信息化教學(xué)與高三化學(xué)復(fù)習(xí)課的整合

熊建飛?吳利敏

［摘要］ 高三復(fù)習(xí)課不同于新授課，主要是知識梳理和思維模型建構(gòu)。以“鹵代烴”為例，通過采用翻轉(zhuǎn)課堂提高認(rèn)知模型建構(gòu)，融合信息化教學(xué)整合復(fù)習(xí)內(nèi)容，有效提高了教學(xué)效率。信息化教學(xué)手段的使用，使得課堂變得生動而不枯燥，收到了較好的效果。

［關(guān)鍵詞］ 鹵代烴；翻轉(zhuǎn)課堂；認(rèn)知模型；思維導(dǎo)圖

新課標(biāo)將“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”列為化學(xué)核心素養(yǎng)，要求“通過分析、推理等方法認(rèn)識研究對象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及相互關(guān)系，并能運(yùn)用模型解釋化學(xué)的本質(zhì)與規(guī)律”。高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)的目的在于形成知識網(wǎng)絡(luò)，尤其是元素及其化合物、有機(jī)化合物，內(nèi)容繁多，性質(zhì)多樣，不同物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系錯綜復(fù)雜，如果沒有一套行之有效的復(fù)習(xí)方法，很難達(dá)到復(fù)習(xí)目的。以有機(jī)化合物的復(fù)習(xí)為例，采用翻轉(zhuǎn)課堂模式，將基礎(chǔ)知識與實(shí)驗(yàn)視頻放在課前自主學(xué)習(xí)，課堂進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，構(gòu)建認(rèn)知模型，把握有機(jī)化合物性質(zhì)的規(guī)律，并用已建立的模型對陌生物質(zhì)可能具有的性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測。

一、翻轉(zhuǎn)課堂，優(yōu)化認(rèn)知模型的建構(gòu)

與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，翻轉(zhuǎn)課堂作為一種創(chuàng)新型的教學(xué)模式，有著鮮明的教育特點(diǎn)與優(yōu)勢。它將課外學(xué)習(xí)與課堂學(xué)習(xí)深度融合，突破了課堂教學(xué)的局限性，對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)起著良好的作用。實(shí)踐證明，采用翻轉(zhuǎn)課堂模式，能有效增強(qiáng)有機(jī)化合物認(rèn)知模型建構(gòu)的效果。因此，采用翻轉(zhuǎn)課堂模式能夠更好地實(shí)現(xiàn)認(rèn)知模型的建構(gòu)，為有機(jī)化學(xué)的復(fù)習(xí)提供了一種高效的方法。具體來說，它將基礎(chǔ)知識的復(fù)習(xí)前置到課前，課堂的主要任務(wù)是建構(gòu)有機(jī)化合物認(rèn)知模型，提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，幫助學(xué)生建構(gòu)有機(jī)物認(rèn)知模型，構(gòu)建系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡(luò)。

1.微課的設(shè)計與制作。翻轉(zhuǎn)課堂的特點(diǎn)是將部分知識前置，針對高三復(fù)習(xí)課，將每種有機(jī)物的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、制備、用途等錄制成微課，課前通過平板電腦發(fā)布給學(xué)生。學(xué)生通過微課自主學(xué)習(xí)，掌握該有機(jī)物的基礎(chǔ)知識，為課堂深度學(xué)習(xí)、建構(gòu)認(rèn)知模型打好基礎(chǔ)。

2.課前檢測的設(shè)計。依據(jù)微課內(nèi)容設(shè)計相關(guān)問題，旨在檢測學(xué)生的掌握情況，通過學(xué)生的測試成績，找到學(xué)生的易混點(diǎn)、疑惑點(diǎn)，為課堂的深度學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計提供可靠的依據(jù)。

