建構(gòu)學科基本結(jié)構(gòu)注重過程與方法研究

吳策策 陳迪妹

摘 要：要以過程與方法為載體，讓學生在學習基礎知識與技能的同時熟練學習方法論，完善知識體系，建構(gòu)起學科基本結(jié)構(gòu)，從而真正落實三維目標。文章以“乙醛”教學設計為例，對建構(gòu)學科基本結(jié)構(gòu)、注重過程與方法進行研究。

關鍵詞：化學課程；學科基本結(jié)構(gòu)；過程與方法；方法論

中圖分類號：G642；G633.8 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2018）04-0030-02

一、問題的提出

新課程改革提出“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀”的三維目標，目的在于培養(yǎng)和造就大批具有創(chuàng)新精神和實踐能力的優(yōu)秀人才。在實際教學過程中，部分教師“確定‘過程與方法教學目標時，則與‘知識與技能目標孤立起來，顯得與之毫無關系，不談或略談教學目標達成所依靠的載體，從而形成目標要求上的空話、套話”。在本文作者看來，這是因為淡化化學的學科基本結(jié)構(gòu)，割裂教學內(nèi)容。布魯納（Jerome Seymour Bruner）認為，“學科基本結(jié)構(gòu)包括學科的基本概念、基本原理及其內(nèi)部規(guī)律等，越是掌握學科的基本結(jié)構(gòu)就越有利于在新的情境中遷移，在這種原理遷移的同時還伴隨著學習態(tài)度的遷移”。直觀地來說，如果想要學生有效學習學科的基本結(jié)構(gòu)，教師在進行教學設計時就要有意識地促進學生主動地形成認知結(jié)構(gòu)。這就需要教師在進行教學設計時考慮教學內(nèi)容的層次結(jié)構(gòu)，強化各個層次之間的聯(lián)系，由淺入深，讓學生鞏固知識，提高技能。同時，在課堂教學過程中還要注重幫助學生形成正確的方法論。教師要通過合理的引導，讓學生充分參與一定的外在活動（即過程），鞏固、強化并遷移具體的內(nèi)在的學習技能與思維策略（即方法），從而形成正確的學習態(tài)度。文章以“乙醛”教學設計為例，對建構(gòu)學科基本結(jié)構(gòu)、注重過程與方法進行研究。

二、設計思路

“乙醛”這一課處于“乙醇”和“乙酸”之間，是醇-醛-酸三者氧化轉(zhuǎn)換的中間環(huán)節(jié)，在整個單元結(jié)構(gòu)中起著承上啟下的作用。同時，醇-醛-酸甚至整個必修二中的有機物都可以看成是緊緊圍繞“官能團”和“反應化學鍵變化”延伸展開的。因此，教師引導學生學習普遍的原理，讓學生通過自身的學習活動過程掌握通用學習方法顯得尤為重要。

三、教學目標

一是讓學生根據(jù)展示的乙醛模型，類比乙醇的模型推測乙醛的結(jié)構(gòu)式，以及類比乙烯和氫氣反應，能寫出乙醛和氫氣的加成反應，以鍛煉邏輯思維能力，體會和感悟類比法在處理官能團等方面問題的重要性。二是讓學生進行小組合作實驗，在記錄實驗現(xiàn)象的同時，分析不同組的成敗原因，知道實驗操作關鍵點，進而能夠?qū)懗鱿鄳磻姆匠淌讲⑹煜せ瘜W性質(zhì)，體驗量變引發(fā)質(zhì)變這一樸素思想。三是讓學生理清從醇生成醛，醛的性質(zhì)運用，建立相對完整的知識結(jié)構(gòu)以及學習烴類衍生物的學習模型。

四、教學重難點

重點：乙醛的化學性質(zhì)。難點：乙醛的化學性質(zhì)以及方程式的書寫。

五、教學流程

環(huán)節(jié)一：高屋建瓴，統(tǒng)籌全局

【創(chuàng)設情境】教師：上節(jié)課講了乙醇氧化反應，請問產(chǎn)物是什么？（學生回答）現(xiàn)在我們復習一下這個方程式。學生活動：書寫乙醇氧化反應式。教師活動：巡視教室，提供指導，投影指正。教師：上一節(jié)課提到過，從醇到羧酸要經(jīng)過醛這個階段，醇-醛-酸的轉(zhuǎn)化過程就是一次次氧化的過程。氧化意味著反應，也意味著有新物質(zhì)的生成，新舊物質(zhì)的性質(zhì)差異是怎么形成的？又是如何體現(xiàn)差異的？學生：……【過渡】教師：今天這節(jié)課，我們一起學習乙醇氧化的產(chǎn)物乙醛。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，官能團也包含在結(jié)構(gòu)之中，先學習乙醛的結(jié)構(gòu)能為以后學習它的性質(zhì)打下基礎。

