周存軍
(常州市田家炳高級中學 江蘇 常州 213003)
20世紀60年代,美國教育家、心理學家布魯納《教育過程》中提出了“螺旋式課程”,所謂螺旋式課程就是以與兒童思維方式相符的形式將學科結(jié)構(gòu)置于課程的中心地位,隨著年級的增長,不斷拓廣加深學科的基本結(jié)構(gòu),使之在課程中呈螺旋式上升的態(tài)勢[1]。螺旋式課程“由淺入深,由易到難,循序漸進,螺旋上升”的編排意圖,這樣的編排,符合認知規(guī)律和學科知識的內(nèi)在聯(lián)系。但在實踐中,能否體現(xiàn)出螺旋式課程的特點,揚長避短,關(guān)鍵在于教師對課程標準和教材的解讀能力。新課程具有基礎(chǔ)性、選擇性、時代性的特征,對某些知識分階段學習,逐步加深,要求逐步提高,具有了螺旋式課程的特征。
現(xiàn)行《普通高中化學課程標準》把“乙醇”教學分為兩個階段,與之相配套的江蘇教育出版社高中化學教材,第一學段高一年級必修《化學2》主題3“有機化合物的獲得與應(yīng)用”第二單元“食品中的有機化合物”中以“乙醇”為節(jié)的標題,第二學段是高二年級選修5《有機化學基礎(chǔ)》模塊的主題4“烴的衍生物”第二單元“醇酚”中以“醇的性質(zhì)和應(yīng)用”為節(jié)的標題,仍以乙醇為例來認識醇類。
“乙醇”在課程標準的要求出現(xiàn)兩次,分別是必修2和選修5中,2次的內(nèi)容標準和活動與建議如下表[2]:
內(nèi)容標準 活動與探究建議必修《化學 2》知道乙醇的組成和主要性質(zhì),認識其在日常生活中的應(yīng)用。實驗探究乙醇的主要化學性質(zhì)選修5《有機化學基礎(chǔ)》認識醇的典型代表物的組成和結(jié)構(gòu)特點,知道醇與其它烴的衍生物轉(zhuǎn)化關(guān)系。結(jié)合生產(chǎn)、生活了解烴的衍生物對環(huán)境和健康可能產(chǎn)生的影響,關(guān)注有機化合物的安全使用。實驗:乙醇的酯化
在高考化學考試說明中對醇類的相關(guān)要求有:了解官能團(羥基),能正確表示結(jié)構(gòu),能利用不同類型有機化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系設(shè)計合理路線合成簡單有機化合物等等。顯然,高考化學超越課程標準的要求,對教學內(nèi)容的要求方面,課程標準是“最低要求”,是下限。
必修《化學2》正文內(nèi)容包括:組成元素、分子式、官能團、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式、俗名;乙醇、水分別與鈉反應(yīng)快慢比較,乙醇的催化氧化。教材欄目有:觀察與思考(乙醇與鈉的實驗、乙醇的催化氧化實驗)、拓展視野(酒與酒精)。另有插圖4幅(乙醇分子的比例模型,乙醇的催化氧化實驗圖、乙醇與水分子結(jié)構(gòu)圖、檢查司機是否酒后駕車)、化學方程式2個(乙醇與鈉、乙醇的催化氧化)[3]。
選修5《有機化學基礎(chǔ)》正文內(nèi)容包括:醇的概念、乙醇的分子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式、乙醇的用途;對甲醇、乙二醇、丙三醇簡要介紹。教材欄目有:交流與討論(列舉已知的乙醇的反應(yīng),指出斷鍵情況)、觀察與思考(乙醇與氫鹵酸反應(yīng))、活動與探究(乙醇與鈉的實驗、二甲醚與鈉的實驗、乙醇脫水實驗)、整理與歸納(乙醇不同反應(yīng)的斷鍵情況)、信息提示(反應(yīng)條件與溶劑的重要性)、拓展視野(直接甲醇燃料電池)。另有插圖5幅(乙醇分子的比例模型,乙醇與氫鹵酸裝置圖、乙醇脫水裝置圖、DMFC用于汽車動力、乙二醇作汽車發(fā)動機抗凍劑)、化學方程式3個(乙醇與氫鹵酸、乙醇 140℃、170℃脫水)[4]。
必修《化學2》與選修5《有機化學基礎(chǔ)》“乙醇”重合情況:乙醇的分子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式、乙醇與鈉的實驗;共同的欄目有:觀察與思考、拓展視野。差異:必修《化學2》欄目較少,與選修5《有機化學基礎(chǔ)》相比,少交流與討論、活動與探究、整理與歸納、信息提示等欄目。兩者觀察與思考欄目的實驗內(nèi)容不同。
必修《化學2》與選修5《有機化學基礎(chǔ)》對乙醇的分子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式、乙醇與鈉的實驗都有呈現(xiàn)。說明該部分內(nèi)容是學科最基礎(chǔ)的內(nèi)容,也是學生學習的基礎(chǔ),既體現(xiàn)了重要性,又體現(xiàn)了知識的銜接。
