建構(gòu)學(xué)科基本結(jié)構(gòu)注重過程與方法研究

吳策策 陳迪妹

摘 要：要以過程與方法為載體，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)與技能的同時(shí)熟練學(xué)習(xí)方法論，完善知識(shí)體系，建構(gòu)起學(xué)科基本結(jié)構(gòu)，從而真正落實(shí)三維目標(biāo)。文章以“乙醛”教學(xué)設(shè)計(jì)為例，對(duì)建構(gòu)學(xué)科基本結(jié)構(gòu)、注重過程與方法進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：化學(xué)課程；學(xué)科基本結(jié)構(gòu)；過程與方法；方法論

中圖分類號(hào)：G642；G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1008-3561（2018）04-0030-02

一、問題的提出

新課程改革提出“知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度價(jià)值觀”的三維目標(biāo)，目的在于培養(yǎng)和造就大批具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的優(yōu)秀人才。在實(shí)際教學(xué)過程中，部分教師“確定‘過程與方法教學(xué)目標(biāo)時(shí)，則與‘知識(shí)與技能目標(biāo)孤立起來，顯得與之毫無關(guān)系，不談或略談教學(xué)目標(biāo)達(dá)成所依靠的載體，從而形成目標(biāo)要求上的空話、套話”。在本文作者看來，這是因?yàn)榈瘜W(xué)的學(xué)科基本結(jié)構(gòu)，割裂教學(xué)內(nèi)容。布魯納（Jerome Seymour Bruner）認(rèn)為，“學(xué)科基本結(jié)構(gòu)包括學(xué)科的基本概念、基本原理及其內(nèi)部規(guī)律等，越是掌握學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)就越有利于在新的情境中遷移，在這種原理遷移的同時(shí)還伴隨著學(xué)習(xí)態(tài)度的遷移”。直觀地來說，如果想要學(xué)生有效學(xué)習(xí)學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)就要有意識(shí)地促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)地形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)。這就需要教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)考慮教學(xué)內(nèi)容的層次結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化各個(gè)層次之間的聯(lián)系，由淺入深，讓學(xué)生鞏固知識(shí)，提高技能。同時(shí)，在課堂教學(xué)過程中還要注重幫助學(xué)生形成正確的方法論。教師要通過合理的引導(dǎo)，讓學(xué)生充分參與一定的外在活動(dòng)（即過程），鞏固、強(qiáng)化并遷移具體的內(nèi)在的學(xué)習(xí)技能與思維策略（即方法），從而形成正確的學(xué)習(xí)態(tài)度。文章以“乙醛”教學(xué)設(shè)計(jì)為例，對(duì)建構(gòu)學(xué)科基本結(jié)構(gòu)、注重過程與方法進(jìn)行研究。

二、設(shè)計(jì)思路

“乙醛”這一課處于“乙醇”和“乙酸”之間，是醇-醛-酸三者氧化轉(zhuǎn)換的中間環(huán)節(jié)，在整個(gè)單元結(jié)構(gòu)中起著承上啟下的作用。同時(shí)，醇-醛-酸甚至整個(gè)必修二中的有機(jī)物都可以看成是緊緊圍繞“官能團(tuán)”和“反應(yīng)化學(xué)鍵變化”延伸展開的。因此，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)普遍的原理，讓學(xué)生通過自身的學(xué)習(xí)活動(dòng)過程掌握通用學(xué)習(xí)方法顯得尤為重要。

三、教學(xué)目標(biāo)

