基于結(jié)構(gòu)觀建構(gòu)的有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)

侯建鳳

摘 要：物質(zhì)結(jié)構(gòu)觀是化學(xué)基本觀念的重要組成部分，是化學(xué)基本觀念的核心思想之一，是有機(jī)化學(xué)的思想靈魂。以結(jié)構(gòu)觀為指導(dǎo)的有機(jī)化學(xué)教學(xué)，能夠幫助學(xué)生建構(gòu)系統(tǒng)化的有機(jī)化合物知識(shí)，提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析和解決問(wèn)題的能力，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生化學(xué)觀念的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)觀；有機(jī)化學(xué)教學(xué)；建構(gòu)

物質(zhì)結(jié)構(gòu)觀是化學(xué)基本觀念的重要組成部分，是化學(xué)基本觀念的核心思想之一，是人們對(duì)物質(zhì)的宏觀性質(zhì)與分子內(nèi)原子的空間排列次序及原子間相互作用的基本看法，是有機(jī)化學(xué)的思想靈魂。有機(jī)化學(xué)中，物質(zhì)結(jié)構(gòu)觀具體體現(xiàn)為：有機(jī)物的組成和結(jié)構(gòu)復(fù)雜與碳原子的成鍵方式有關(guān)；碳原子連接方式的不同使有機(jī)化合物同分異構(gòu)現(xiàn)象非常普遍；一種官能團(tuán)決定著一類有機(jī)化合物的化學(xué)特性，有機(jī)物的分類與結(jié)構(gòu)有關(guān)；有機(jī)化合物中基團(tuán)的相互作用影響物質(zhì)的性質(zhì)；有機(jī)化合物在生產(chǎn)生活中的用途與有機(jī)物的性質(zhì)直接相關(guān)；根據(jù)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)可以分析推測(cè)有機(jī)化合物的合成路線。

如何在有機(jī)化學(xué)的教學(xué)中滲透和強(qiáng)化物質(zhì)結(jié)構(gòu)觀，可以從以下方面入手：

一、深入了解學(xué)生原有的結(jié)構(gòu)觀水平，以此為起點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的教學(xué)

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，脫離了學(xué)生原有結(jié)構(gòu)觀水平的不切實(shí)際教學(xué)無(wú)異于紙上談兵，因而教師必須掌握學(xué)生原有的觀念水平，制定符合學(xué)生發(fā)展實(shí)際的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)策略。教師可以采用多種方式獲悉學(xué)生的結(jié)構(gòu)觀水平現(xiàn)狀，一種行之有效的方法就是課堂觀察，課堂上讓學(xué)生根據(jù)同學(xué)的觀念，對(duì)照自己的原有觀念，產(chǎn)生認(rèn)同或質(zhì)疑時(shí)，并運(yùn)用已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)證明自己的觀念。經(jīng)常給學(xué)生創(chuàng)造這種思想碰撞的機(jī)會(huì)，教師從中觀察和總結(jié)出學(xué)生的思維軌跡，學(xué)生也會(huì)在反復(fù)地說(shuō)服別人和被別人說(shuō)服的過(guò)程中不斷地反思和修正自己的觀念結(jié)構(gòu)，并最終形成正確的觀念。概念不斷完善和修正轉(zhuǎn)變的過(guò)程，不僅建立起完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，也建構(gòu)起了正確的物質(zhì)結(jié)構(gòu)觀。

二、構(gòu)建知識(shí)層級(jí)圖，建立知識(shí)與結(jié)構(gòu)觀間的聯(lián)系

物質(zhì)結(jié)構(gòu)觀的建構(gòu)離不開(kāi)具體的知識(shí)體系，建立物質(zhì)關(guān)系圖能有效融合化學(xué)觀念，幫助學(xué)生通過(guò)結(jié)構(gòu)化知識(shí)的學(xué)習(xí)循序漸進(jìn)地發(fā)展化學(xué)觀念。以蘇教版第三章烴的含氧衍生物為例，這一章幾乎都涉及有機(jī)物中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)觀。具體體現(xiàn)為：有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)；通過(guò)學(xué)習(xí)乙醇、苯酚、乙醛、乙酸、乙酸乙酯的化學(xué)性質(zhì)知道具有相同官能團(tuán)的有機(jī)物具有相似的特征性質(zhì)；苯酚中苯環(huán)與羥基及羧基中羥基和羰基的相互影響說(shuō)明基團(tuán)的相互作用會(huì)影響到物質(zhì)的性質(zhì)；同分異構(gòu)體解釋了有機(jī)物物種的豐富性與碳原子的成鍵方式有關(guān)；根據(jù)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)可以分析推測(cè)該有機(jī)物的合成路線。

