學習遷移法在《有機化學基礎(chǔ)》教學的應(yīng)用

林炳持

新課程改革已實施多年，素質(zhì)教育的理念已經(jīng)深入人心。在教學的過程中，教師探索和實施高效課堂，引導(dǎo)學生自主學習、學會學習已成為現(xiàn)實的需要，最終的目的是讓學生學會分析問題和解決問題。

學生在學習《有機化學基礎(chǔ)》時普遍都感到比較困難。他們認為有機物的種類多，官能團多，化學反應(yīng)多，各反應(yīng)的條件又有所不同，記憶量很大，要把它們逐一背下來非常艱難，即使當時記下來了過一段時間又忘記了，所以他們認為有機化學的學習很繁重。另外，學習過程中，學生雖然知道官能團決定物質(zhì)的性質(zhì)，但只停留在記憶的層面，沒有深入到真正理解層面，比如反應(yīng)時斷鍵的位置、反應(yīng)的機理等沒有很好地理解，面對“換了一種有相同官能團的新物質(zhì)”時就束手無策，面對“官能團的性質(zhì)去進行綜合運用”就更是紙上談兵了。

學習遷移法，主要是指學生基于原有的知識，通過聯(lián)系、比較、轉(zhuǎn)換、化歸、聯(lián)想，對新知識進行理解和應(yīng)用，具體表現(xiàn)為學生個體主動運用舊知識去設(shè)法認識新事物和處理問題的自覺意識和思維習慣，達到自主學習。針對學生學習《有機化學基礎(chǔ)》的困難，教學過程中采用學習遷移法，逐步引導(dǎo)學生利用已有的知識去理解新的知識，讓學生形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的思維，讓他們分析問題和解決問題，提高了學生的科學素養(yǎng)。

一、通過原子結(jié)構(gòu)原子性質(zhì)遷移，形成有機化學知識原點

學習的遷移，是學生根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗去辨認新的課題，并把新課題納入已有的知識系統(tǒng)中的過程。有機化合物是指含有碳的化合物，學生在學習《化學必修2》時對碳原子結(jié)構(gòu)有一定的了解，有機化合物均含有碳原子。在學習的過程中，特別是初學《有機化學基礎(chǔ)》的時候，要以碳原子為中心，引導(dǎo)學生圍繞碳原子的結(jié)構(gòu)、成鍵情況進行分析，形成有機化學的知識原點，再通過正確的知識遷移，引導(dǎo)學生對其他有機物的成鍵情況、化學性質(zhì)進行預(yù)測及分析等，既加深學生的學習興趣，又能讓他們探索有機物的無窮奧秘。

在《有機化學基礎(chǔ)》第一章第一節(jié)的學習時，一方面，先復(fù)習碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖、電子式等，強調(diào)碳原子的最外層有4個電子，與非金屬結(jié)合時會形成4對共用電子對，結(jié)合碳的價電子情況分析了C和H結(jié)合為CH4的電子式、結(jié)構(gòu)式等。用模型進行演示，還可以組織學生進行“真人演出”，讓學生明白：碳原子形成單鍵是與其他原子以一對共用電子對成鍵。接著根據(jù)上述已有的碳原子4對共用電子對結(jié)構(gòu)的知識進行遷移，引導(dǎo)學生分析C與C相連結(jié)合的情況：可共用一對電子對、兩對電子對、甚至三對電子對，但不能形成四對共用電子對（單質(zhì)狀態(tài)），即可以形成碳碳單鍵、碳碳雙鍵和碳碳三鍵，但不能形成碳碳四鍵，然后很輕易地讓學生明白碳碳單鍵是飽和鍵，碳碳雙鍵和碳碳三鍵是不飽和鍵，它們的性質(zhì)將有所不同。另一方面，復(fù)習已經(jīng)學過的CO2的成鍵情況和電子對偏移情況，利用“氧的得電子能力強于碳”這一知識點，對C和O結(jié)合的情況進行知識的遷移，分析乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯的成鍵情況，容易得出碳氧共用電子對偏向氧原子，使含氧官能團起主導(dǎo)作用，導(dǎo)致含氧有機物的性質(zhì)不同于烷烴。

