依托UbD理論的大單元教學(xué)設(shè)計(jì)

UbD教學(xué)理論重視學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，通過(guò)目標(biāo)導(dǎo)向的教學(xué)方式，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效能，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo);大單元教學(xué)設(shè)計(jì)方法則以單元化的知識(shí)結(jié)構(gòu)為依托，完善教學(xué)方式，提升學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)、理解、遷移與運(yùn)用能力。教師將二者融合在高中化學(xué)教學(xué)中，能有效地強(qiáng)化學(xué)生解決問(wèn)題的能力，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，解決學(xué)生的學(xué)習(xí)問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生知識(shí)構(gòu)架的完整性，提升學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的掌握程度。

下面以人教版高中化學(xué)“烴”知識(shí)為例，對(duì)UbD理論下的大單元教學(xué)進(jìn)行具體說(shuō)明。

一、教材分析

本單元以甲烷（以甲烷為代表）、烯烴（以乙烯為代表）、炔烴（以乙炔為代表）以及芳烴（以苯、甲苯為代表）為主要研究對(duì)象，深入探索飽和烴、不飽和烴、芳香烴等常用碳?xì)浠衔锏幕瘜W(xué)成分和結(jié)構(gòu)特征（本單元知識(shí)結(jié)構(gòu)如圖1所示）。

除了引導(dǎo)學(xué)生了解有機(jī)化學(xué)的基本知識(shí)，教師還應(yīng)促使學(xué)生樹(shù)立起結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的基本觀念，培養(yǎng)學(xué)生從官能團(tuán)、化學(xué)鍵和反應(yīng)角度理解有機(jī)化合物的一般性思維方式，使他們掌握有機(jī)化合物的鑒定、性質(zhì)探究和合成途徑設(shè)計(jì)等技能，以此幫助學(xué)生理解有機(jī)化合物在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中的重要作用。

二、學(xué)情分析

此階段的學(xué)生已具備一定的實(shí)驗(yàn)觀察、記錄及操作技能。然而，初中階段對(duì)“碳、甲烷”等有機(jī)物的認(rèn)知尚淺，對(duì)“有機(jī)物”這一概念還不夠熟悉。高中階段，通過(guò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)“甲烷、乙烯、乙醇”等物質(zhì)，學(xué)生對(duì)有機(jī)物的定義與分類(lèi)有了初步認(rèn)識(shí)，但仍需進(jìn)一步完善。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.了解各種類(lèi)型的功能基團(tuán)，并對(duì)一些常見(jiàn)的小分子進(jìn)行命名。

2.掌握烷烴、聯(lián)烯、炔烴、芳族化合物的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)特性、性能和用途。

3.掌握氧化、取代、加成反應(yīng)，指出硝化反應(yīng)和加聚反應(yīng)的特征及規(guī)律。

4.認(rèn)識(shí)有機(jī)合成的基本原理及基本原理，并初步掌握如何進(jìn)行有機(jī)合成路徑的設(shè)計(jì)。

5.感受到有機(jī)合成對(duì)改善人的生命品質(zhì)，以及其推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步所作出的重大貢獻(xiàn)。

四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：

1.了解碳?xì)浠衔锏慕Y(jié)構(gòu)是影響其化學(xué)性能的重要因素。各種碳?xì)浠衔锏幕瘜W(xué)性能取決于其成分和結(jié)構(gòu)。

2.運(yùn)用烴的組成、通式及性質(zhì)，推導(dǎo)出烴的分子式及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

3.能正確地寫(xiě)出同分同系物，并能判定其是否為同類(lèi)物。

4.掌握烷烴、單烯烴、炔烴等化合物的體系術(shù)語(yǔ)，能夠互相翻譯材料和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

教學(xué)難點(diǎn)：

1.掌握實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)甲烷、乙烯和乙炔的基本理論，了解生產(chǎn)溴苯和硝基苯的原理。設(shè)備特點(diǎn)及生產(chǎn)工藝。

2.了解在碳?xì)浠衔锶〈?、加成、燃燒和加聚反?yīng)中的各種反應(yīng)式的寫(xiě)作方法和特征，并能夠鑒別聚合物的單體類(lèi)型。

3.了解各種碳?xì)浠衔锏娜紵磻?yīng)，并了解它們之間的關(guān)系。

4.認(rèn)識(shí)石油組成、分級(jí)、裂解，以及煤蒸餾的基礎(chǔ)知識(shí)，以及煤蒸餾在石油中的廣泛用途。

五、教學(xué)過(guò)程

（一）烷羥

師生共同觀看一段關(guān)于可燃冰的科學(xué)知識(shí)視頻，從視頻中可以看出：可燃冰的特性，它與水冰相似，具有可燃性，也可以看作是經(jīng)過(guò)高壓擠壓生成的固體天然氣，成分可以看作是一種由水與甲烷構(gòu)成的混合體。這段視頻能有效地促使學(xué)生深入了解沼氣的實(shí)用價(jià)值，并激發(fā)其對(duì)沼氣研究的興趣。

