促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的中學(xué)有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)進(jìn)階研究

梁曉燕

【摘要】深度學(xué)習(xí)提倡讓學(xué)生獲得發(fā)展。研究中學(xué)有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)階，有助于不同學(xué)段的學(xué)生獲得發(fā)展，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。本文嘗試以“乙醇”為例，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)、教材的進(jìn)階要求確定不同學(xué)段的學(xué)習(xí)目標(biāo)，提煉學(xué)習(xí)進(jìn)階的路徑，最后提出相應(yīng)的教學(xué)建議。

【關(guān)鍵詞】深度學(xué)習(xí);有機(jī)化學(xué);學(xué)習(xí)進(jìn)階;教學(xué)

1.問題的提出

深度學(xué)習(xí)是在教師指導(dǎo)下，學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程。學(xué)生在不同學(xué)段所獲得的發(fā)展是不一樣，因此，不同階段的深度學(xué)習(xí)深度也應(yīng)當(dāng)不一樣。

學(xué)習(xí)進(jìn)階理論（Learning Progression，LPs）描述學(xué)生在不同學(xué)段學(xué)習(xí)同一主題的概念時(shí)所遵循的連貫的、典型的學(xué)習(xí)路徑。學(xué)科學(xué)習(xí)是分階段和有明確路徑的，教師關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程的方向、路徑和各階段水平要求，進(jìn)行跨學(xué)段教學(xué)銜接研究，將有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

目前對于國內(nèi)對于學(xué)習(xí)進(jìn)階的研究主要集中在概念，林建芬梳理了同分異構(gòu)體、元素周期表、離子反應(yīng)、化學(xué)用語的認(rèn)知方式與角度、知識(shí)水平、劃分相應(yīng)的學(xué)習(xí)進(jìn)階路徑，提出個(gè)學(xué)段的學(xué)習(xí)目標(biāo)、進(jìn)階路徑與教學(xué)建議?，F(xiàn)階段對有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)階研究非常少。

乙醇是重要的有機(jī)化合物，它在有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化中占有非常重要的地位，生產(chǎn)、生活中用途非常廣泛。因此，它是初中、高中必修及選擇性必修中均涉及的教學(xué)內(nèi)容。研究乙醇的學(xué)習(xí)進(jìn)階對于梳理有機(jī)化學(xué)不同階段的學(xué)習(xí)目標(biāo)、相關(guān)進(jìn)階學(xué)習(xí)的路徑、跨學(xué)段教學(xué)銜接有著指導(dǎo)作用。

2.課程標(biāo)準(zhǔn)與教材內(nèi)容的分析

2.1與乙醇相關(guān)的課程標(biāo)準(zhǔn)

從三個(gè)階段的課程標(biāo)準(zhǔn)對比（表1），學(xué)生在不同階段的認(rèn)知發(fā)展逐步提升，從表觀層面（化學(xué)式、俗稱、物理性質(zhì)、可燃性及簡單用途等），發(fā)展為“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”的學(xué)科觀念，最后實(shí)現(xiàn)“官能團(tuán)決定一類有機(jī)化合物的性質(zhì)”分類思想。

2.2與乙醇相關(guān)的教材內(nèi)容

初中教材中，第七單元課題2《燃料的合理利用與開發(fā)》介紹乙醇的化學(xué)式，制備及用途（燃料、飲品）。第八單元課題1《溶液的形成》介紹酒精可作為溶劑。初中教材中對乙醇均屬于認(rèn)識(shí)層面。

高中必修教材（2019年魯科版）中，第3章第3節(jié)《飲食中的有機(jī)化合物——乙醇》，介紹了乙醇的物理性質(zhì)、結(jié)構(gòu)式，安排了4個(gè)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)乙醇與金屬鈉的反應(yīng)，乙醇的系列氧化反應(yīng)（完全氧化、催化氧化、直接氧化），理解羥基作為官能團(tuán)對乙醇化學(xué)性質(zhì)的影響，分析在不同化學(xué)反應(yīng)中乙醇的斷鍵情況。必修教材中關(guān)于乙醇的內(nèi)容屬于理解層面。關(guān)鍵是通過對乙醇的相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生對乙醇由宏觀到微觀、從孤立到系統(tǒng)等的認(rèn)知，建立官能團(tuán)與性質(zhì)的關(guān)系，構(gòu)建“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”的化學(xué)學(xué)科觀念。

高中選修教材（2019年魯科版）中，第2章第2節(jié)《醇和酚》，介紹了醇的定義、分類、命名等，學(xué)習(xí)醇的化學(xué)性質(zhì)的第一部分是討論官能團(tuán)（羥基）、化學(xué)鍵（碳氧鍵、氫氧鍵）的極性，預(yù)測反應(yīng)的斷鍵部分及相應(yīng)的反應(yīng)類型。第二部分是結(jié)合醇分子發(fā)生反應(yīng)的部位及反應(yīng)類型，學(xué)習(xí)羥基的反應(yīng)（取代反應(yīng)、消去反應(yīng)）、羥基中氫的反應(yīng)（與活潑金屬的反應(yīng)、與羧酸的反應(yīng)）、醇的氧化。第三部分綜合醇的性質(zhì)而且便宜易得，歸納醇轉(zhuǎn)化為其他類別有機(jī)物的情況。選修教材中關(guān)于乙醇的內(nèi)容屬于遷移拓展層面，對反應(yīng)原理的理解也從表面（化學(xué)鍵的斷裂）深化到本質(zhì)（鍵的極性），學(xué)生從乙醇遷移到醇，建立“官能團(tuán)決定一類有機(jī)化合物的性質(zhì)”分類思想。