3.認(rèn)知模型的設(shè)計。認(rèn)知模型的建構(gòu)分為四部分：官能團(tuán)的典型性質(zhì)、官能團(tuán)的定性與定量檢驗(yàn)、官能團(tuán)之間的轉(zhuǎn)化、每種有機(jī)物系統(tǒng)知識思維導(dǎo)圖的繪制。其中，前三項模型的建構(gòu)均采用框圖的形式，清晰明了，直截了當(dāng)。思維導(dǎo)圖的設(shè)計：對每種有機(jī)物繪制一個思維導(dǎo)圖，畫出思維導(dǎo)圖框架，以便在課堂上發(fā)布給學(xué)生，要求他們依據(jù)思維導(dǎo)圖框架完善知識網(wǎng)絡(luò)。思維導(dǎo)圖的內(nèi)容包括該有機(jī)物的通式、官能團(tuán)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、制備及用途等，是對該有機(jī)物的系統(tǒng)認(rèn)識。

4.相關(guān)高考題的精選與認(rèn)知模型的應(yīng)用。針對所要復(fù)習(xí)的有機(jī)化合物，如“醇”的復(fù)習(xí)，在完成認(rèn)知模型建構(gòu)后，將近三年涉及的高考題選出來發(fā)布給學(xué)生，當(dāng)堂完成。這樣做旨在讓學(xué)生體驗(yàn)“醇”在高考題中的考查方式及性質(zhì)體現(xiàn)，從而對已建立的認(rèn)知模型進(jìn)行應(yīng)用和再完善。

在認(rèn)知模型建構(gòu)的過程中，采用小組互助模式，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的思維，而且使課堂變得生機(jī)勃勃，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的氛圍，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

二、鹵代烴認(rèn)知模型的建構(gòu)

1.課前自主學(xué)習(xí)

課前自主學(xué)習(xí)的形式為微課學(xué)習(xí)，將鹵代烴的基本知識錄制成微課，課前發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生按照要求進(jìn)行學(xué)習(xí)，并做好筆記。學(xué)完微課后，完成課前檢測，根據(jù)完成的情況，教師進(jìn)行二次備課，有針對性地設(shè)計課堂教學(xué)。

（1）微課《鹵代烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》，如下表所示。

1.鹵代烴的用途 麻醉劑：氯仿；冷凍劑：氟利昂；化工原料等

2.鹵代烴的物理性質(zhì) 熔沸點(diǎn)比同碳數(shù)的烴高；難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑；密度：除一氟、一氯代烴比水小外，其余比水大

3.鹵代烴的結(jié)構(gòu) 展示球棍模型、分子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式；含有官能團(tuán)-X（X=F、Cl、Br、I）

4.鹵代烴的化學(xué)性質(zhì) 鹵代烴的水解（取代）反應(yīng)：反應(yīng)條件、反應(yīng)類型、反應(yīng)方程式書寫；鹵苯與一般鹵代烴水解條件對比

鹵代烴的消去反應(yīng)：反應(yīng)條件、反應(yīng)類型、反應(yīng)方程式書寫；消去反應(yīng)規(guī)律；消去反應(yīng)的應(yīng)用

5.鹵代烴的制備 烷烴的取代；苯及其同系物的取代；醇的取代；烯烴、炔烴的加成

通過微課的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識，初步形成對鹵代烴的整體認(rèn)識，為課中深度學(xué)習(xí)、建構(gòu)認(rèn)知模型打下基礎(chǔ)。

