有机化学“拼中学,学中拼”教学研究

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  高中化学必修模块的《有机化学》一章,从生活中常见的有机物入手,要求学生了解有机化学中最基本的知识,并形成深入学习的欲望。这一章第一节内容是最简单的有机化合物——甲烷。如何能让学生更好地认识甲烷的结构、性质,从而对后续有机物的结构、性质的学习起到支撑作用?如何能够让学生更容易、有趣地学习该部分的内容?
  美国教育学家杜威提出“做中学”理论,他认为儿童有从事各种活动的本能,“做”的本能最重要,儿童从“做”中学习,改造其经验结构。基于此,笔者提出的“拼中学,学中拼”的教学模式。在“拼中学,学中拼”的教学中,用一根牙签或木棍代表一对共用电子、共价键,从而帮助学生理解、想象、掌握有机反应的特点,同时寓教于乐,更好地激发学生学习的兴趣和激情。
  一、预中拼——抽象结构实物化
  让学生在课前预习相关内容,复习甲烷的分子式、电子式、结构式,并用身边的材料拼装成甲烷分子模型,在课堂教学时用以展示和交流。虽然学生已经学习过甲烷的分子式、电子式和结构式等知识点,但该知识点在课本上只以平面的方式展示,而甲烷分子是正四面体的立体结构,因此,学生通过“预中拼”,不仅获得了书本预习的“平面”视觉感受,也从分子模型的拼装中获得对立体的视觉感受,更立体地认识甲烷分子的结构,从而为后续学习甲烷的性质做好铺垫。
  二、拼中学——立体结构成像化
  在堂上展示学生课前预习时拼装的甲烷分子模型(分子模型见表),让学生相互交流,在交流讨论中进一步掌握甲烷分子的正四面体结构。
  通過对分子模型的检查,发现大部分学生都能够认真阅读教材内容,拼出正确的甲烷分子模型。通过课堂的展示交流,学生明确两个原子间的“木棍”代表化学键,两个化学键之间的夹角称为键角,学生利用量角器对键角进行测量,得出“甲烷的键角基本相同”的结论。学生通过课堂“拼中学”,相互交流,正确认识了甲烷分子 “正四面体”结构,认识了有机化学中“结构决定性质”的重要思想。
  三、学中拼——微观反应透明化
  让学生观看甲烷和氯气取代反应视频,记录实验现象,并以四人小组为单位,讨论、推测反应的生成物,通过分子模型的拼装表示反应过程。该反应的生成物之一为一氯甲烷,而一氯甲烷常温下为气体,因而无法解释反应视频中“试管壁出现油状液滴”的现象。因此,让学生从甲烷分子结构角度思考,该反应是否还有其它生成物,并通过分子模型的拼装进行表示。学生根据提示信息,在拼装模型时发现“四个C-H键完全相同,都可以断开”,并推测、拼装出所有生成物。通过师生共同交流,最后确定该反应的生成物为一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氢。较之于传统的理论教学,学生通过亲自动手拼装分子模型,将微观反应“透明化”,更具体形象地理解反应的过程以及反应物和生成物的结构,教师也更容易发现学生“思维暗箱”的误区,从而能够及时给予提示,纠正学生的错误。
  四、拼后书——有机反应符号化
  让学生书写甲烷和溴蒸气发生取代反应的化学方程式。学生通过前面的“拼中学”过程,已经理解、掌握了甲烷取代反应的原理,能够较好地书写甲烷取代反应的方程式。
  对于初学有机化学的学生,“拼中学,学中拼”学习模式能够提高其学习兴趣,发挥其学习的主动性;通过“预中拼”“拼中学”“学中拼”“ 拼后书”的递进式学习过程,将有机反应的过程立体化、可视化、过程化,让学生更好地掌握甲烷的结构,了解甲烷性质特征反应。
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