【設計意圖】課堂導入至關重要，有機物相關知識的學習有一條重要的線索：結(jié)構(gòu)——性質(zhì)。橫向上，結(jié)構(gòu)聯(lián)通了醇、醛、羧酸三者變化，縱向上，結(jié)構(gòu)闡明性質(zhì)。這種內(nèi)部規(guī)律，教師需要通過反復強化幫助學生牢固掌握。而想要達到這樣的目的，提問無疑是最好的方法。教師要通過提問的方式引發(fā)學生認知失衡，激發(fā)學生的學習興趣。

環(huán)節(jié)二：類比分析，認識結(jié)構(gòu)

【結(jié)構(gòu)】教師活動：投影展示乙醛的球棍模型。教師：類比乙醇的結(jié)構(gòu)式，嘗試書寫乙醛的結(jié)構(gòu)式并思考如果乙醛可以分解成兩個部分，那么這兩個部分由什么組成。學生活動：書寫結(jié)構(gòu)式并分解結(jié)構(gòu)。學生：乙醛可以由甲基和-CHO組成。教師：其中-CHO是醛基，是醛類的官能團，決定了大部分醛類的性質(zhì)。由此不難得出醛類的通式CnH2nO，更簡單一點可以縮寫為RCHO。教師：現(xiàn)在，請同學們一起寫下乙醛的結(jié)構(gòu)簡式。學生活動：書寫結(jié)構(gòu)簡式。教師活動：投影指正。教師：千萬不能寫成CH3COH，這樣的OH是羥基的寫法而不是醛基的寫法。既然提到羥基，請同學們對比分析一下羥基和醛基的區(qū)別。學生：醛基CO雙鍵O上沒有氫。教師：醛基和羥基是完全不同的基團，不能僅從元素組成上認定。這一點也加深了我們對官能團的認識，它擁有固定的寫法，同時不同官能團之間的差異還是比較明顯的。

【設計意圖】教師采用對比的方法讓學生進行學習遷移，獨立自主完成乙醛結(jié)構(gòu)的書寫，從而提高學生的操作技能，之后再通過一次官能團對比，強化對比方法的運用。中間穿插學生易錯點，強調(diào)結(jié)構(gòu)（官能團）的獨特性這一學科概念。

環(huán)節(jié)三：強化過程，凸顯方法

【物理性質(zhì)】教師：我們學習一種物質(zhì)的物理性質(zhì)時，一般從哪些方面學習？學生：氣味，顏色，溶解度。教師活動：要通過一定的“過程”與“方法”，幫助學生理解這一知識點。具體如下：

【過渡】教師：乙醛的化學性質(zhì)，其實可以分為兩大反應：加成反應和氧化反應。

【還原反應】教師：對比分析乙醛和乙烯的結(jié)構(gòu)，請問為什么乙醛可以發(fā)生加成反應？學生：乙烯具有C=C雙鍵，乙醛具有C=O雙鍵，既有相似也有不同。教師活動：仿照乙烯加成反應式，書寫乙醛加成反應式。教師：這個反應屬于加成反應，如果從氧化還原角度來看，又歸屬另外一種反應。在有機反應中，產(chǎn)物比生成物多了H或者產(chǎn)物比生成物少了O就屬于還原反應。反之，產(chǎn)物比生成物多了O或者產(chǎn)物比生成物少了H就是氧化反應。教師：這個反應是屬于氧化還是還原？產(chǎn)物又是什么物質(zhì)？學生：還原反應，產(chǎn)物是乙醇。

【過渡】教師：那么，乙醛可以發(fā)生氧化反應嗎？其原因是什么？學生：可以。因為乙醛加O或者少H就是氧化反應。

【氧化反應】教師：對，同學們的分析很透徹，乙醛可以發(fā)生氧化反應。教師：經(jīng)典的氧化反應之一就是乙醛和氧氣反應生成乙酸。教師活動：展示乙醛和氧氣氧化反應的方程式。

