、分析實驗現象，了解乙醇與金屬鈉反應緩慢，其劇烈程度遠不如金屬鈉與水的反應。

演示實驗結束后，再次展示保存在煤油中的金屬鈉，以此說明金屬鈉不與烷烴發生反應，因為煤油就是多種烷烴的混合物。結合上述乙醇組成與結構的理論分析和乙醇與金屬鈉反應的實驗事實，促進學生深入理解乙醇結構中的官能團——羥基決定了乙醇與金屬鈉的反應。

學生問題：銅作為催化劑，是先參與反應變為CuO， CuO再與乙醇反應生成銅嗎？

分組實驗：乙醇的催化氧化實驗。將螺旋狀的銅絲在酒精燈上加熱至紅熱，趁熱伸入提前裝好無水乙醇的試管中，反復2～3次，聞試管中液體的氣味。

設計意圖及實施情況說明：學生完成分組實驗操作，觀察并分析實驗現象。這一過程不僅解答了學生的疑問，還激起了部分學生的好奇心，課堂生成了新的問題：如何從斷鍵和成鍵的角度分析乙醇的催化氧化反應？

［活動2.3］總結乙醇的官能團（羥基）與性質的關系（見圖5）。

活動設計意圖及實施情況說明：本節課的總結提高部分，讓學生進一步理解單元大概念“有機化合物的官能團決定其性質及反應”。教學板書是本節課上師生討論和生生討論后思維外顯化的產物，學生見證了它的生成過程，體會到了課上積極思考和正確表達是提高學習質量的重要途徑。

5 單元教學反思

5.1 以課前預讀教材為抓手，注重學生學習能力的培養

基于學生課前預讀教材的單元教學，強調以學科大概念為統領，將簡單有機化合物知識結構的建構、形成有機物的認識思路與學生自主閱讀能力培養等進行整合，力圖實現學生知識理解、思維發展與能力培養的協調統一［11］。

與以往預習不同，指向多維目標的課前預讀教材，不僅僅是閱讀，而是要求學生在“自主閱讀”基礎上完成“知識梳理”“提出問題”等作業，將自己的認識和思考顯現出來，以促進學生養成自主閱讀、思考及表達的習慣和能力。就預讀教材的內容看，需要基于學生已有的知識經驗來選取和安排閱讀的教材內容（有上下位關系、并列關系的內容等），本單元選擇以“乙烯、乙醇”為例來開展預讀教材，可按照圖1所示的知識層級關系引導學生在閱讀過程中進行知識關聯和類比遷移。通過課前預讀教材作業及其評價反饋，給予學生明確的引導，有利于發揮“預讀教材”作業的導學、促學和測查功能。此外，在課堂上將部分學生完成的“預讀教材”作業進行分享與研討，能起到同伴互助、相互學習以及促進學生自我反思的作用。學生對照他人作業，反思和優化自己的知識梳理和所提出的問題，是學生深化知識理解的過程，亦是提升自身思考能力的過程。

5.2 基于課前預讀教材開展單元教學，需要教師做出積極的應對

基于課前預讀教材開展單元教學，其中最為關鍵的是，要基于學生的已有認識以多維目標為導向來設計單元教學。為此，教師需要做出積極的應對，具體包括：（1）教師對學生預讀教材作業進行分析評價，使之轉化為課堂教學資源，如挑出具有代表性的“知識梳理”作業作為課堂上分享研討的素材、遴選學生提出的有價值的問題并將其編輯成“問題串”作為課堂教學的問題線索。（2）針對學生提出的主要問題以及考慮到通過閱讀教材無法完成的部分內容（如實驗部分）等，選擇教學關鍵內容展開課堂上的探究，以確定課堂上教學活動的側重點。（3）考慮到學生預讀教材可能存在的差異，在按照課前、課中和課后進行單元整體設計的同時，教師有意識、有側重地進行個別指導，以兼顧學生的學習基礎和不同的學習需求，如對于基礎較好的學生，課后可延續課上的問題討論；對于基礎較薄弱的個別學生，教師會付出更多精力來協助他們落實核心主干知識、厘清知識間的內在關系。

需要說明的是，按照“自主閱讀”“知識梳理”“提出問題”設計課前預讀教材的作業，應依據學生完成的課前預讀教材情況來設計和調控單元教學，這就需要教師進一步了解學情，根據學生的情況加以選擇性地使用。

參考文獻：

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