黃素雯??

摘要： 基于有機化合物的結構特點、學生認識和解決有機合成問題的思維機制，嘗試在教學中創(chuàng)設有機合成認識模型。分析學生在有機化學學習過程中的認識脈絡、認識角度及水平，揭示教學過程中需以建構學生的有機合成認識模型為目的，在高二的有機單元復習課上，布置學習進階的教學規(guī)劃，選取具有認識發(fā)展空間的情景素材，設置恰當?shù)尿?qū)動性問題，展開促進學生科學思維發(fā)展認識活動，提出基于有機合成認識模型進行單元復習教學的措施。

關鍵詞： 有機合成； 認識模型； 單元復習課

文章編號： 10056629（2018）8007705 中圖分類號： G633.8 文獻標識碼： B

“有機合成”是學生有機化學學習的重要組成部分，也是高考化學的重要素材。在有機合成路線的分析過程中，教師能較容易找到各種教學契機，深化學生對各類有機化合物性質(zhì)的認識，促使他們熟練掌握官能團性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化關系，逐步學會正向推理、逆向推測的科學思維方式，充分感受到有機化學對人類生活和社會發(fā)展的重大貢獻。因此，筆者嘗試在有機化學的單元復習課中引入“有機合成”的教學素材，幫助學生建立有機合成認識模型，促進學生的認識水平不斷發(fā)展。

1 有機單元復習課的主要問題

1.1 缺少基于發(fā)展學生科學思維學習進階的教學規(guī)劃

有機單元復習課的設置往往缺少對學生知識層級、認識層級、思維層級的分析與規(guī)劃。在每一章的復習課上，沒有注意構建學生的核心認識結構，沒有關注學生思維層級的建立過程。因此，學生在有機化學的前期學習中，過于注重散點式的物質(zhì)性質(zhì)的學習，對于物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化與聯(lián)系認識不深。當學生學習了醇、醛、羧酸的性質(zhì)后，面對大量出現(xiàn)的有機合成的情景素材，由于不具備相應的思維方法與認識層級鋪墊，顯得無所適從。

1.2 促進學生認識發(fā)展的活動安排不足，不利于學生思維的外顯化

有機單元復習課多以高考題作為素材，雖然有利于中上水平學生的思考，但未能形成穩(wěn)定的認識模型，學生易就題論題，獲得的知識與方法只是局部的，未能實現(xiàn)知識結構、問題任務、認識角度和解決問題的思維結構的統(tǒng)一融合。無論是教師或是學生缺乏要構建穩(wěn)定的認識模型的意識，往往落腳于對題目完成程度的分析，學生在復習課堂上的表現(xiàn)更類似于像練習課堂上的表現(xiàn)，因而教師未能及時探查學生的迷思概念，糾正偏差認識，幫助學生形成可遷移的穩(wěn)定思路。

1.3 缺乏對學科素養(yǎng)與可持續(xù)發(fā)展觀念的滲透

有機單元復習課上教師往往著眼于如何更快、更有效地解決問題，對學科知識在化學學科領域的素養(yǎng)滲透不足。復習課上應讓學生體會有機合成工藝對人類生活的重要影響，如石油產(chǎn)品、有機合成材料都與人類生活及生態(tài)環(huán)境息息相關。通過不同的有機合成情景素材，讓學生體驗并贊賞有機化學家們?yōu)槿祟惿鐣龀龅闹匾暙I，理解綠色合成思想的重要性，樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念，培養(yǎng)學生的科學價值觀。

2 有機合成認識模型的構建

學生認識發(fā)展的過程包括： 在以往的學習中所形成具體的前科學認識，在課堂教學中逐步明確了基本的化學觀察，豐富了認識角度，建立了認識思路，發(fā)展了認識方式類型，最終構建認識模型，從而形成認識能力（包括描述和說明、說明和解釋、預測和證明、設計和調(diào)控）[1]。

參照王磊[2]提出的無機化合物的認識模型，嘗試從研究對象、認識角度、化學問題、任務類型四個維度構建有機合成認識模型（見圖1）。

2.1 有機合成認識模型的構成

有機合成中涉及的化學問題主要是物質(zhì)的合成與制備，各類反應經(jīng)常圍繞碳骨架的改變、官能團轉(zhuǎn)化這兩個化學問題而展開。學生在解決問題時需根據(jù)題目信息，選取合適的認識角度： 如物質(zhì)類別、反應類型、不飽和度、反應條件，成鍵、斷鍵原理等，找尋合適中間體，完善有機合成思路。而這些不同的認識角度與化學問題相結合，可轉(zhuǎn)化成不同的具體任務，調(diào)用不同的學科能力，每一類的學科能力又可分為不同的能力要素，如表1所示。

