核心素養(yǎng)引領(lǐng)下的專題復(fù)習(xí)研究

王海富

摘要：結(jié)合具體教學(xué)案例，運(yùn)用“教、學(xué)、評(píng)”一致性原理，指向核心素養(yǎng)的證據(jù)推理和模型認(rèn)知，促進(jìn)學(xué)生深度和自主學(xué)習(xí)，收獲師生的教學(xué)相長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);“教、學(xué)、評(píng)”一致性;自主學(xué)習(xí)

文章編號(hào)：1008-0546（2020）11-0079-04 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.11.020

一、研究背景

在我校高二年級(jí)物化組合班級(jí)選修五第三章《烴的含氧衍生物》新課基本結(jié)束時(shí)，無錫市的三十余位化學(xué)骨干教師來訪問我校，我在高二（13）班給老師們上了一節(jié)《條件限制型同分異構(gòu)體的書寫》的專題交流課。我想通過同分異構(gòu)體的書寫來做一次階段性知識(shí)的歸納、整理和復(fù)習(xí)，考慮到該班級(jí)是星光班，學(xué)生主體比較優(yōu)秀且有化學(xué)競(jìng)賽的基礎(chǔ)，所以在知識(shí)難度和選題上都做了適當(dāng)?shù)陌胃?而且該班也是學(xué)校平板電腦教學(xué)的試點(diǎn)班級(jí)，我也想借助于平板的互動(dòng)和及時(shí)反饋學(xué)生在問題思考中的過程，運(yùn)用“教、學(xué)、評(píng)”一致性原理，在核心素養(yǎng)引領(lǐng)下基于證據(jù)推理形成思維模型，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)思路和教學(xué)目標(biāo)

首先精心選擇開放性的素材為載體，逐級(jí)展開復(fù)習(xí)。符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，為學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)營(yíng)造探究情境，培養(yǎng)學(xué)生分析、判斷提出有探究?jī)r(jià)值化學(xué)問題的能力。其次，創(chuàng)設(shè)多層面、多維度的探究情境，誘發(fā)學(xué)生不斷激起認(rèn)知沖突，造成心理懸念，喚起學(xué)生的求知欲望，能主動(dòng)自發(fā)學(xué)習(xí)。同時(shí)，通過電腦平板的互動(dòng)和統(tǒng)計(jì)，及時(shí)對(duì)學(xué)生的思考和反饋進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，并應(yīng)用探究結(jié)果解決相關(guān)問題…。建立學(xué)生大數(shù)據(jù)化的信息觀，為教學(xué)評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)支撐，真正實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、評(píng)”一致性。

通過上述過程，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)：在開放的問題情境中讓學(xué)生親身經(jīng)歷討論和比較歸納的過程，注重學(xué)習(xí)中所蘊(yùn)含的科學(xué)方法和科學(xué)精神。在交流討論中讓學(xué)生學(xué)會(huì)自主和合作。在質(zhì)疑、體會(huì)、反思中不斷提升內(nèi)在的科學(xué)素養(yǎng)。通過對(duì)比和遷移、自主探究、小組合作、互評(píng)他評(píng)等多種方式，引導(dǎo)學(xué)生形成“條件限制型同分異構(gòu)體書寫”的一般思路模型和范式。

三、教學(xué)過程

為了增強(qiáng)輪胎的耐磨性、抗氧化性等性能，生產(chǎn)輪胎時(shí)常常向橡膠中加入一些添加劑，其中有一種很重要的物質(zhì)就是新型高分子材料PaMS樹脂。

[思考]PaMS樹脂是聚a-甲基苯乙烯的簡(jiǎn)稱，結(jié)構(gòu)如下：錫的客人們，又讓師生迅速切入本課正題。

[思考]有機(jī)物C9H10存在多種熔、沸點(diǎn)等性質(zhì)與a-甲基苯乙烯不相同的分子，請(qǐng)問這些分子可能含有哪些基本的結(jié)構(gòu)特征？

生答：苯環(huán)、雙鍵。

師問：一定是苯環(huán)和雙鍵？

生答1：還可能是苯環(huán)和三鍵。

生答2：不可能三鍵。因?yàn)椴伙柡投戎挥?，最多是苯環(huán)和雙鍵，或者5個(gè)環(huán)，或者4個(gè)環(huán)和一個(gè)雙鍵，或者3個(gè)環(huán)和一個(gè)三鍵或2個(gè)雙鍵，或者2個(gè)三鍵和1個(gè)雙鍵……

設(shè)計(jì)意圖：用不飽和度的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維和發(fā)散思維能力。

師問：請(qǐng)寫出其中與a一甲基苯乙烯具有相同官能團(tuán)的芳香族化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式？