通過對碳原子知識的復(fù)習，引導(dǎo)學生對知識進行了有效遷移，學生對各種有機物的成鍵情況有著深刻的理解，培養(yǎng)對有機物的探索欲望，對后來學習的官能團性質(zhì)、反應(yīng)斷鍵位置、同分異構(gòu)等有機化學知識的學習和理解有很大的幫助，起到了知識原點的作用。

二、通過對官能團知識遷移，連成有機化學的知識線

學習遷移要求在教學過程中，抓住知識的共同因素來促進遷移，通過知識規(guī)律增強學習效果。有機化合物種類繁多，不同的有機物因為官能團不同性質(zhì)不同，所發(fā)生的反應(yīng)也不同，然而對于相同的官能團，雖然它們所在的物質(zhì)不同，但表現(xiàn)的性質(zhì)幾乎一樣的（羥基在醇和酚中有區(qū)別）。在教學過程中，通常需要對某一種官能團的性質(zhì)進行詳細學習，然后將知識遷移上升到其同系物的物質(zhì)（甚至具有相同官能團的物質(zhì)）上，連成有機化學的知識線，讓學生輕松掌握同一類物質(zhì)的性質(zhì)。

例如在學習乙烯的性質(zhì)時，通過學習，知道乙烯能夠發(fā)生加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)，理解乙烯能發(fā)生上述反應(yīng)的原因：碳碳雙鍵其中的一個鍵容易斷裂，與其他共價化合物結(jié)合。掌握此性質(zhì)和原理后，可以將知識在同系物中進行遷移，讓學生寫出丙烯、1-丁烯、2-丁烯加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)的方程式，學生就會較為輕松地完成任務(wù)，并加深對這兩個反應(yīng)的理解。然后再將知識進行遷移拓展，引導(dǎo)學生掌握1，3—丁二烯的1，2加成、1，4加成和完全加成等反應(yīng)。又例如學習乙醇與乙酸發(fā)生的酯化反應(yīng)，理解了羥基斷開O-H鍵、羧基斷開C-O鍵后，可以將知識在同系物甚至在具有羥基的物質(zhì)中進行遷移，讓學生寫出乙二醇與乙酸、丙三醇與乙酸、乙二醇與乙二酸反應(yīng)的化學方程式和反應(yīng)原理，學生完成任務(wù)后，可以讓學生寫出纖維素制造醋酸纖維反應(yīng)的化學方程式和反應(yīng)原理。

通過對某一個官能團知識的學習認識，不僅讓學生掌握該物質(zhì)的性質(zhì)，還可以以此為知識線，通過正確引導(dǎo)知識遷移，全方位認識掌握具有相同官能團的物質(zhì)，使有機化學的學習具有“由此及彼”的連接作用，既提高學生學習效率，也能讓他們自主學習，學會分析問題和解決問題，還可以擴寬他們的知識面。

三、通過對不同官能團知識遷移，構(gòu)成有機化學的知識面

學習遷移并不是自然而然地發(fā)生的，實際上是在新舊兩種事物或情景非常相像的情況下發(fā)生，需要學生自己通過主觀上的積極努力才能實現(xiàn)某些知識的遷移。有機化合物某些官能團之間是有一定的相似性和一定的內(nèi)在聯(lián)系的，可以從組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等多方面進行研究分析，再將知識遷移到相關(guān)的官能團，讓學生對比著學習，形成完整的知識面。

例如在學習乙醇的性質(zhì)時，教材給出了對“一起嚴重化學事故”的材料，要求學生討論“用水還是用乙醇來消除鈉的安全隱患”?？梢酝ㄟ^討論得出解決方案，再根據(jù)鈉與水反應(yīng)劇烈、鈉與乙醇反應(yīng)平緩得出結(jié)論：乙醇和水均有O-H鍵，O-H鍵的共用電子對向氧原子偏移，而水中的H-和乙醇中的CH3CH2-均為供電子基團，供電子能力CH3CH2-大于H-，所以對O-H鍵影響結(jié)果不同，導(dǎo)致水中的O-H鍵比乙醇中的H更易電離，所以鈉與水反應(yīng)較乙醇與水反應(yīng)劇烈。通過這知識點的學習，可以進行知識遷移，讓學生根據(jù)乙酰基比苯基得電子能力強來比較乙酸、苯酚分別與鈉反應(yīng)的劇烈程度，他們會在水和乙醇的基礎(chǔ)上進行分析：苯酚和乙酸均有O-H鍵，苯基和乙?；堑秒娮踊鶊F，且得電子能力乙?；缺交?，所以O(shè)-H鍵極性增大，兩者均能電離出H+而顯酸性，且乙酸酸性比苯酚強，所以與鈉反應(yīng)的劇烈程度順序為乙酸>苯酚>水>乙醇，有的學生經(jīng)過知識遷移學習后，甚至還總結(jié)出“有連在氧上的氫均能被鈉轉(zhuǎn)換出H2”的結(jié)論。同理可以利用學習遷移法，比較乙醛、乙酮、乙酸、乙酸乙酯等中的乙?；Y(jié)構(gòu)活潑性的大小，這里就不作詳述了。

