以微項(xiàng)目教學(xué)促進(jìn)高中有機(jī)化學(xué)深度學(xué)習(xí)

曹艷艷

摘要：為實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)的深度學(xué)習(xí)，在高二理科班開設(shè)了選擇性必修課程《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》，新課標(biāo)對(duì)此提出的要求是：通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能建立“組成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的基本觀念，形成基于官能團(tuán)、化學(xué)鍵與反應(yīng)類型認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物的一般思路;了解測(cè)定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)、探究性質(zhì)、設(shè)計(jì)合成路線的相關(guān)知識(shí)，發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：微項(xiàng)目教學(xué);有機(jī)化學(xué);深度學(xué)習(xí)

魯教版新教材以高觀點(diǎn)、大視野、多角度詮釋核心素養(yǎng)內(nèi)涵，科學(xué)構(gòu)建核心素養(yǎng)的發(fā)展進(jìn)階，基于進(jìn)階思考教材在每章末設(shè)置一個(gè)微觀項(xiàng)目開展項(xiàng)目式教學(xué)，項(xiàng)目式教學(xué)旨在引導(dǎo)學(xué)生面對(duì)實(shí)際的化學(xué)問題學(xué)以致用，實(shí)現(xiàn)由所學(xué)知識(shí)向關(guān)鍵能力和核心素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化。

有機(jī)化學(xué)是在原子、分子水平上研究有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及應(yīng)用的科學(xué)。有機(jī)化合物中原子主要以共價(jià)鍵相結(jié)合，分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，致使有機(jī)化合物種類繁多、數(shù)量龐大，學(xué)生在初學(xué)有機(jī)化學(xué)時(shí)感到難以切入。為了幫助學(xué)生解決這個(gè)難題，教材在第一章的章末設(shè)置了第一個(gè)微項(xiàng)目——模擬和表征有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)，本項(xiàng)目通過兩個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)實(shí)現(xiàn)多角度認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目活動(dòng)1-利用模型模擬有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)，首先讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)室里的有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)模型，寫出這些模型對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡式和分子式，并指出所屬哪類有機(jī)化合物，學(xué)生通過親自觀察建立強(qiáng)烈的直觀效果，從感性上認(rèn)知原子或原子團(tuán)的鏈接順序、成鍵方式，使他們形成正確的價(jià)鍵理論;再讓學(xué)生通過親手拼插模型，認(rèn)識(shí)甲烷的正四面體結(jié)構(gòu);最后學(xué)生通過組內(nèi)交流談?wù)摰姆绞酱罱–4H10O的球棍模型，通過搭建模型學(xué)生能感受到有機(jī)化合物分子種類繁多的現(xiàn)象，并且能夠建構(gòu)有機(jī)化合物同分異構(gòu)體書寫的思路，即碳骨架異構(gòu)、官能團(tuán)位置異構(gòu)、官能團(tuán)類型異構(gòu)、對(duì)映異構(gòu)，準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)，對(duì)進(jìn)一步研究有機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)、探索結(jié)構(gòu)改變與性質(zhì)變化之間的關(guān)系都有這十分重要的意義。項(xiàng)目活動(dòng)2-利用圖譜表征有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)，通過此項(xiàng)活動(dòng)讓學(xué)生知道可以通過現(xiàn)代儀器分析法快速、準(zhǔn)確地測(cè)定有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)，利用紅外光譜可獲得分子中所含有的化學(xué)鍵或官能團(tuán)信息，利用核磁共振氫譜獲得有機(jī)化合物分子中有幾種不同類型的氫原子及它們的相對(duì)數(shù)目信息，利用質(zhì)譜精準(zhǔn)測(cè)定相對(duì)分子量。學(xué)生基于兩個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)達(dá)成本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)目標(biāo)即深入體會(huì)有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)特征，形成多角度認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的思路和方法，進(jìn)一步體會(huì)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的學(xué)科思想。發(fā)展了“宏觀辨識(shí)與微觀探析”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