（2）完成課前檢測。

課前檢測

一、以下物質(zhì)中，按要求填空：

1.上述物質(zhì)中既能發(fā)生水解反應(yīng)又能發(fā)生消去反應(yīng)的是（）。

2.物質(zhì)④發(fā)生消去反應(yīng)的條件為（），產(chǎn)物有（）。

3.由物質(zhì)②制取1，2丙二醇經(jīng)歷的反應(yīng)類型有（）。

4.檢驗(yàn)物質(zhì)③中含有溴元素的試劑有（）。

二、判斷題（答案在線上傳）

1.CH3CH2Cl的沸點(diǎn)比CH3CH3的沸點(diǎn)高（）

2.溴乙烷與NaOH的乙醇溶液共熱生成乙烯（）

3.在溴乙烷中加入AgNO3溶液，立即產(chǎn)生淡黃色沉淀（）

4.取溴乙烷的水解液，向其中加入AgNO3溶液，可觀察到淡黃色沉淀（）

5.所有鹵代烴都能夠發(fā)生水解反應(yīng)和消去反應(yīng)（）

課前檢測主要考查微課內(nèi)容，同時也適當(dāng)考查微課外的內(nèi)容。比如，鹵素原子的檢驗(yàn)，目的是了解學(xué)生對鹵代烴相關(guān)考點(diǎn)的掌握情況。通過課前檢測，了解學(xué)生對鹵代烴性質(zhì)的掌握情況，為教師的二次備課提供依據(jù)，同時也為課中認(rèn)知模型建構(gòu)提供重要的參考。

2.課中建構(gòu)認(rèn)知模型

環(huán)節(jié)一：鹵代烴的兩種重要反應(yīng)規(guī)律認(rèn)知模型

活動1：根據(jù)課前微課的學(xué)習(xí)，完成鹵代烴的水解反應(yīng)、消去反應(yīng)思維導(dǎo)圖。

通過鹵代烴水解反應(yīng)、消去反應(yīng)思維導(dǎo)圖的繪制與完善，加深對兩類反應(yīng)的深入理解，形成對鹵代烴化學(xué)性質(zhì)的深刻認(rèn)識。這兩類反應(yīng)在有機(jī)合成中有著舉足輕重的地位，構(gòu)建兩類反應(yīng)的認(rèn)知模型，有利于學(xué)生把握鹵代烴的核心化學(xué)性質(zhì)，這是復(fù)習(xí)鹵代烴的關(guān)鍵所在。深入掌握鹵代烴的兩類反應(yīng)，可促進(jìn)學(xué)生遷移應(yīng)用能力的提升，在有機(jī)合成中，能夠?qū)崿F(xiàn)對含有鹵素原子的陌生有機(jī)物化學(xué)性質(zhì)作出準(zhǔn)確的預(yù)測。

環(huán)節(jié)二：鹵代烴中鹵素原子的檢驗(yàn)認(rèn)知模型

活動2：通過小組合作，完成鹵代烴中鹵素原子的檢驗(yàn)方案。

問題設(shè)計：（1）已知鹵代烴為共價化合物，在水溶液中不能電離出鹵素原子，因此在檢驗(yàn)之前必須把鹵素原子轉(zhuǎn)化為鹵素離子。依據(jù)所學(xué)知識，有哪些方法能夠把鹵素原子轉(zhuǎn)化為離子？這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？（2）鹵素原子轉(zhuǎn)化為離子后，如何檢驗(yàn)？關(guān)鍵操作是什么？（3）小組合作，設(shè)計出最優(yōu)方案，把討論成果拍照發(fā)到討論區(qū)，其他同學(xué)進(jìn)行留言點(diǎn)評。

經(jīng)過討論交流，評選出最優(yōu)實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)優(yōu)化后如下圖所示：

通過鹵代烴中鹵素原子檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計，讓學(xué)生明白檢驗(yàn)的一般步驟：分析實(shí)驗(yàn)原理、選擇試劑、注意實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在分析實(shí)驗(yàn)原理時，要讓學(xué)生明確一點(diǎn)：所有的鹵代烴均能發(fā)生水解反應(yīng)，但有些鹵代烴不能發(fā)生消去反應(yīng)。例如，CH3Br，此時只能利用水解反應(yīng)把CH3Br的溴原子轉(zhuǎn)化為Br —，因而設(shè)計實(shí)驗(yàn)時要根據(jù)具體情況選擇最佳方案。在加入檢驗(yàn)試劑時先加入硝酸酸化，讓學(xué)生明白如何避免其他試劑的干擾，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S習(xí)慣。