通過這樣的遷移，學生將不同的官能團聯(lián)系起來理解，通過對比找出相同部分和不同部分，真正體會“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的真諦，對有機物有更深入的認識，構(gòu)成有機化學的知識面，激發(fā)他們學習、探索、研究有機化學的結(jié)構(gòu)性質(zhì)的熱情。

四、通過對有機合成知識遷移，建立有機化學知識空間

聯(lián)想遷移是較高層面的遷移，它可以使學生更好地理解某一方法的適應(yīng)性以及在其他情景中更好地遷移和利用。有機合成，它是利用簡單易得的原料，通過有機反應(yīng)，生成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機化合物，具有經(jīng)濟意義，最能體現(xiàn)有機化學的核心價值。因為合成的物質(zhì)具有多樣性，所以在學習過程中，要通過知識進行聯(lián)想遷移，舉一反三，建立知識空間。

例如在學習有機合成時，先設(shè)計簡單的合成路線：任務(wù)（1）乙烯→一氯乙烯→乙醇→乙醛→乙酸→乙酸乙酯，讓學生充分討論認識此過程，分析該合成路線中各物質(zhì)的官能團，合成過程中各個官能團之間的轉(zhuǎn)化情況、斷鍵和成鍵情況、反應(yīng)條件等等，要求學生寫出每一步的反應(yīng)方程式。在學生理解掌握后，進行知識聯(lián)想遷移，設(shè)計合成路線；任務(wù)（2）乙烯→1，2-二氯乙烯→乙二醇→乙二醛→乙二酸→乙二酸乙二酯或聚乙二酸乙二酯；任務(wù)（3）對二（一氯甲基）苯→對苯二甲醇→對苯二甲酸→對苯二甲酯或聚對苯二甲酸對苯二甲酯。學生相互討論后發(fā)現(xiàn)，對任務(wù)（1）的知識遷移即可得到答案，很快就完成了任務(wù)，并能理解透徹。

任務(wù)（4）從目標產(chǎn)物聚乙二酸乙二酯出發(fā)，逆推每一個步驟，直至簡單化工原料乙烯為止。學生能將前面合成路線的知識用在這小題上，也很快完成任務(wù)。最后，讓學生完成任務(wù)（5）總結(jié)能夠引入碳碳雙鍵、碳碳叁鍵、鹵素原子、羥基、醛基、羧基、酯基的化學反應(yīng)有哪些？通過分析上述合成路線，學生很快就能總結(jié)出來了。

通過對合成路線的學習，學生能熟悉掌握各種官能團的性質(zhì)及它們之間的轉(zhuǎn)化要素，通過知識的聯(lián)想遷移，他們能由此及彼很好地掌握各有機物的性質(zhì)，特別是完成任務(wù)（5）后，學生能總結(jié)出官能團的變化情況，深入理解有機合成的規(guī)律，使有機化學知識網(wǎng)格化、立體化，形成有機化學的知識空間。

中學化學教學是要學生在學習化學知識的過程中超越對具體化學知識本身的追求，所以在學習《有機化學基礎(chǔ)》的過程中，不僅應(yīng)注意培養(yǎng)學生記憶化學事實，更應(yīng)注重對知識的遷移，進行融會貫通，指導(dǎo)學生利用“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的思想，以碳原子為知識原點，連成知識線，理解和掌握有機化學知識，達到由面到空間知識飛躍，提升化學學習效果。

（收稿日期：2016-12-10）