教師：我們?cè)诔踔袝r(shí)就學(xué)到了關(guān)于有機(jī)物的一些基本概念，現(xiàn)在我們來(lái)詳細(xì)地了解一下關(guān)于烷羥的一些情況。大家知道有機(jī)物的組成特點(diǎn)是什么？

學(xué)生：一定含碳元素，其他氫、氧、氮、鹵素、硫、磷等。

教師：什么是同系物？分別寫(xiě)出你學(xué)過(guò)的烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及通式。

學(xué)生：烷烴通式CnH2n+2（n≥1）;結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鏈狀結(jié)構(gòu)，以單鍵結(jié)合。

烯烴通式：CnH2n（n≥1）;結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鏈狀結(jié)構(gòu)，以碳碳雙鍵結(jié)合。

炔烴通式：CnH2n-2（n≥1）;結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鏈狀結(jié)構(gòu)，以碳碳三鍵結(jié)合。

苯和苯通式：CnH2n-6（n≥1）;結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：環(huán)狀結(jié)構(gòu)，位于單雙鍵之間的特殊位置。

教師：?jiǎn)捂I能旋轉(zhuǎn)，雙鍵、三鍵能不能旋轉(zhuǎn)？

學(xué)生：有機(jī)物和無(wú)機(jī)物并無(wú)絕對(duì)的界限，可在一定的條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

教師：如何對(duì)有機(jī)物進(jìn)行官能團(tuán)分類(lèi)：

學(xué)生：烴類(lèi)——烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴;烴的衍生物類(lèi)——鹵代烴、醇、酚、醛、酸、酯等。

知識(shí)點(diǎn)一：烷烴的通式與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

教師：和甲烷類(lèi)似的有機(jī)物有很多種，以甲烷的分子結(jié)構(gòu)式和以碳原子的成鍵法則為基礎(chǔ)，同學(xué)們?cè)囍鴮?xiě)出乙烷、丙烷、丁烷的分子式和分子結(jié)構(gòu)式，并對(duì)其進(jìn)行總結(jié)。

學(xué)生（寫(xiě)完之后）：從甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的化學(xué)式和其結(jié)構(gòu)中可以看出，其鄰近的烷烴類(lèi)的成分都有一個(gè)CH3的基團(tuán)存在差異。

教師：對(duì)的，我們把此類(lèi)物質(zhì)叫做同源體。

知識(shí)點(diǎn)二：同分異構(gòu)現(xiàn)象與同分異構(gòu)體

教師：丁烷，其分子結(jié)構(gòu)完全一樣，但卻存在著許多不同的結(jié)構(gòu)，它們被稱(chēng)為什么？其同分異構(gòu)呢？

學(xué)生：同分異體構(gòu)，而同分異構(gòu)的叫做同質(zhì)異能態(tài)。

隨后，教師將引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行習(xí)題練習(xí)，以幫助學(xué)生熟悉同系物的書(shū)寫(xiě)方式，促使學(xué)生通過(guò)對(duì)比兩個(gè)結(jié)構(gòu)式，對(duì)同分異構(gòu)體的概念有更清晰的認(rèn)識(shí)。此外，通過(guò)習(xí)題訓(xùn)練，還能促使學(xué)生更深入地理解新學(xué)習(xí)的內(nèi)容，并將其內(nèi)化。

（設(shè)計(jì)意圖：以有機(jī)物為起點(diǎn)，通過(guò)回顧已有的內(nèi)容，加深對(duì)新內(nèi)容的理解。此時(shí)教師布置表現(xiàn)型作業(yè)，可以有效激發(fā)學(xué)生的積極性。）

（二）烯烴

在教學(xué)中，教師可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)現(xiàn)實(shí)的生活情境，引起學(xué)生的思維啟迪，促使其對(duì)乙烯的研究產(chǎn)生濃厚的興趣。

教師：為什么不成熟的獼猴桃、香蕉、柿子等水果，與成熟的蘋(píng)果放在一起，用密閉的方式存放一段時(shí)期后就會(huì)成熟？

學(xué)生（通過(guò)查閱相關(guān)信息，找出其中的緣由）：這是因?yàn)槌墒斓奶O(píng)果能生成乙烯，而乙烯是一種能促進(jìn)果實(shí)成熟的植物荷爾蒙。

教師：是的，且在石化行業(yè)中，乙烯也是一種非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)材料。

教師：同學(xué)們回想與烯烴相關(guān)的知識(shí)，并把它們的一般式、定義、官能團(tuán)等寫(xiě)出來(lái)。

教師：請(qǐng)同學(xué)們動(dòng)動(dòng)手，根據(jù)自己的理解用球棍模型對(duì)丙烯進(jìn)行組合，并在此過(guò)程中思考和體會(huì)丙烯是否存在順?lè)串悩?gòu)，并分析什么樣的烯烴在自身演變的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)順?lè)串悩?gòu)呢？