教師教學活動的目的就是以化學學科能力提升為目標，幫助學生豐富認識角度，形成穩(wěn)定的認識模型，糾正學生的錯誤認識與偏差認識，發(fā)展學生認識水平。

2.2 有機合成認識模型的作用

2.2.1 外顯問題解決過程中的思維和推理機制

模型的概括作用可幫助學生發(fā)現(xiàn)有機合成問題中不變的核心，使學生在面對不同的問題情景時，能選取核心認識角度，調(diào)用相應推理模型，解決多種問題，提升學生有效推理的能力。同時該模型也幫助教師在課堂教學中更清晰準確地診斷學生現(xiàn)有認識方式與合理認識方式的差別，教師通過追問、討論等使學生認識角度外顯化，及時進行評價。有針對性地提問，能提高教學和評價的實效性，有利于促進學生認識發(fā)展和能力提升。

2.2.2 幫助教師明確教學目標并統(tǒng)籌安排合適的教學活動

學生對科學認識過程所運用的科學思維方法是一個由簡到繁、螺旋式上升的過程[4]。因此教師需根據(jù)學生的知識層級、認識層級，有規(guī)劃地發(fā)展學生的科學思維。以有機合成認識模型為核心，選取合適的研究對象與化學問題，針對相應的能力要求，選取恰當?shù)恼J識角度，設計符合學生認識發(fā)展的教學活動與任務。

3 基于認識模型的有機化學單元復習教學設計與實施

3.1 有機化學單元復習課教學設計的思路

以學習進階理論為指導[5]，以有機合成認識模型的建立為目標，從知識層級、認識層級、思維層級三個維度，安排有機化學單元復習。

第一階段： 以初三、高一常見有機物為基礎，從物質(zhì)類別、反應類型、反應條件入手，使學生進一步熟悉物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關系，初步接觸有機合成認識模型，形成一定的感性認識，發(fā)展學生觀察、分類、比較的科學思維，提高觀察記憶、概括關聯(lián)、說明論證的學科能力。（見圖2）

第二階段： 以烴、烴的衍生物為基礎，建立有機合成認識模型，使學生熟悉、掌握物質(zhì)類別、反應類型、反應條件、不飽和度、反應原理等認識角度，能運用模型對有機合成中間體、合成路線進行選擇，發(fā)展學生假想、猜測、檢驗的科學思維，提高說明論證、分析解釋、推論預測的學科能力。（見圖3）

第三階段： 以聚合物及陌生物質(zhì)的合成為素材，用有機合成認識模型進行復雜問題的綜合解決，培養(yǎng)學生自覺運用模型優(yōu)化認識角度的選擇、確定合成中間體完善合成路線的能力。

教學中，根據(jù)學生在有機化學復習的不同階段，結合知識層級的變化，運用相應的科學思維方法，循序漸進地建立學生的有機合成認識模型。這是一個遞進的過程，由教師示范引導開始，嘗試運用模型，最后讓學生獨立面對陌生情景，自主運用模型解決問題。

3.2 教學設計

基于模型構建“有機合成”單元復習教學設計見表2。

3.3 教學效果的分析

3.3.1 有機合成中的基本反應原理、化學術語的應用得到熟練掌握

有機化學單元復習課上引入有機合成模型的建立，有助于學生理解物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關系，并能從物質(zhì)類別、反應類型、不飽和度，成鍵、斷鍵原理，化學反應條件的切入角度，深刻認識有機化學物質(zhì)。在課堂實施過程中，教師采取追問、質(zhì)疑、討論、評價等手段，不斷捕捉學生的學習情況，與學生共同討論。在生生互評、師生互評的過程中，促進學生對有機合成原理的熟練掌握。

在復習課上，教師還使用電子教學設備及時反映學生化學術語的使用、符號表征的情況，學生學習熱情有所提高，并促使學生更自覺地厘清有機合成認識模型，清晰認識角度，鞏固核心化學知識。

3.3.2 以碳骨架構建、官能團轉(zhuǎn)化的概括關聯(lián)為核心的學習理解能力進一步加強

通過有機合成模型的有規(guī)劃建立，學生在面對任何情景素材時，能先抓住“碳骨架”與“官能團”這兩個化學問題切入點，再根據(jù)信息，選擇認識角度，找尋合適中間體，提出合成方案。