一是讓學(xué)生根據(jù)展示的乙醛模型，類比乙醇的模型推測(cè)乙醛的結(jié)構(gòu)式，以及類比乙烯和氫氣反應(yīng)，能寫出乙醛和氫氣的加成反應(yīng)，以鍛煉邏輯思維能力，體會(huì)和感悟類比法在處理官能團(tuán)等方面問題的重要性。二是讓學(xué)生進(jìn)行小組合作實(shí)驗(yàn)，在記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的同時(shí)，分析不同組的成敗原因，知道實(shí)驗(yàn)操作關(guān)鍵點(diǎn)，進(jìn)而能夠?qū)懗鱿鄳?yīng)反應(yīng)的方程式并熟悉化學(xué)性質(zhì)，體驗(yàn)量變引發(fā)質(zhì)變這一樸素思想。三是讓學(xué)生理清從醇生成醛，醛的性質(zhì)運(yùn)用，建立相對(duì)完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)以及學(xué)習(xí)烴類衍生物的學(xué)習(xí)模型。

四、教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：乙醛的化學(xué)性質(zhì)。難點(diǎn)：乙醛的化學(xué)性質(zhì)以及方程式的書寫。

五、教學(xué)流程

環(huán)節(jié)一：高屋建瓴，統(tǒng)籌全局

【創(chuàng)設(shè)情境】教師：上節(jié)課講了乙醇氧化反應(yīng)，請(qǐng)問產(chǎn)物是什么？（學(xué)生回答）現(xiàn)在我們復(fù)習(xí)一下這個(gè)方程式。學(xué)生活動(dòng)：書寫乙醇氧化反應(yīng)式。教師活動(dòng)：巡視教室，提供指導(dǎo)，投影指正。教師：上一節(jié)課提到過，從醇到羧酸要經(jīng)過醛這個(gè)階段，醇-醛-酸的轉(zhuǎn)化過程就是一次次氧化的過程。氧化意味著反應(yīng)，也意味著有新物質(zhì)的生成，新舊物質(zhì)的性質(zhì)差異是怎么形成的？又是如何體現(xiàn)差異的？學(xué)生：……【過渡】教師：今天這節(jié)課，我們一起學(xué)習(xí)乙醇氧化的產(chǎn)物乙醛。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，官能團(tuán)也包含在結(jié)構(gòu)之中，先學(xué)習(xí)乙醛的結(jié)構(gòu)能為以后學(xué)習(xí)它的性質(zhì)打下基礎(chǔ)。

【設(shè)計(jì)意圖】課堂導(dǎo)入至關(guān)重要，有機(jī)物相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)有一條重要的線索：結(jié)構(gòu)——性質(zhì)。橫向上，結(jié)構(gòu)聯(lián)通了醇、醛、羧酸三者變化，縱向上，結(jié)構(gòu)闡明性質(zhì)。這種內(nèi)部規(guī)律，教師需要通過反復(fù)強(qiáng)化幫助學(xué)生牢固掌握。而想要達(dá)到這樣的目的，提問無疑是最好的方法。教師要通過提問的方式引發(fā)學(xué)生認(rèn)知失衡，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

環(huán)節(jié)二：類比分析，認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)

【結(jié)構(gòu)】教師活動(dòng)：投影展示乙醛的球棍模型。教師：類比乙醇的結(jié)構(gòu)式，嘗試書寫乙醛的結(jié)構(gòu)式并思考如果乙醛可以分解成兩個(gè)部分，那么這兩個(gè)部分由什么組成。學(xué)生活動(dòng)：書寫結(jié)構(gòu)式并分解結(jié)構(gòu)。學(xué)生：乙醛可以由甲基和-CHO組成。教師：其中-CHO是醛基，是醛類的官能團(tuán)，決定了大部分醛類的性質(zhì)。由此不難得出醛類的通式CnH2nO，更簡(jiǎn)單一點(diǎn)可以縮寫為RCHO。教師：現(xiàn)在，請(qǐng)同學(xué)們一起寫下乙醛的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。學(xué)生活動(dòng)：書寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。教師活動(dòng)：投影指正。教師：千萬不能寫成CH3COH，這樣的OH是羥基的寫法而不是醛基的寫法。既然提到羥基，請(qǐng)同學(xué)們對(duì)比分析一下羥基和醛基的區(qū)別。學(xué)生：醛基CO雙鍵O上沒有氫。教師：醛基和羥基是完全不同的基團(tuán)，不能僅從元素組成上認(rèn)定。這一點(diǎn)也加深了我們對(duì)官能團(tuán)的認(rèn)識(shí)，它擁有固定的寫法，同時(shí)不同官能團(tuán)之間的差異還是比較明顯的。

