1、杭州市化學會2009年年會 論文模塊兼容：重組高中有機化學知識體系的新思考桐廬分水高中、桐廬教研室 王先鋒孫建玉 論文摘要：本文首先分析了新課程理念下高中有機化學教學的任務，其次闡述了完成相應教學任務所面臨的現(xiàn)實困難，最后提出了創(chuàng)建“一主兩線”整合高中有機化學知識體系，進而優(yōu)化達成教學目標的途徑，以實現(xiàn)教學增效的基本構(gòu)想。 關鍵詞：模塊兼容 一主兩線 整合 高中有機化學 模塊結(jié)構(gòu)下的普通高中有機化學教學內(nèi)容主要分布在化學2、有機化學基礎、化學與生活三個課程模塊之中。從知識呈現(xiàn)方式上看，三個模塊所依據(jù)的線索各不相同，且獨立性較強，導致學生在學習過程中難以適應這種“跳躍”性思維的變化；從內(nèi)容上看，

2、新概念、新名詞多，比較抽象、理論性較強，有很多知識是大學教材的內(nèi)容，面對高中學生實際和有限的學時，是無法講清講透的，若只是把較深的理論知識堆積起來，不僅會導致學生理解困難，而且還會使學生望而生畏、逐漸喪失學習興趣。因此，在高中有機化學教學過程中，還需統(tǒng)籌兼顧，有效整合有機化學教學內(nèi)容，構(gòu)建適合高中教學特點的知識體系，以達到教學增效的目的。一、領悟新理念:準確把握高中有機化學教學的新任務模塊結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)普通高中課程多樣化及選擇性的重要手段，體現(xiàn)了高中課程的時代性、基礎性和選擇性。就有高中機化學內(nèi)容設置而言，應盡量做到“貼近學生學習的實際、貼近知識與技能的延伸、貼近學生未來的發(fā)展”。那么高中有機化學

3、課程應承擔著雙重任務。一是，通過必修模塊的學習，培養(yǎng)學生“化學與可持續(xù)發(fā)展”意識，為今后學習相關學科和其它化學課程模塊奠定基礎；二是，促進學生在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等方面全面發(fā)展，進一步提高科學素養(yǎng)，滿足個性發(fā)展的需要。具體來說，高中有機化學教學應該具有以下幾個任務：1.通過教學過程獲取學習方法高中學生正處于學會思考、學會學習的關鍵時期，通過教學過程讓他們獲取終身受益的學習方法是高中化學教學核心任務，有機化學教學也責無旁貸。新課程背景下，關于“學習方法”的含義已經(jīng)不是過去那種閱讀、記憶、歸納、整理、練習等簡單獲取知識的方法，而是學生在學習過程中產(chǎn)生的科學實驗、科學探究以及科

4、學研究的思想方法。學習高中有機化學時“有規(guī)律可循、有方法可依”，是幫助學生掌握新型學習方法的極佳契機。如從烴到烴的衍生物學習，都可以強調(diào)“結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途制法一類物質(zhì)”的思維方法，讓學生學會用結(jié)構(gòu)預測有機物性質(zhì)，再用實驗去探究或驗證性質(zhì)，進而考慮有機物在生活中的運用，這條清晰地學習思路是幫助學生形成良好學習方法的重要載體；再如，有機化學基礎專題1第二單元“科學家是怎樣研究有機物”知識體系中，從“組成研究結(jié)構(gòu)研究反應研究”的過程，也是一個循序漸進、逐層深入的研究過程，教師可以設計一些合理教學情境，讓學生經(jīng)歷科學家所走過的歷程，感受科學研究的方法與魅力，這在一定程度上可以激發(fā)了學習熱望與探索興趣。2.

5、參與教學過程培養(yǎng)學習能力能力是學生個體可持續(xù)發(fā)展持續(xù)發(fā)展的基礎，高中有機化學教學在培養(yǎng)能力方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。有機物分子組成復雜性、有機物分子空間結(jié)構(gòu)多樣性、有機分子內(nèi)基團之間相對獨立性、有機化學實驗可視性、有機化學反應的規(guī)律性都是用來培養(yǎng)學生能力支撐點。利用有機物分子組成復雜性培養(yǎng)觀察能力觀察能力是一種基本能力，學生只有具備了一定觀察能力才能獲得生動的感性知識，才能把感性材料進行分析、綜合、概括、歸納，上升到理性認識，才能進行積極有效地思維。長期以來，一提起培養(yǎng)觀察能力，一般只限于選擇化學實驗、模型等更直觀的感知對象去幫助學生，其實這樣做有其片面性和局限性，也不利于學生能力的健全發(fā)展。有