的方案設計中，大部分學生也能注意到碳骨架構建的必要性，發(fā)現(xiàn)從1，3丁二烯與乙烯的反應中不能完成碳骨架的構建，必須選擇1，3丁二烯與丙烯醛反應，然后通過格氏試劑與環(huán)氧乙烷反應來構建碳骨架。

3.3.3 探究創(chuàng)新能力得到發(fā)揮，學生在陌生情景下解決問題的信心增強

學生在淀粉合成塑料聚丙烯的設計中，往往從常見單體乙烯入手，但在有機合成認識模型的影響下，不少學生提出了用乳酸制丙烯的合成方案，因為碳骨架不改變，只需用官能團轉(zhuǎn)化理順中間體就可完成有機合成方案。

雖然這方案中苯、二甲苯的制備已不符合生產(chǎn)實際，教師可通過綠色合成原則引導學生評價該方案的合理性。但這也反映出學生在陌生情景下，運用有機合成模型解決問題的信心增強，能大膽假設與猜想。

4 基于有機合成認識模型進行有機化學單元復習的有效策略

4.1 選取具有學科素養(yǎng)和認識發(fā)展空間的教學情境素材

如“有機合成”復習課上以相對簡單的“淀粉制塑料”作為情景貫穿課堂始終，利用所學知識合成不同的塑料，對學生來說有目標、有挑戰(zhàn)，使學生為了這個有意義的任務進行充分的交流與合作，最終完成各類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，并將各類有機物的性質(zhì)內(nèi)化在腦海中。

又如“烴和鹵代烴”復習課上，以氯乙烷制備乙二醇，可及時檢測學生對基本反應類型的掌握情況，理順學生對物質(zhì)間聯(lián)系的認識。因此，應注意選擇有利于認識空間發(fā)展的情境素材： 能有利于學生產(chǎn)生認知沖突的素材、能挑戰(zhàn)學生已有認識角度的素材、需要厘清認識思路的素材、現(xiàn)實生活中的實際問題素材等等[6]，這都有利于學生建立與發(fā)展認識模型，豐富學生的認識角度。

4.2 精細設計驅(qū)動性問題，及時捕捉學生復習障礙點

“有機合成”復習課上，筆者針對學生的設計方案增加了以下問題：

制聚乙烯、聚氯乙烯的合成方案分析中，追問“中間體是什么，它與產(chǎn)物之間有什么關系？”，從而復習逆合成分析法與官能團的轉(zhuǎn)化。

制聚乳酸的合成方案中，追問“你是如何想到這解題思路的”，從而復習正向合成分析法。

制聚丙烯的合成方案中，追問“設計時，你遇到了什么困難，怎么解決的？”，從而解決碳骨架構建問題。

制對苯二甲酸乙二醇酯的合成方案中，追問“中間體是什么，它與產(chǎn)物之間有什么關系”，從而解決最合適中間體的選擇問題。

教學過程中圍繞有利于認識發(fā)展的問題一般是： “關系性”問題、“為什么”問題、“怎么辦”問題、“思路性”問題[7]。教師的課堂教學設計就是要讓學生通過層層遞進的驅(qū)動性問題，發(fā)現(xiàn)和捕捉復習障礙點，不斷完善與鞏固學生的認識模型，讓學生能逐步自覺地運用認識模型解決化學問題。

4.3 組織開展預測、設計、解釋、論證等高級認識活動，使學生認識角度和思路外顯化

有機化學單元復習課上，應讓學生體會到自己是最活躍的方案設計者，他們必須針對各個設計者提出的方案的可行性，實時反應，及時討論。在生生互評、師生互評的過程中，各種有利于認識發(fā)展的學生活動，如概括、推測、設計、分析、解釋、評價等能力就得以提升。教師需要采取的促進認識發(fā)展的特征教學行為就是： 想方設法地、及時地捕捉學生課堂上展示的認識角度，使學生的認識思路得以外顯，偏差認識與錯誤認識得以糾正，學生的認識模型就在學生活動中不知不覺地得到構建，認識模型也在教學活動中不知不覺地得到鞏固與應用。

參考文獻：

[1][3]王磊，郭曉麗，王瀾，商曉芹，張俊華.元素化合物認識模型及其在復習教學中的應用[J].化學教育， 2015，（5）： 15～21.

[2][6]王磊.羊城教育大講堂： 基于核心素養(yǎng)的學科能力研究——理論、評價及教學改進大會報告.20171127.

[4][5][7]張建陽，周仕東.基于科學思維學習進階的高一元素化合物單元整體教學設計[J].化學教育， 2017，（5）： 5～9.