為了實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的創(chuàng)造性應(yīng)用，在第二章設(shè)置了第二個(gè)微項(xiàng)目——探秘神奇的醫(yī)用膠，醫(yī)用膠在外科手術(shù)中代替手術(shù)縫合線，既能減少患者的痛苦，又能使傷口愈合后保持美觀。通過對(duì)醫(yī)用膠結(jié)構(gòu)與性能的探究，建立有機(jī)化合物宏觀性能與微觀分子結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，體驗(yàn)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)在實(shí)踐中的創(chuàng)造性應(yīng)用;通過對(duì)醫(yī)用膠改性的研討，進(jìn)一步鞏固利用有機(jī)化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)官能團(tuán)轉(zhuǎn)化的方法。此項(xiàng)目圍繞兩個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)展開，項(xiàng)目活動(dòng)1-從性能需求探究醫(yī)用膠的分子結(jié)構(gòu)及粘合原理，項(xiàng)目活動(dòng)2-通過結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化改進(jìn)醫(yī)用膠的安全性等性能。為了讓幫助學(xué)生完成項(xiàng)目活動(dòng)，在每個(gè)項(xiàng)目中都給出了資料卡片，學(xué)生結(jié)合資料卡片上所給的相關(guān)信息，組內(nèi)討論小組合作完成項(xiàng)目活動(dòng)，通過這樣的活動(dòng)提高學(xué)生的閱讀能力、信息提取和整合能力，也發(fā)展了團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力，最后小組展示項(xiàng)目成果。通過探秘神奇的醫(yī)用膠，學(xué)生深入領(lǐng)會(huì)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的學(xué)科思想，并形成應(yīng)用有機(jī)化合物性質(zhì)分析解釋實(shí)際現(xiàn)象、利用有機(jī)化學(xué)反應(yīng)解決材料改進(jìn)問題的思路。重點(diǎn)發(fā)展“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“變化觀念與平衡思想”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

有機(jī)化學(xué)最終要服務(wù)于人類生活，有機(jī)合成賦予人類神奇的創(chuàng)造力，使人們能利用最簡單的原料和反應(yīng)制造出各種各樣的有機(jī)化合物，對(duì)于高中生來說他們需要了解有機(jī)合成的基本方法和程序，為了實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)階，發(fā)展有機(jī)合成在新型材料研發(fā)中的應(yīng)用，在第三章設(shè)置了第三個(gè)微項(xiàng)目——改進(jìn)手機(jī)電池中的離子導(dǎo)體材料。鋰離子電池工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量高、無污染、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)成為目前市場(chǎng)上手機(jī)電池的首選，但是傳統(tǒng)的鋰離子點(diǎn)是所用的離子導(dǎo)體多為液體，易發(fā)生泄露爆炸等危險(xiǎn)，安全性低，因此研究人員不斷改進(jìn)離子導(dǎo)體材料。本項(xiàng)目通過設(shè)計(jì)離子導(dǎo)體材料，將研究材料性能問題轉(zhuǎn)化為研究有機(jī)化合物的性質(zhì)問題，聚焦有機(jī)化合物的功能集團(tuán)，設(shè)計(jì)高分子化合物的分子結(jié)構(gòu)，建立從化學(xué)視角分析、解決材料問題的思路和方法。讓學(xué)生體會(huì)正逆合成路線的設(shè)計(jì)，并且學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)合成路線，體會(huì)官能團(tuán)保護(hù)、“綠色化學(xué)”等思想。為達(dá)成項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)而設(shè)置了兩個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)，在項(xiàng)目活動(dòng)一中引導(dǎo)學(xué)生在解決設(shè)計(jì)分子、改進(jìn)材料性能的實(shí)際問題過程中，首先要依據(jù)產(chǎn)品需求充分分析材料性能，依據(jù)材料性能尋找關(guān)鍵結(jié)構(gòu)單元，最終完成分子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在項(xiàng)目活動(dòng)二中小組合作完成設(shè)計(jì)路線，并且互評(píng)不同的合成路線，梳理分析評(píng)價(jià)的角度。最后進(jìn)行項(xiàng)目成果展示。

為了凸顯核心知識(shí)、促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展魯科版新教材遵循新課標(biāo)基于學(xué)習(xí)進(jìn)階，設(shè)置的三個(gè)微項(xiàng)目層層深入，從模擬表征有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)到建立有機(jī)化合物宏觀性能與微觀分子結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，再到設(shè)計(jì)高分子化合物的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)了有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)階，為學(xué)生深度學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)提供了很好的素材，達(dá)成學(xué)生由知識(shí)到能力再到素養(yǎng)的進(jìn)階。

參考文獻(xiàn)：

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