學(xué)生在進(jìn)行球棍模型組裝丁烯后發(fā)現(xiàn)，其存在順?lè)串悩?gòu)的情況，之后在運(yùn)用球棍模型進(jìn)行組裝時(shí)發(fā)現(xiàn)其并不存在順?lè)串悩?gòu)的情況。

學(xué)生：有碳碳雙鍵;且在實(shí)際分析中，組成雙鍵的每個(gè)碳原子上，需要將兩個(gè)不同的原子或原子團(tuán)緊密連接在一起。

教師：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)烯烴的結(jié)構(gòu)特性，對(duì)烯烴自身可能存在的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，并進(jìn)行最終結(jié)果的推測(cè)。

學(xué)生：加成、加聚、氧化反應(yīng)。

（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)演示，學(xué)生可以深入了解乙烯的結(jié)構(gòu)式和分子式。而回顧已學(xué)知識(shí)的過(guò)程有助于學(xué)生鞏固記憶，并建立起新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，這為大單元知識(shí)體系的構(gòu)建打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，從而有助于學(xué)生單元化學(xué)習(xí)知識(shí)。）

（三）炔烴

教師：同學(xué)們，我們學(xué)習(xí)了烷烴與烯烴的相關(guān)知識(shí)，下面我們要學(xué)習(xí)的是另一種碳?xì)浠衔铮喝矡N。炔烴是一類(lèi)與烯烴具有類(lèi)似特性的不飽和碳?xì)浠衔?，所以我們可以從它們的結(jié)構(gòu)相似點(diǎn)出發(fā)，現(xiàn)在讓我們回憶烷烴和烯烴的分子式、官能團(tuán)和相應(yīng)的代表化合物的化學(xué)式。

（設(shè)計(jì)意圖：教師解釋炔烴是不飽和碳?xì)浠衔锏囊环N，激發(fā)學(xué)生對(duì)其結(jié)構(gòu)特征的聯(lián)想，從而促使其對(duì)某一種有機(jī)化合物進(jìn)行系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)。）

教師在學(xué)生回憶和書(shū)寫(xiě)之后，為更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以運(yùn)用謎語(yǔ)的方式進(jìn)行引導(dǎo)。

教師：我國(guó)古時(shí)曾有“器中放石幾塊，滴水則產(chǎn)氣，點(diǎn)之則燃”的記載。請(qǐng)同學(xué)們分析一下，這個(gè)記錄是對(duì)什么物質(zhì)的描述？

學(xué)生：乙炔。

教師：這種氣體是如何形成的呢？怎樣進(jìn)行測(cè)定呢？

學(xué)生（根據(jù)資料分析）：燃燒分析法。

教師：是的，常用的方式是燃燒分析法。根據(jù)相應(yīng)的測(cè)定可知，在標(biāo)準(zhǔn)情況下，乙炔的密度為1.16g/L，且其中含氫元素，含量為7.8%，其余成分為碳元素，那么，你們能否確定乙炔的有機(jī)物的分子式呢？

學(xué)生：乙炔的化學(xué)分子式為C2H2。

（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)對(duì)已有的知識(shí)進(jìn)行回顧，讓學(xué)生聯(lián)想碳?xì)浠衔锱c其他化合物的關(guān)系，從而更快地達(dá)到對(duì)氫的認(rèn)識(shí)。）

（四）芳香烴

為了使學(xué)生更好地理解知識(shí)，教師應(yīng)在引導(dǎo)探究中促使其仔細(xì)閱讀教材，并與學(xué)生進(jìn)行深入的探討，促使學(xué)生在探討中對(duì)比甲烷、依稀、苯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

教師：什么是芳香烴？

學(xué)生：含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的烴叫芳香烴。

教師：什么是苯的同系物？

學(xué)生：苯環(huán)上的氫原子被烷基取代的產(chǎn)物叫做苯的同系物。

教師：如何區(qū)分苯和苯的同系物？

學(xué)生（根據(jù)實(shí)驗(yàn)討論分析）：可以運(yùn)用苯環(huán)對(duì)烷基側(cè)鏈的影響，以及苯的同系物能被酸性KMnO4溶液氧化的區(qū)別，進(jìn)行二者差異的分析。

（設(shè)計(jì)意圖：在回顧近年來(lái)的碳?xì)浠衔锵嚓P(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，教師應(yīng)從宏觀角度理解各類(lèi)碳?xì)浠衔锏膬?nèi)在聯(lián)系，同時(shí)在教學(xué)中通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)與深入分析，促使學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)中逐步提升自身對(duì)系統(tǒng)性知識(shí)的掌握能力，從而為未來(lái)的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。）

（作者單位：陜西省安康市漢濱區(qū)漢濱高級(jí)中學(xué)）

編輯：曾彥慧