生答：

[歸納]這些分子與a一甲基苯乙烯互為同分異構(gòu)體，主要是側(cè)鏈長(zhǎng)短的不同及位置不同造成的，我們稱為構(gòu)造異構(gòu)。

師問：除了上述構(gòu)造異構(gòu)外，同分異構(gòu)體還有哪些類型呢？

生答：立體異構(gòu)，包括順反異構(gòu)和手性異構(gòu)。

順反異構(gòu)：由于碳碳雙鍵不能旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致分子中原子或原子團(tuán)在空間的排列方式不同所產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象，一般要有雙鍵。

兩個(gè)相同原子或原子團(tuán)排列在雙鍵的同一側(cè)的稱為順式結(jié)構(gòu)。

兩個(gè)相同原子或原子團(tuán)排列在雙鍵的兩側(cè)的稱為反式結(jié)構(gòu)。

手性異構(gòu)：具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子，如同左手和右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能重疊，互稱手性異構(gòu)體。一般要有手性碳原子。

設(shè)計(jì)意圖：總結(jié)歸納中學(xué)階段常見的同分異構(gòu)體類型，梳理提煉不同類型同分異構(gòu)體的基本特征，培養(yǎng)學(xué)生整理和提煉信息的能力。

師問：上述幾種分子中有沒有分子存在順反異構(gòu)或者手性異構(gòu)呢？

生答2：這不是手性碳！因?yàn)槭中蕴际蔷拖噙B四個(gè)不同原子或原子團(tuán)的飽和碳原子而言。與苯環(huán)相連的雖為飽和碳，但碳原子上相連的2個(gè)氫原子相同。

生答：可以通過加成反應(yīng)或取代反應(yīng)讓兩個(gè)分子形成手性碳原子。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生將前面學(xué)過的手性碳的知識(shí)及有機(jī)基本反應(yīng)能積極遷移到具體問題的應(yīng)用上，比如加成反應(yīng)、取代反應(yīng)等，培養(yǎng)學(xué)生逆向思維能力;同時(shí)也是為后面的探討研究做一個(gè)過渡。

除了羥基、醚鍵、碳碳雙鍵、醛基和羰基（或酮基）外，又增加兩種：羧基和酯基。可見，增加了1個(gè)氧原子，官能團(tuán)種類增多，同分異構(gòu)體種類將更多。如何確定官能團(tuán)的種類及位置？我們必須增加條件限制！

[思考]（2005江蘇卷改編）化學(xué)式為C9H10O的有機(jī)物能同時(shí)滿足下列條件的同分異構(gòu)體可能有哪些？（不考慮立體異構(gòu)）

①與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng);②能與FeCI3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。

學(xué)生分析：根據(jù)性質(zhì)，有一個(gè)苯環(huán)及酚羥基，還有一個(gè)碳碳雙鍵，即烯酚結(jié)構(gòu);結(jié)合不飽和度為5，判斷殘余的基團(tuán)，共19種。

可見，增加條件限制后，同分異構(gòu)體的數(shù)目明顯減少。

[思考]化學(xué)式為CgH10O2的有機(jī)物其中能同時(shí)滿足下列條件的同分異構(gòu)體可能有哪些？

①苯環(huán)上的一取代產(chǎn)物只有兩種;②與Na2CO3溶液反應(yīng)放出氣體;③分子中含有四種不同化學(xué)環(huán)境的氫。

學(xué)生分析：根據(jù)性質(zhì)，有一個(gè)苯環(huán)、羧基;結(jié)合不飽和度還有兩個(gè)飽和碳原子;再根據(jù)分子中四種環(huán)境氫原子。從對(duì)稱性角度不難分析出

由此可見，條件限制越多，同分異構(gòu)體的范圍相對(duì)越小。

[歸納]條件限制型同分異構(gòu)體的書寫策略：

（1）確定分子式、核心原子數(shù)、基團(tuán)和官能團(tuán)（核心基團(tuán)）

根據(jù)限定結(jié)構(gòu)或性質(zhì)條件，寫出結(jié)構(gòu)單元;

（2）確定不飽和度、剩余原子數(shù)（殘基原子）

觀察剩余c、O等原子的個(gè)數(shù)和剩余不飽和度，考慮c、O等原子可能存在形式，形成結(jié)構(gòu)單元;

（3）根據(jù)不同化學(xué)環(huán)境氫的種類嘗試組合（組合嘗試）

將結(jié)構(gòu)單元按照一定順序組裝成分子;

（4）檢查驗(yàn)證所寫簡(jiǎn)式結(jié)構(gòu)是否符合限定條件（書寫驗(yàn)證）

根據(jù)分子式、不同化學(xué)環(huán)境的氫等其他信息進(jìn)行篩選，檢查，確保答案正確;