【設(shè)計(jì)意圖】教師采用對(duì)比的方法讓學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)遷移，獨(dú)立自主完成乙醛結(jié)構(gòu)的書寫，從而提高學(xué)生的操作技能，之后再通過一次官能團(tuán)對(duì)比，強(qiáng)化對(duì)比方法的運(yùn)用。中間穿插學(xué)生易錯(cuò)點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)（官能團(tuán)）的獨(dú)特性這一學(xué)科概念。

環(huán)節(jié)三：強(qiáng)化過程，凸顯方法

【物理性質(zhì)】教師：我們學(xué)習(xí)一種物質(zhì)的物理性質(zhì)時(shí)，一般從哪些方面學(xué)習(xí)？學(xué)生：氣味，顏色，溶解度。教師活動(dòng)：要通過一定的“過程”與“方法”，幫助學(xué)生理解這一知識(shí)點(diǎn)。具體如下：

【過渡】教師：乙醛的化學(xué)性質(zhì)，其實(shí)可以分為兩大反應(yīng)：加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)。

【還原反應(yīng)】教師：對(duì)比分析乙醛和乙烯的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)問為什么乙醛可以發(fā)生加成反應(yīng)？學(xué)生：乙烯具有C=C雙鍵，乙醛具有C=O雙鍵，既有相似也有不同。教師活動(dòng)：仿照乙烯加成反應(yīng)式，書寫乙醛加成反應(yīng)式。教師：這個(gè)反應(yīng)屬于加成反應(yīng)，如果從氧化還原角度來看，又歸屬另外一種反應(yīng)。在有機(jī)反應(yīng)中，產(chǎn)物比生成物多了H或者產(chǎn)物比生成物少了O就屬于還原反應(yīng)。反之，產(chǎn)物比生成物多了O或者產(chǎn)物比生成物少了H就是氧化反應(yīng)。教師：這個(gè)反應(yīng)是屬于氧化還是還原？產(chǎn)物又是什么物質(zhì)？學(xué)生：還原反應(yīng)，產(chǎn)物是乙醇。

【過渡】教師：那么，乙醛可以發(fā)生氧化反應(yīng)嗎？其原因是什么？學(xué)生：可以。因?yàn)橐胰┘覱或者少H就是氧化反應(yīng)。

【氧化反應(yīng)】教師：對(duì)，同學(xué)們的分析很透徹，乙醛可以發(fā)生氧化反應(yīng)。教師：經(jīng)典的氧化反應(yīng)之一就是乙醛和氧氣反應(yīng)生成乙酸。教師活動(dòng)：展示乙醛和氧氣氧化反應(yīng)的方程式。

【銀鏡反應(yīng)】教師：乙醛的經(jīng)典氧化反應(yīng)除氧化生成酸外，還有一個(gè)是銀鏡反應(yīng)。教師活動(dòng)：演示銀鏡實(shí)驗(yàn)。具體內(nèi)容如下：

教師：實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，在于滴加稀氨水至產(chǎn)生的沉淀恰好消失。請(qǐng)問，如果加入的稀氨水太少會(huì)怎么樣？學(xué)生：加入的稀氨水太少則無法產(chǎn)生[Ag（NH3）2]OH，自然不會(huì)與乙醛發(fā)生反應(yīng)。教師：加入太多，則會(huì)產(chǎn)生容易爆炸的AgN3，十分危險(xiǎn)。教師：產(chǎn)生的銀鏡雖然美麗，但實(shí)驗(yàn)完畢也要注意打掃，請(qǐng)問如何除去？設(shè)想：如何將單質(zhì)銀轉(zhuǎn)換為可溶性的物質(zhì)？學(xué)生：用HNO3氧化生成鹽溶液。