6、機物分子有著復雜的結(jié)構(gòu)，有目的、有計劃引導學生主動地觀察有機物分子空間結(jié)構(gòu)，讓學生去感知結(jié)構(gòu)的差異或各原子之間的空間位置關系，把觀察與空間想象結(jié)合起來，能大大地提高感受性，思維也會更清晰準確。 例如，下列兩組分子結(jié)構(gòu)并不太復雜，教師可以有意識的引導學生觀察就可以受到良好的效果。第一組 第二組 在有機化學教學過程中，長期引導學生觀察復雜有機分子結(jié)構(gòu)中的細微差異，并結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)和化學反應斷鍵部位的討論，就能夠強化學生觀察意識，久而久之便可形成較好的觀察能力。抓住分子空間結(jié)構(gòu)多樣性培養(yǎng)知識遷移能力“學習遷移（transfer of learning）”是指學生已經(jīng)獲得的知識、技能和態(tài)度對未獲得的知識

7、、技能和態(tài)度所產(chǎn)生的影響，即一種學習活動對另一種學習活動的影響。培養(yǎng)知識遷移能力就是教師想方設法地促進學生把學習過程中所產(chǎn)生知識、技能和態(tài)度正面地、積極地遷移到其它內(nèi)容的學習上去，以達到舉一反三、觸類旁通的效果，進而形成創(chuàng)新能力。培養(yǎng)學生知識遷移能力是高中化學教師重要教學任務之一。利用有機化學教學培養(yǎng)學生知識遷移能力的途徑很多，抓住有機物分子空間結(jié)構(gòu)只是有效途徑之一，類似甲烷、乙烯、乙炔、苯等代表物的空間結(jié)構(gòu)在復雜有機分子中有獨立存在性，就是一個培養(yǎng)學生遷移能力和空間想象能力的支撐點。如下表所示:原形知識遷移知識1甲烷分子中正四面體型空間遷移甲烷與苯的結(jié)構(gòu)可得2乙烯分子中6個原子平面型結(jié)構(gòu)遷移

8、乙炔與苯的結(jié)構(gòu)可得3乙炔分子中直線型分子遷移乙烯與苯的結(jié)構(gòu)可得4苯分子中12個原子共平面的空間構(gòu)型遷移乙烯、乙炔和苯的結(jié)構(gòu)可得 顯然，培育學生這種知識遷移能力比起傳統(tǒng)意義上的遷移能力顯得更高、更富有挑戰(zhàn)性，更能夠?qū)W生的空間想象能力、推理能力、思維能力結(jié)合起來。 依托有機化學實驗可視性動手能力的培養(yǎng)在強調(diào)觀察、思維能力培養(yǎng)的同時，還應該特別注重動手能力的培養(yǎng)。許多有機化學實驗涉及到的反應速率較慢，增強了實驗的可視性，實驗條件比較苛刻，使得實驗成功率降低，這對高中學生來說并不是壞事，教師可以有意識地設計一些實驗讓學生探究，讓他們邊實驗邊總結(jié)經(jīng)驗，邊強化正確實驗操作意識，進而形成動手能力。比如乙醛

9、銀鏡反應和乙醛與氫氧化銅反應的實驗，就可以讓學生課堂演示，其他同學注意觀察實驗失敗或成功的原因，在成功中總結(jié)經(jīng)驗，在失敗中接受教訓。通過這樣的課堂實驗，教師在課堂上給予及時評價或糾正錯誤，學生感受頗深，使得他們做實驗時開動腦筋，講究規(guī)范，動手能力得以提高。立足有機基團相對獨立性培養(yǎng)記憶能力思維能力是核心，思維能力的培養(yǎng)是建立在記憶基礎上的，人類沒有記憶就沒有智力活動可言，“不記則思不起”，沒有記憶思維、想象、創(chuàng)造就失去了基礎，而這一點卻往往被學生所忽視。“從已知拓展未知、從特殊推導一般”是有機化學學習最基本的方法，抓住“斷鍵部位”處理復雜的有機化學反應又是解決有機化學問題的基本模式。所以，學習

10、有機化學就必須要求學生記憶一些特殊物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、記憶有機化學反應的條件和斷鍵方式。象化學與生活中涉及到阿司匹林的水解反應： +H2O CH3COOH+ 引導學生探討此反應的存在并不是難事，如果學生不去記憶就會出現(xiàn)思維斷線現(xiàn)象，對這樣的反應照樣會一籌莫展。這時只要教師多加引導，就會增強學生的記憶意識，并在強化過程中形成記憶能力。把握有機化學反應規(guī)律性培養(yǎng)自學能力在新課程理念下，自學能力多指學生自我發(fā)現(xiàn)、自我獲取、自我歸納知識的能力。結(jié)合有機化學的特點，在教會學生知識與技能的同時，加強對學生自學能力的培養(yǎng)也是一項重要的教學任務。如我們學習了乙烯的雙鍵結(jié)構(gòu)特征后，引導學生總結(jié)出乙烯的特征化學反應