注意：（1）若限制條件中有關(guān)于不同化學(xué)環(huán)境氫的種類的限定，一般來說要寫的有機(jī)物是相對(duì)最對(duì)稱的，可考慮各種對(duì)稱因素;（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的規(guī)范書寫。

四、教學(xué)反思

1.運(yùn)用“教、學(xué)、評(píng)”一致性原理，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)

運(yùn)用“教、學(xué)、評(píng)”一致性的原理，有利于實(shí)現(xiàn)深度講評(píng)。在討論中不但關(guān)注怎么教，還整體考慮學(xué)生怎么學(xué)、學(xué)得怎樣等問題，實(shí)現(xiàn)教學(xué)評(píng)效益的最大化。精心選擇核心問題，緊緊圍繞教學(xué)評(píng)目標(biāo)進(jìn)行評(píng)析，充分利用課堂大數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)提升和素養(yǎng)發(fā)展目的，最大化挖掘核心問題的素養(yǎng)價(jià)值和教育功能。

本節(jié)課主要討論了CgH10→CgH10O→CgH10O2，抓住不飽和度，評(píng)價(jià)全程跟進(jìn)，師生深度對(duì)話，有效訓(xùn)練學(xué)生思維的發(fā)散性，一環(huán)套一環(huán)，環(huán)環(huán)相扣，循序漸進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從直觀到抽象，從正向到逆向。本人以前總是注重如何教才能讓學(xué)生聽瞳，而在新課程理念中，學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體，教師是學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織者和引導(dǎo)者，教師要從教什么和怎么教轉(zhuǎn)變?yōu)樵鯓蛹ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。從課堂的效果看，基本達(dá)到了預(yù)設(shè)的效果，尤其學(xué)生的臨場(chǎng)反應(yīng)更是出乎我預(yù)料的好，生成的問題雖然是我課前沒想到的，但是讓我更加了解了學(xué)生的思維和目前知識(shí)掌握的實(shí)際狀況。

2.指向核心素養(yǎng)的證據(jù)推理，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)

真實(shí)的主體情境是學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要載體。選取真實(shí)的、有意義的、能引發(fā)學(xué)生興趣的化學(xué)問題，以情境激學(xué)，問題導(dǎo)學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生思考宏觀現(xiàn)象背后的微觀變化，讓學(xué)生意識(shí)到源于教材的知識(shí)在新情境中活學(xué)活用，體會(huì)化學(xué)的學(xué)價(jià)值并獲得學(xué)習(xí)的成就感。信息處理和證據(jù)推理的能力是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的重要體現(xiàn)。

本節(jié)課以有機(jī)物結(jié)構(gòu)為載體，運(yùn)用不飽和度知識(shí)，在對(duì)比遷移和發(fā)散中，對(duì)知識(shí)進(jìn)行梳理歸納、拓展延伸。在實(shí)踐中基于證據(jù)推理的應(yīng)用，最終形成有機(jī)物同分異構(gòu)體書寫的一般思維模型和范式：核心基團(tuán)一殘基原子一組合嘗試一書寫驗(yàn)證，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

3.磨練中不斷提升自身的素質(zhì)，汲取經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)

本節(jié)課中，本人追求素材的選擇有層次性，知識(shí)點(diǎn)的切入講究策略，用真實(shí)情境驅(qū)動(dòng)學(xué)生積極地探究。教師精心設(shè)計(jì)提出的每個(gè)問題都是通過引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真思考分析后自己總結(jié)得出的。

特別是在選題上側(cè)重于典型性，因?yàn)橛行﹩栴}是抽取原題的一部分，勢(shì)必脫離原題的前后情境從而易造成斷章取義，如由2005江蘇卷抽取改編的題：“化學(xué)式為C9H10O的有機(jī)物能同時(shí)滿足下列條件的同分異構(gòu)體可能有哪些？（不考慮立體異構(gòu)）①能與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng);②能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)?！痹}是能使溴的四氯化碳溶液褪色，但原題后續(xù)信息中強(qiáng)調(diào)有雙鍵，而抽取后沒有說明有雙鍵，因?yàn)榉恿u基也能使溴的四氯化碳溶液褪色。再比如由2012寧夏卷選編的：“E（C7H5O2CI）的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的共多少種（不考慮CI和O相連的結(jié)構(gòu)）。”其中不考慮c1和O相連的結(jié)構(gòu)也是后來補(bǔ)充，以防學(xué)生寫出-O-CI結(jié)構(gòu)，實(shí)際上不存在酚羥基和-O-C1的結(jié)構(gòu)，但從基團(tuán)組合看，應(yīng)該是有這種可能性的。

對(duì)教師來說，教學(xué)研究總是進(jìn)行時(shí)，其中有困難，更有克服困難后的成長(zhǎng)和收獲！