環(huán)節(jié)三：鹵代烴與其他有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系認(rèn)知模型

活動3：完成有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化的關(guān)系圖，以溴乙烷為例，寫出（1）-（13）的化學(xué)方程式。

通過有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化方程式的書寫，讓學(xué)生對有機(jī)物的轉(zhuǎn)化有系統(tǒng)的認(rèn)識。作為高三復(fù)習(xí)課，有必要對前后知識進(jìn)行梳理，不但能起到鞏固知識的作用，同時也能加深學(xué)生對有機(jī)物轉(zhuǎn)化的整體認(rèn)識，進(jìn)一步明確鹵代烴在有機(jī)合成中的重要地位。

環(huán)節(jié)四：繪制思維導(dǎo)圖，構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)

活動4：將鹵代烴的思維導(dǎo)圖畫到筆記本上，并補(bǔ)充完整（圖略）。

通過鹵代烴思維導(dǎo)圖的繪制，將前三個環(huán)節(jié)的知識進(jìn)行系統(tǒng)梳理，使之形成完善的知識網(wǎng)絡(luò)，有利于對鹵代烴形成一個系統(tǒng)的認(rèn)識。

環(huán)節(jié)五：有關(guān)鹵代烴的?？夹畔⒄J(rèn)知模型

活動5：分組合作，對以下三種常見信息的反應(yīng)原理進(jìn)行討論，明確官能團(tuán)之間轉(zhuǎn)化的反應(yīng)類型及斷鍵、成鍵的位置。

（1）由鹵代烴到羧酸的反應(yīng)。如：

（2）格林試劑延長碳鏈。鹵代烴與金屬鎂在無水乙醚中反應(yīng)，可得格林試劑R-MgX，它可與醛、酮等羰基化合物加成：

（3）二鹵代烴水解生成醛或酮。分子中一個碳原子上同時連有兩個羥基時是很不穩(wěn)定的，易轉(zhuǎn)變?yōu)轸驶?，生成醛或酮。如?/p>

通過對常見信息的深入理解，有利于培養(yǎng)學(xué)生對新信息的快速理解能力，有助于養(yǎng)成利用信息解決實(shí)際問題的能力，從而使遷移應(yīng)用能力得到提升。

環(huán)節(jié)六：認(rèn)知模型的應(yīng)用

活動6：完成2020全國I卷中的有機(jī)合成題，隨機(jī)提問5名同學(xué)，要求將自己的答案拍照上傳到討論區(qū)，其他同學(xué)進(jìn)行點(diǎn)評（題略）。

本題涉及的鹵代烴的考點(diǎn)有消去反應(yīng)（氯原子的消去）、取代反應(yīng)（結(jié)合信息：鹵素原子與氨基的反應(yīng)）。通過高考真題的演練反撥教學(xué)，讓學(xué)生明確鹵代烴在有機(jī)合成中的重要地位，體驗(yàn)在真實(shí)情境中如何利用認(rèn)知模型解決實(shí)際問題。

綜上，通過課前自主學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠有效地掌握基礎(chǔ)知識，為課中認(rèn)知模型建構(gòu)打下基礎(chǔ)。課中分別對鹵代烴的兩類反應(yīng)、鹵素原子的檢驗(yàn)、有機(jī)物之間相互轉(zhuǎn)化、新信息的理解進(jìn)行認(rèn)知模型建構(gòu)，加深對模塊知識的理解；通過繪制思維導(dǎo)圖，形成對鹵代烴知識網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)認(rèn)識。最后對認(rèn)知模型進(jìn)行應(yīng)用，分析研究高考真題，明確在真實(shí)情境中如何運(yùn)用已建構(gòu)的模型。