必修《化學2》與選修5《有機化學基礎(chǔ)》拓展視野欄目側(cè)重點不同,前者屬知識介紹,開拓視野,增長見識,同時也是一種安全教育。后者除了體現(xiàn)甲醇的用途外,還寫出了有關(guān)電極反應(yīng)式,聯(lián)系了《化學反應(yīng)原理》模塊,體現(xiàn)選修模塊間的銜接。
必修《化學2》與選修5《有機化學基礎(chǔ)》“觀察與思考”研究的是不同實驗,體現(xiàn)了一定的不同階段研究內(nèi)容的差異。從實驗要求上,前者對實驗操作的要求較低,而后者實驗的操作難度較大。
必修《化學2》與選修5《有機化學基礎(chǔ)》中都有乙醇的比例模型插圖、都有乙醇分子的結(jié)構(gòu)式,體現(xiàn)了有機物分子結(jié)構(gòu)的重要性,既有連貫性,又有一定的發(fā)展性,從“是什么”到“怎么變化”,要求在上升。
選修5《有機化學基礎(chǔ)》“交流與討論”引導(dǎo)學生展開討論,為合作與交流提供了機會,突出了對已學知識的回顧,體現(xiàn)了前后的呼應(yīng)。
選修5《有機化學基礎(chǔ)》“活動與探究”包括乙醇與鈉的實驗、二甲醚與鈉實驗、乙醇脫水實驗,而必修《化學2》中乙醇與鈉的實驗屬觀察與思考,體現(xiàn)了對同一知識在不同階段的不同要求。在必修階段,只要求知道“是什么”,而在選修階段,不僅要知道“是什么”,而且還要知道“為什么”。在選修階段對解決問題的方法有較高要求,通過實驗法、對比法等探究乙醇結(jié)構(gòu)的變化,實現(xiàn)了螺旋式上升。
選修5《有機化學基礎(chǔ)》“整理與歸納”欄目從結(jié)構(gòu)的角度分析乙醇的反應(yīng),將本節(jié)核心知識、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的思想整合,形成知識系統(tǒng),既展現(xiàn)知識建構(gòu)的思路,又提煉出基本的知識點,幫助學生理解教材、把握重點。
選修5《有機化學基礎(chǔ)》“信息提示”欄目以簡捷的語言,對有機化學反應(yīng)中反應(yīng)條件的控制作了提示,為研究反應(yīng)提出了一種新的角度,提供了研究反應(yīng)的一種思路。
經(jīng)過對課標和教材的分析,必修階段未提出對乙醇分子結(jié)構(gòu)的探究,而在選修階段,則對乙醇的分子、二甲醚分子都進行了探究。必修與選修教材都給出乙醇的結(jié)構(gòu),學生已經(jīng)知曉乙醇結(jié)構(gòu)式的前提下,選修教材又設(shè)計了乙醇結(jié)構(gòu)的探究。實驗探究的目的一般有兩個,探究結(jié)果、設(shè)計探究方案。探究結(jié)果——乙醇的結(jié)構(gòu)學生已經(jīng)知道,不存在探究的理由;而探究實驗的方案在選修教材中已經(jīng)完全呈現(xiàn)出來。那么,蘇教版選修教材在本節(jié)設(shè)計探究實驗的目的又是什么呢?
必修教材中對乙醇的用途介紹零星、分散,如飲料、消毒、制乙醛,代用燃料。在選修教材中用途介紹有溶劑、燃料、化工原料。也就是說,前后兩次出現(xiàn)的用途,沒有一次是完整的。在必修教材中說,“乙醇的催化氧化在有機合成工業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用”。實際上目前最重要的乙醛合成法是利用PdCl2、CuCl2作催化劑,采用乙烯氧化法生成乙醛。還有一種方法,在催化劑HgSO4的催化下,乙炔和水化合生成乙醛。以上描述也是編寫者不夠嚴謹?shù)谋憩F(xiàn)。
螺旋式課程因為時間跨度大,前后深度不同,涉及的廣度差異,造成了教與學難度。正像散文的“形散而神不散”,從乙醇在教材中相關(guān)內(nèi)容對比分析,找出教材編寫者的“神”——編寫意圖,教學中需要注意的事項就可迎刃而解。
必修模塊對有機物知識只要求涉及具體的物質(zhì),不上升到類別、官能團層面,只應(yīng)涉及乙醇的主要化學性質(zhì),要求能通過實驗得出哪些物質(zhì)反應(yīng)了,生成了哪些物質(zhì),突出個例的性質(zhì),強調(diào)應(yīng)用性,淡化原理。而選修模塊從個例延伸到一類物質(zhì)性質(zhì),培養(yǎng)類比能力,強調(diào)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),強調(diào)因果關(guān)系,突出探究,強調(diào)反應(yīng)的原理。