3.乙醇的跨學(xué)段學(xué)習(xí)目標(biāo)

3.1 初中階段

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

了解乙醇的化學(xué)式，用途（溶劑、燃料、飲品）。

3.2 高中必修階段

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

（1）通過對生活中酒的觀察，掌握乙醇的物理性質(zhì)

（2）通過球棍模型的制作，實(shí)驗(yàn)乙醇與鈉、水與鈉的反應(yīng)對比，推理出乙醇的結(jié)構(gòu)。

（3）通過乙醇燃料掌握乙醇的燃燒反應(yīng)。

（4）通過乙醇的各類氧化反應(yīng)，條件不同，產(chǎn)物不同。

（5）通過催化氧化反應(yīng)的機(jī)理分析，知道該類反應(yīng)的發(fā)生條件。

（選考化學(xué)的學(xué)生）

3.3 高中選修階段

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】2學(xué)時(shí)

（1）通過介紹生活中各種含有羥基的物質(zhì)，知道醇的定義。

（2）通過實(shí)例，了解醇的分類及命名，了解常見醇的性質(zhì)及用途。

（3）通過表2-2-1，了解相對分子質(zhì)量相近的醇和烷烴、烯烴的沸點(diǎn)關(guān)系，并分析原因。

（4）通過《討論·研討》，以丙醇為例，結(jié)合已知信息，分析醇反應(yīng)的斷鍵部分及相應(yīng)的反應(yīng)類型。

（5）以乙醇、丙醇為例學(xué)習(xí)羥基的取代反應(yīng)，分析反應(yīng)的斷鍵部分。

（6）以丙醇為例學(xué)習(xí)羥基的消去反應(yīng)，分析反應(yīng)的斷鍵部分。

（7）以乙醇為例學(xué)習(xí)羥基中氫與活潑金屬的反應(yīng)、與羧酸的反應(yīng)，分析反應(yīng)的斷鍵部分。

（8）以1-丙醇、2-丙醇為例學(xué)習(xí)催化氧化反應(yīng)，分析反應(yīng)的斷鍵部分。

（9）綜合醇的性質(zhì)，歸納醇轉(zhuǎn)化為其他類別有機(jī)物的情況。

4.“乙醇”的學(xué)習(xí)進(jìn)階路徑

綜合課程標(biāo)準(zhǔn)、教材、學(xué)習(xí)目標(biāo)，可以發(fā)現(xiàn)初中、高中必修、高中選修三個(gè)學(xué)段中與乙醇相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)類型逐漸增多。對乙醇的認(rèn)知角度也在不斷提高。

有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)階路徑依次具體物質(zhì)層級、官能團(tuán)層級、化學(xué)鍵層級。中學(xué)階段乙醇的學(xué)習(xí)也遵循這一路徑，從乙醇到羥基，再到碳氧鍵、氧氫鍵的極性。高中必修內(nèi)容是學(xué)生系統(tǒng)認(rèn)識(shí)乙醇的結(jié)構(gòu)及其主要性質(zhì)與應(yīng)用的重要階段，學(xué)生的認(rèn)知層級處于由具體物質(zhì)向官能團(tuán)發(fā)展的學(xué)習(xí)水平，具有結(jié)合典型實(shí)例認(rèn)識(shí)官能團(tuán)與性質(zhì)的關(guān)系的能力。高中選修內(nèi)容是學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)醇的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途等的重要階段，學(xué)生認(rèn)知層級處于由官能團(tuán)向化學(xué)鍵微觀結(jié)構(gòu)發(fā)展的學(xué)習(xí)水平，具有根據(jù)價(jià)鍵特點(diǎn)對陌生物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行推斷的能力。

5.教學(xué)建議

為促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，教師需要考慮不同學(xué)段的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)鞏固及跨學(xué)段教學(xué)銜接。

根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)、教材內(nèi)容確定不同階段的學(xué)習(xí)目標(biāo)，有利于對有機(jī)化學(xué)的教學(xué)進(jìn)行整體規(guī)劃，把握各學(xué)段的教學(xué)要求和教學(xué)進(jìn)度，避免隨意加大學(xué)習(xí)的難度及增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。

通過學(xué)習(xí)進(jìn)階的研究，可以合理設(shè)計(jì)作業(yè)和試題。作業(yè)是課堂學(xué)習(xí)的延伸，起鞏固學(xué)習(xí)效果的作用。試題是測量學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一種方式。無論是作業(yè)還是試題，難度過大或過小都會(huì)產(chǎn)生反效果，因此作業(yè)和試題的設(shè)計(jì)應(yīng)符合對應(yīng)學(xué)段學(xué)習(xí)進(jìn)階的要求。

建構(gòu)主義提出教學(xué)中可以把學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)作為新知識(shí)的生長點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生從原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)中發(fā)展出新的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)?？鐚W(xué)段教學(xué)銜接也應(yīng)根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)階的研究，分析學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)水平、認(rèn)知水平，從而確定教學(xué)的銜接點(diǎn)

【本文系廣州市南沙區(qū)教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃（2019年度）課題 “促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的中學(xué)化學(xué)單元教學(xué)的實(shí)踐研究”成果（課題編號(hào)：NSKY2019004）】

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