【過渡】教師：乙醛還可以和新制的Cu（OH）2反應(yīng)，這也是乙醛的一個(gè)典型反應(yīng)。教師活動(dòng)：演示與新制Cu（OH）2反應(yīng)，具體活動(dòng)內(nèi)容如下：

教師：這個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于加入的NaOH要過量，要提供一個(gè)堿性環(huán)境，之后才能和乙醛進(jìn)一步反應(yīng)。教師：類比剛才除去銀鏡的思路，請(qǐng)問如何除去產(chǎn)生的Cu2O？學(xué)生：用HNO3氧化生成可溶鹽溶液。

【設(shè)計(jì)意圖】建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀認(rèn)為，教師要將學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)作為新知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生參與活動(dòng)，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)趣味性，同時(shí)加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的印象。教師要引導(dǎo)學(xué)生將乙醛與乙烯結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，從結(jié)構(gòu)入手，對(duì)碳碳雙鍵性質(zhì)進(jìn)行遷移，讓學(xué)生完成對(duì)還原性的學(xué)習(xí)，并適時(shí)引入有機(jī)反應(yīng)中氧化還原的判斷基本原理，承接氧化還原判斷過渡到氧化性質(zhì)的學(xué)習(xí)。要引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)過程和反復(fù)強(qiáng)化手段學(xué)習(xí)性質(zhì)，同時(shí)將對(duì)比上升為一種思維模式。

環(huán)節(jié)四：總結(jié)深化，構(gòu)建體系

教師：這節(jié)課我們一起學(xué)習(xí)了一些關(guān)于乙醛的知識(shí)，現(xiàn)在來總結(jié)一下，形成一個(gè)完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

【設(shè)計(jì)意圖】基本概念、基本原理及內(nèi)部規(guī)律等這些學(xué)科基本結(jié)構(gòu)內(nèi)涵，學(xué)生以前都學(xué)習(xí)過。而如何整合成一個(gè)整體，幫助學(xué)生牢固地掌握這些知識(shí)，是教師要進(jìn)一步研究的。將知識(shí)納入到認(rèn)知結(jié)構(gòu)之中，進(jìn)行概念同化，無疑是一個(gè)較好的方法。

六、教學(xué)反思

1. 凸顯方法論

從開頭的引入到之后的性質(zhì)學(xué)習(xí)，圍繞“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”“官能團(tuán)”展開，用實(shí)際的學(xué)習(xí)過程強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)有機(jī)化合物的一個(gè)重要方法——抓住官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。同時(shí)，這樣的教學(xué)模式有助于學(xué)生進(jìn)行橫向遷移，學(xué)習(xí)其他有機(jī)化合物，也有利于學(xué)生內(nèi)化“方法”——類比法。

2. 重視過程與方法

學(xué)生想要真切地理解所學(xué)知識(shí)，就需要通過自己的努力，構(gòu)建屬于自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。在教學(xué)過程中，教師可先讓學(xué)生通過一系列的外在活動(dòng)去直觀感受乙醛物理性質(zhì)。學(xué)生有了這樣的“過程”基礎(chǔ)，教師再輔以適當(dāng)?shù)闹v解，就能幫助學(xué)生理解內(nèi)核本質(zhì)。而更抽象的化學(xué)性質(zhì)，教師則可以設(shè)置問題引導(dǎo)學(xué)生充分思考，通過類比分析的“方法”同化相關(guān)知識(shí)。

3. 實(shí)驗(yàn)步驟分解

“銀鏡反應(yīng)”“與新制氫氧化銅反應(yīng)”都是乙醛氧化性典型代表實(shí)驗(yàn)，而這兩個(gè)反應(yīng)的方程式都比較復(fù)雜，教師直接呈現(xiàn)方程式無疑會(huì)增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)。因此，教師可以將實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行分解并輔以反應(yīng)式，幫助學(xué)生詳細(xì)了解反應(yīng)過程，最后進(jìn)行一個(gè)總的反應(yīng)方程式的呈現(xiàn)。這樣，可以幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)知識(shí)。

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