例如,在選修學習中要突出遷移應(yīng)用:根據(jù)乙醇與金屬鈉的反應(yīng)規(guī)律,推測甲醇、正丙醇、乙二醇、丙三醇與金屬鈉反應(yīng)的產(chǎn)物;根據(jù)乙醇與濃硫酸加熱反應(yīng)可能生成乙烯或乙醚的反應(yīng)規(guī)律,推測1-丙醇可能的反應(yīng)產(chǎn)物;根據(jù)乙醇與氫溴酸反應(yīng)的規(guī)律,推測1-丙醇與氫溴酸反應(yīng)的產(chǎn)物;根據(jù)乙醇的催化氧化反應(yīng)的規(guī)律,推測1-丙醇的催化氧化反應(yīng)的產(chǎn)物。
必修部分通過對乙醇性質(zhì)實驗的觀察、思考、討論,得出結(jié)論。選修部分通過講授、探究等活動培養(yǎng)歸納思維能力、觀察實驗?zāi)芰?、對比分析能力、初步探究能力等?/p>
例如,必修教學對乙醇與鈉反應(yīng)中斷鍵的探究,可以設(shè)計鈉與煤油、水、乙醇的對比實驗,在合作、探究中解決問題,并進一步深化,學生體驗到成功的同時,體驗科學探究的魅力,提升了創(chuàng)新能力。
必修部分通過用乙醇知識來解釋生活中的一些現(xiàn)象,感受化學對人類健康生活的重要性。選修部分培養(yǎng)學生學習的興趣,實施化學美的教育,探索思維,創(chuàng)新意識的培養(yǎng),“本質(zhì)決定現(xiàn)象”、“個別到一般”的辯證唯物主義思維方法等。
乙醇知識十分貼近生活,是生活中經(jīng)常接觸到的物質(zhì),學生處于興奮狀態(tài),會產(chǎn)生一種自然的探究欲望。必修教學中突出應(yīng)用性:直接甲醇燃料電池、司機是否酒后駕車等,進行“化學是一門有用的自然科學”潛移默化的情感教育,選修教學中突出應(yīng)用性,DMFC用于汽車動力、乙二醇作汽車發(fā)動機抗凍劑,更需從學科角度探究自然世界,進行科學探究。對物質(zhì)的分析,貫徹結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的思想。以點帶面,從個別到一般,從乙醇到醇類,培養(yǎng)科學的思維方式。
必修內(nèi)容采取的教學方式有講授法、討論法、演示法,選修內(nèi)容采取的教學方式有講授法、探究法、討論法等;與此相應(yīng)的是學生的學習方式,必修內(nèi)容學生應(yīng)采取主動學習、獨立學習、體驗學習、合作學習等學習方式,選修內(nèi)容學生應(yīng)采取主動學習、獨立學習、體驗學習、問題學習、合作學習、探究學習等學習方式。以不同學段同一內(nèi)容教師教學方式的變化,引導(dǎo)學生學習方式的變革。同時,在激發(fā)化學學習動機、問題引導(dǎo)、為認知而活動的策略、個人思考與同伴合作學習結(jié)合等策略實施上也應(yīng)有所不同。
螺旋式課程以學生為中心,根據(jù)學生認知的階段性而設(shè)計的,但一英寸深,一英里寬(A Mile Wide and a Inch Deep)的知識,給教學帶來了困惑。根據(jù)艾賓浩斯遺忘曲線,6天后,只有20%的內(nèi)容還能回憶出。螺旋式課程強調(diào)學的需要,符合學生心理年齡和認知規(guī)律要求,但對教學效果考慮不足。在初授時盡可能讓學生建構(gòu),加深學生的印象,提高學生自主建構(gòu)的意識。再次授課時,依托學案,充分利用多元智能因素,在課前準備中提供必要的回顧與復(fù)習,根據(jù)學生情況,以學生為本,復(fù)習舊知,在原有知識上生長知識,發(fā)現(xiàn)和提出問題,引入新課。除知識與技能的銜接之外,在思維品質(zhì)、情感態(tài)度價值觀等方面也要實現(xiàn)螺旋式上升。
高中化學知識“螺旋式上升”的編排方式,是基于學生對化學知識的理解和掌握的過程,是一個從簡單到復(fù)雜、從低級到高級、從宏觀到微觀再到宏觀的螺旋式上升的過程,符合學生的認知特點。在教學中,教師要認真研究教材、課程標準、高考考試說明,準確進行教學目標定位,實現(xiàn)學生在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等方面的螺旋式上升。
[1] 范燕瑩.布魯納[M].北京:北京師范大學出版社,2012:101-107
[2] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準 (實驗)[M].北京:人民教育出版社,2010:13,27
[3] 王祖浩.普通高中課程標準實驗教科書·化學2(必修)[M].南京:江蘇教育出版社,2005:65-67
[4] 王祖浩.普通高中課程標準實驗教科書·化學·有機化學基礎(chǔ)(選修)[M].南京:江蘇教育出版社,2006:67-71