11、雙鍵易斷裂而發(fā)生加成反應、加聚反應、可以被酸性KMnO4溶液所氧化。那么，在引導學生學習二烯烴、炔烴性質(zhì)和探討苯分子結(jié)構(gòu)時，完全可以設計臺階，把學生帶入自學狀態(tài)，讓學生感受到自主學習，自我獲取知識的快樂。再通過必要的訓練，強化學習方法，即可循序漸進地培養(yǎng)自學能力。3.經(jīng)歷教學過程形成學習情感有機化學研究方法和有機化合物的性質(zhì)與學生生活息息相關。如科學家怎樣研究物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、反應的方法與學生食品安全檢驗密切相關，許多食品添加劑和有機藥物與人類生存及健康緊密相連，這些都可以引起學生的濃厚興趣。象生活與化學中油脂、維生素A1、維生素C、味精、合成抗菌素、青霉素等，雖然分子結(jié)構(gòu)復雜，但學生很容易產(chǎn)生

12、好奇與新鮮感，這是激發(fā)學生學習興趣的最佳素材，也是進行學習方法與學習能力培養(yǎng)的最佳載體。二、對照新課標:審視模塊結(jié)構(gòu)有機化學教學的新問題根據(jù)模塊結(jié)構(gòu)下有機化學教學的新任務，結(jié)合新課程標準以及實施的實踐，仔細審視模塊結(jié)構(gòu)下的有機化學教學，不難發(fā)現(xiàn)還存在著一些突出問題。1.教材處理依然困惑-模塊與體系的割裂在涉及有機化學教學內(nèi)容的三個模塊中，必修模塊化學2以化石燃料和食品中的常見有機物為線索，以典型有機物為切入點，讓學生在初中有機物常識的基礎上，進一步加深對有機物和有機化學的認識。但由于必修模塊過分的強調(diào)基礎性，很多概念及化學反應都是生硬的提出，讓學生去機械記憶，幾乎沒有涉及到有機物研究方法，也沒

13、有完全考慮有機化學本身內(nèi)在邏輯體系。如介紹典型代表物的基本結(jié)構(gòu)、主要性質(zhì)以及在生產(chǎn)、生活中的應用時，很少延伸到烯烴、芳香烴、醇、羧酸等有機物類的概念和性質(zhì)，分割了知識體系；選修模塊有機化學基礎以研究有機物的基本方法為線索，探討有機化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及有機化學發(fā)展前景，模塊內(nèi)系統(tǒng)性、理論性強，滿足了學生個性發(fā)展的需求。但起點很高，沒有充分考慮到與化學2(必修)模塊的合理銜接，不利于將基礎知識逐步深化，循序漸進地促進學生綜合能力的提高；化學與生活以營養(yǎng)物質(zhì)、食品添加劑以及健康藥品為線索，大量地呈現(xiàn)復雜有機物的結(jié)構(gòu)和化學式，也涉及了較少化學反應，意圖是突出化學與生活的密切聯(lián)系，從化學角度認識

14、生活中的問題。但沒有充分考慮與有機化學基礎模塊的對接，致使許多學生嚴重缺乏處理相關問題知識與能力，無法完成相關內(nèi)容的學習，造成了教學資源的浪費。縱觀三個模塊，具有綜合性、相對獨立性等特點，在教學內(nèi)容、教學目標和要求方面存在著很大的差異，相當一部分同學進入高二選修模塊的學習就感覺到很不適應，其主要原因是有機化學各個模塊之間存在明顯的割裂現(xiàn)象。2.教學時間難以保障-效率與體系的博弈新課程的實施對高中有機化學教學提出了前所未有的、更新的、更高的要求。當前人們對有機化學教學如何關注個性發(fā)展和促進公民素養(yǎng)提高的研究很多，對如何達成教學目標及策略的研究也比比皆是，但對節(jié)約并合理分配教學時間的研究幾乎沒有，