【銀鏡反應】教師：乙醛的經(jīng)典氧化反應除氧化生成酸外，還有一個是銀鏡反應。教師活動：演示銀鏡實驗。具體內(nèi)容如下：

教師：實驗的關鍵，在于滴加稀氨水至產(chǎn)生的沉淀恰好消失。請問，如果加入的稀氨水太少會怎么樣？學生：加入的稀氨水太少則無法產(chǎn)生[Ag（NH3）2]OH，自然不會與乙醛發(fā)生反應。教師：加入太多，則會產(chǎn)生容易爆炸的AgN3，十分危險。教師：產(chǎn)生的銀鏡雖然美麗，但實驗完畢也要注意打掃，請問如何除去？設想：如何將單質(zhì)銀轉(zhuǎn)換為可溶性的物質(zhì)？學生：用HNO3氧化生成鹽溶液。

【過渡】教師：乙醛還可以和新制的Cu（OH）2反應，這也是乙醛的一個典型反應。教師活動：演示與新制Cu（OH）2反應，具體活動內(nèi)容如下：

教師：這個實驗的關鍵在于加入的NaOH要過量，要提供一個堿性環(huán)境，之后才能和乙醛進一步反應。教師：類比剛才除去銀鏡的思路，請問如何除去產(chǎn)生的Cu2O？學生：用HNO3氧化生成可溶鹽溶液。

【設計意圖】建構(gòu)主義學習觀認為，教師要將學生已有的經(jīng)驗作為新知識的生長點，引導學生參與活動，增加學生的學習趣味性，同時加深學生對知識的印象。教師要引導學生將乙醛與乙烯結(jié)構(gòu)進行對比，從結(jié)構(gòu)入手，對碳碳雙鍵性質(zhì)進行遷移，讓學生完成對還原性的學習，并適時引入有機反應中氧化還原的判斷基本原理，承接氧化還原判斷過渡到氧化性質(zhì)的學習。要引導學生通過實驗過程和反復強化手段學習性質(zhì)，同時將對比上升為一種思維模式。

環(huán)節(jié)四：總結(jié)深化，構(gòu)建體系

教師：這節(jié)課我們一起學習了一些關于乙醛的知識，現(xiàn)在來總結(jié)一下，形成一個完整的認知結(jié)構(gòu)。

【設計意圖】基本概念、基本原理及內(nèi)部規(guī)律等這些學科基本結(jié)構(gòu)內(nèi)涵，學生以前都學習過。而如何整合成一個整體，幫助學生牢固地掌握這些知識，是教師要進一步研究的。將知識納入到認知結(jié)構(gòu)之中，進行概念同化，無疑是一個較好的方法。

六、教學反思

1. 凸顯方法論

從開頭的引入到之后的性質(zhì)學習，圍繞“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”“官能團”展開，用實際的學習過程強調(diào)學習有機化合物的一個重要方法——抓住官能團的結(jié)構(gòu)特點。同時，這樣的教學模式有助于學生進行橫向遷移，學習其他有機化合物，也有利于學生內(nèi)化“方法”——類比法。

2. 重視過程與方法

學生想要真切地理解所學知識，就需要通過自己的努力，構(gòu)建屬于自己的認知結(jié)構(gòu)。在教學過程中，教師可先讓學生通過一系列的外在活動去直觀感受乙醛物理性質(zhì)。學生有了這樣的“過程”基礎，教師再輔以適當?shù)闹v解，就能幫助學生理解內(nèi)核本質(zhì)。而更抽象的化學性質(zhì)，教師則可以設置問題引導學生充分思考，通過類比分析的“方法”同化相關知識。

3. 實驗步驟分解

“銀鏡反應”“與新制氫氧化銅反應”都是乙醛氧化性典型代表實驗，而這兩個反應的方程式都比較復雜，教師直接呈現(xiàn)方程式無疑會增加學生的負擔。因此，教師可以將實驗步驟進行分解并輔以反應式，幫助學生詳細了解反應過程，最后進行一個總的反應方程式的呈現(xiàn)。這樣，可以幫助學生更好地理解所學知識。

參考文獻：

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