教學(xué)過(guò)程中，可以嘗試讓學(xué)生建構(gòu)物質(zhì)關(guān)系圖：每一小課題學(xué)完，學(xué)生找出關(guān)鍵物質(zhì)，初步搭建物質(zhì)關(guān)系圖，逐步實(shí)現(xiàn)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化并不斷完善；學(xué)生再根據(jù)關(guān)系圖進(jìn)一步加深對(duì)“烴和烴的衍生物”的性質(zhì)的理解；然后借助官能團(tuán)及典型物質(zhì)的性質(zhì)推測(cè)陌生有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)，通過(guò)小組交流討論得到最佳的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖。“有機(jī)物的官能團(tuán)決定有機(jī)化合物的性質(zhì)”的觀念在本章中彰顯得非常明顯，水到渠成地建立起具體知識(shí)與結(jié)構(gòu)觀之間的聯(lián)系。

三、設(shè)計(jì)有效的問(wèn)題線索，驅(qū)動(dòng)學(xué)生不斷思索

有機(jī)化學(xué)中構(gòu)建結(jié)構(gòu)觀，就必須在教學(xué)過(guò)程中用觀念解決問(wèn)題，因而，課堂中有效問(wèn)題的使用能起到事半功倍的效果。一個(gè)好的問(wèn)題線索能驅(qū)動(dòng)學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲，不僅解答了“在什么情況下，遇到什么問(wèn)題時(shí)需要用哪些知識(shí)”的問(wèn)題，還能不斷產(chǎn)生新的具有一定的思維深度和容量的問(wèn)題。這樣的問(wèn)題，具有鮮明的指向性，學(xué)生容易找到思維的起點(diǎn)和方向，解決的欲望非常強(qiáng)烈，會(huì)一直處于亢奮的深入思維的狀態(tài)中。以學(xué)習(xí)酯的相關(guān)內(nèi)容為例，可以設(shè)計(jì)“‘酒是陳的香這句俗語(yǔ)包含怎樣的科學(xué)道理”這一問(wèn)題線索，模擬乙醇連續(xù)氧化的反應(yīng)，使學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的細(xì)致觀察和分析，自主學(xué)習(xí)乙醇和乙醛、乙酸、乙酸乙酯的化學(xué)性質(zhì)，了解乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯幾種物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，為構(gòu)建烴的含氧衍生物的二維物質(zhì)關(guān)系圖打下良好的基礎(chǔ)。

四、分解章節(jié)內(nèi)容功能，逐步形成物質(zhì)結(jié)構(gòu)觀

物質(zhì)關(guān)系圖的構(gòu)建需要逐步構(gòu)建，不同的內(nèi)容承擔(dān)不停的功能。教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教師應(yīng)進(jìn)行合理安排。“烴的含氧衍生物”中，第一節(jié)“醇 酚”要求學(xué)生先掌握醇的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)，再結(jié)合官能團(tuán)之間的相互影響，學(xué)習(xí)具有相同官能團(tuán)的酚類的性質(zhì)，這一節(jié)承擔(dān)建構(gòu)物質(zhì)體系，認(rèn)識(shí)有機(jī)化學(xué)中的氧化反應(yīng)類型，以及醇類酚類轉(zhuǎn)化關(guān)系的功能。第二節(jié)“醛”，學(xué)生通過(guò)雙鍵的性質(zhì)可以確定醛基能夠發(fā)生加成反應(yīng)，采用實(shí)驗(yàn)探究的方法，認(rèn)識(shí)醛基的性質(zhì)——氧化性和還原性，和醇及酸之間可以相互轉(zhuǎn)化，使物質(zhì)體系的建構(gòu)更為豐富。第三節(jié)“羧酸和酯”，學(xué)生從物質(zhì)類別認(rèn)識(shí)到羧酸的酸性，并學(xué)習(xí)羧酸的酯化反應(yīng)，以及酯可以水解的性質(zhì)，本節(jié)承擔(dān)研究羧酸和酯類的轉(zhuǎn)化關(guān)系的功能，至此，學(xué)生可以建構(gòu)完整的烴的含氧衍生物轉(zhuǎn)化關(guān)系，以及應(yīng)用物質(zhì)關(guān)系解決實(shí)際問(wèn)題的功能。第四節(jié)“有機(jī)合成”設(shè)置開(kāi)放性的問(wèn)題：如何從乙醇得到乙二酸二乙酯？此內(nèi)容的設(shè)置，起到了對(duì)內(nèi)容進(jìn)行全面總結(jié)并對(duì)規(guī)律靈活運(yùn)用的功能，實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)類別之間的轉(zhuǎn)化。本專題的學(xué)習(xí)，學(xué)生先后經(jīng)歷建構(gòu)圖式→完善圖式→依據(jù)圖示學(xué)習(xí)典型性質(zhì)→應(yīng)用圖式設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線→整合二維物質(zhì)關(guān)系圖的過(guò)程，圍繞物質(zhì)關(guān)系圖將章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行分割再整合，達(dá)到知識(shí)結(jié)構(gòu)化。

以結(jié)構(gòu)觀為指導(dǎo)的有機(jī)化學(xué)教學(xué)，能夠幫助學(xué)生建構(gòu)系統(tǒng)化的有機(jī)化合物知識(shí)，提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析和解決問(wèn)題的能力，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生化學(xué)觀念的發(fā)展，也能提高有機(jī)化合物教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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