15、按照普通高中化學課程標準的要求，每一個模塊對應教學時間以36個課時來折算，屬于高中有機化學內(nèi)容的教學時間也只有40多個課時，實踐表明這很難保證高中有機化學教學內(nèi)容的完成。為了提高教學效率，理應對現(xiàn)有的內(nèi)容體系做出科學的、合理的、符合實際的調(diào)整。這不是教師的教學觀念問題，也不是未能準確把握內(nèi)容標準的深、廣度的問題，更不是沒有確定好教學重點的問題，而達到相應教學目標的必需。我們常常說要提高教學效率，但不能疏忽實施提高效率的策略和手段也是需要一定教學時間來保證的。3.杭州模式尚無新意-理念與體系的碰撞針對杭州市有機化學教學情況，2009年9月16日我們在淳安中學教研活動期間，對絕大多數(shù)高二年級化學教

16、師進行了問卷調(diào)查。調(diào)查的問題是：貴校正在進行的有機化學教學是（ ）A.按照舊教材編排體系進行B.按照新教材體系，先學習化學2中相關內(nèi)容再學習有機化學基礎C.結(jié)合本校實際，按照自編教材體系進行在62名接受調(diào)查的老師中統(tǒng)計結(jié)果是：圖1 2009年杭州市有機化學教學執(zhí)行體系情況調(diào)查統(tǒng)計圖從圖1可以看出，選擇A和B答案的占絕對多數(shù)且A與B人數(shù)相差不大，說明杭州市目前的有機化學教學出現(xiàn)了兩種傾向。一是留戀舊體系，其原因是舊體系存在著四大優(yōu)勢。第一，在整個體系中，先從簡單的有機物烴（烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴）開始學習，再到較復雜烴的衍生物（醇、醛、羧酸、酯、糖類、蛋白質(zhì)等），這完全符合由簡單到復雜的認識規(guī)

17、律；第二，在章節(jié)體系中，先學習代表物，再延伸到同系物，符合由有特殊到一般的認知規(guī)律；第三，在細節(jié)處理上，由結(jié)構(gòu)性質(zhì)（物理性質(zhì)、化學性質(zhì)）用途制法（工業(yè)制法、實驗室制法）一類物質(zhì)符合化學學科的特點；第四，在操作上，該體系經(jīng)歷了幾十年的運作，為廣大化學教師所嫻熟，在沒有找到新的體系情況下，應該是一個比較完好的體系；二是盲從新教材，其原因是許多教師認為只要教學緊跟教材走就算是實施新課程教學、更新了教學理念。其實，這兩種傾向與新課程所追求的教學理念都發(fā)生了激烈沖突，因為“三維目標”理念下的教學，明確主張要依托教材，但不拘泥于教材，構(gòu)建符合自己實際的、富有個性特征的知識體系。由此看來，解決模塊結(jié)構(gòu)中高中

18、有機化學體系隔裂問題，清除體系不當給學生學習帶來的障礙，也是新課程理念所指使。三、嘗試新做法:“一主兩線”兼容知識體系的新構(gòu)想 如何整合教學內(nèi)容建立合理的模塊知識體系？不加重學生的學習負擔、著實有效地落實課程標準中的課程目標才是關鍵。為此，解決模塊結(jié)構(gòu)下有機化學教學問題的首要任務是把不線性地、不連續(xù)地高中有機化學知識鏈接起來，使得各個模塊中的基本概念、基本原理與基本研究方法整合起來，使得知識呈現(xiàn)的前后順序相互聯(lián)系起來。為此，我們提出創(chuàng)建“一主兩線”整合高中有機化學知識體系的基本構(gòu)想。 1. 創(chuàng)建“一主兩線”重組體系的構(gòu)思 所謂“一主兩線”就是以“關注學生未來發(fā)展”為主題，沿著“兩條知

19、識線索”整合高中有機化學教學內(nèi)容，并重新建立知識編排體系。“關注學生未來發(fā)展”就是要充分考慮到模塊結(jié)構(gòu)下有機化學教學任務的需求，特別注重將“知識與技能”的落實、“情感態(tài)度與價值觀”的培養(yǎng)寓于“過程與方法”之中，要通過有機化學教學讓多數(shù)學生樹立研究意識，具備與科學家同步的思維方法；“兩條知識線索”，一是指構(gòu)建由“個別到一般、由官能團到一類”的知識主線，讓學生能夠自覺地運用典型有機代表物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)推測出同系化合物的性質(zhì)，培養(yǎng)“學以致用”的思想意識和習慣；二是指在有機化學知識編排體系中，還是應該強調(diào)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”的思想主線，讓學生在學習有機化學過程中深刻體會到這種思想，為后續(xù)各類有機

20、物的學習搭建一個理論方法平臺。如在“官能團的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)”教學中，教師一定要在學生掌握“科學家是怎樣研究有機物組成、結(jié)構(gòu)和反應”基礎上，再引導學生處理好結(jié)構(gòu)與有機化合物性質(zhì)之間的關系，用結(jié)構(gòu)理論指導性質(zhì)，用性質(zhì)幫助理解結(jié)構(gòu)，通過結(jié)構(gòu)和化學反應類型對比歸類，將代表物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)遷移到同系物中去，并以此推廣到同系物之間結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似性、遞變性和差異性的對比上。逐步形成“先去分析官能團的結(jié)構(gòu)特點、分析其中碳原子成鍵方式及飽和程度，再去考慮官能團與相鄰基團的相互影響，進而即可推測有機物的性質(zhì)”學科學習意識。2. 踐行“一主兩線”的教學設計體系落實“一主兩線”構(gòu)想是教學設計中始終要關注的核心問題。依托課程

21、的模塊結(jié)構(gòu)，我們可以分三個層次做好教學設計，并加強實踐探索。模塊整體教學設計體系突出科學研究方法 模塊整體教學設計要以“關注學生未來發(fā)展”為主題，不拘泥于模塊教學內(nèi)容的安排，突出“研究方法”的呈現(xiàn)，將三個模塊中的有機化學內(nèi)容按照一定邏輯順序鏈接起來，形成一個具有研究思路的、統(tǒng)一的整體。科學家們是怎樣研究有機物的有機物在人類生活中的運用認識有機物及研究學習方法乙炔及炔烴二烯烴及擴展甲烷及烷烴乙烯及烯烴苯及同系物有機物組成研究有機物結(jié)構(gòu)研究有機物反應研究有機物性質(zhì)研究-X及鹵代烴的性質(zhì)-OH及醇類的性質(zhì)-COOH及羧酸的性質(zhì)-CHO及醛類性質(zhì)-COO-及酯的性質(zhì)怎樣由官能團到有機物性質(zhì)糖類與蛋白質(zhì)

22、化學與營養(yǎng)物質(zhì)-食品與添加劑化學與人類健康-化學與健康藥物圖2 高中有機化學模塊教學整體設計圖示由圖2可以看出，以“研究方法”為主體線索貫穿于模塊整體教學設計始終，這就保證了學生在學習有機化學全過程中，總是以研究的心態(tài)去對待學習，這樣就可以形成未來發(fā)展所需的特有素質(zhì)。當然，在實施這一設計時還應注意以下幾個問題：第一，注意合理分配教學時間，力爭做到高效；第二，注意“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀”三維目標的整合與落實；第三，對于單元（或主題）教學內(nèi)容還要進一步的劃分，應做到相對獨立的問題與課時相對對應，這將更有利于接近日常教學安排，即課時安排。模塊單元教學設計體系凸顯個別推導一般由個別

23、推導一般是學生形成知識遷移能力前提，遷移能力又是綜合能力形成的基礎，針對單元教學設計，既要保證教學內(nèi)容的相對完整性，又要注意統(tǒng)籌分解到不同課時的教學內(nèi)容。如繼烴、鹵代烴、醇類、醛類等單元學習之后，對于“羧酸”的單元設計可以按以下思路進行：與有機合成推斷等習題鏈接味精維生素A維生素C阿司匹林化學與生活相關物質(zhì)鏈接乙酸羧酸雙官能團物質(zhì)的探究烯醛的性質(zhì)烯酸的性質(zhì)醇醛的性質(zhì)烯醇的性質(zhì)醇酸的性質(zhì)多官能團復雜物質(zhì)探究二惡英青霉素油脂嗎啡圖3 高中有機化學乙酸單元教學設計示意圖由圖3可以看出，單元教學設計以乙酸這種常見物質(zhì)為起點，由簡單到復雜，逐層深入，符合學生認識規(guī)律，可以培養(yǎng)知識的遷移能力。還得注意幾點：第一，單元教學設計不應該有固定的模式。教學程序設計上多設計師生共同探討，把學生已有的生活經(jīng)驗介入探究活動中去，還要為學生提供可用于檢索資料的路徑，設計合理的探究方法，并啟發(fā)學生理解本單元的內(nèi)在思想；第二，單元教學設計中的關鍵是問題串的設計，在解決一個個問題過程中逐漸達成對單元體系深入、全面的認識；第三，探究不是單元教學的唯一方式，針對不同的單元，可以采取不同的教學方式，但要堅持培養(yǎng)學生的多種能力為宗旨。模塊課時教學設計體系彰顯結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)課堂教學設計是連接教師教學理念和教學實踐的橋梁，是落實各個層次教學設計的基點。如完成甲烷、乙烯、乙炔教學之后，引導學生總