化學教學論文《有機化合物的結(jié)構(gòu)》教學設(shè)計與反思

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　　這節(jié)課是筆者于2013年10月23日上午在蘇州市第五中學高二（6）班上的一節(jié)“研討課”，恰逢蘇州市教育科學研究院每年一次的“課改展示”活動與蘇州市第五中學舉行的“與名師共成長”活動聯(lián)合舉行之際。這節(jié)課也是根據(jù)筆者主持的江蘇省中小學教學研究立項課題——“‘閱讀-探討-應用-反思’課堂教學模式研究”的實踐嘗試之一。

　　摘要：文章通過借班上的一堂公開研究課，對碳原子四價學說從基態(tài)到激發(fā)態(tài)再到雜化軌道形成的微觀結(jié)構(gòu)層層遞進的探究教學實踐，以及為作者主持之一的“‘閱讀-探討-應用-反思’課堂教學模式研究”省級教研課題提供了案例分析，對學生的當堂練習也進行了課后分析。

　　關(guān)鍵詞：化學教學論文,有機化合物,結(jié)構(gòu),教學設(shè)計,反思

　　一、教學策劃

　　筆者在開課所借班前一天調(diào)研聽過課，學生剛學完選修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊，第二天該班學生就要學新的選修5模塊《有機化學基礎(chǔ)》了。因為事先筆者確定的課題就是《有機物化合物的結(jié)構(gòu)》，因此備課的思路和重點從知識點層面主要圍繞碳原子的成鍵特點組織教學，從課型角度也可以算作新授課中的“復習”課，主要復習與有機化合物關(guān)系密切的幾種非金屬元素如碳、氫、氧、氮和鹵素等原子的核外電子排布式、電子式及結(jié)合時的鍵型分析。其實就是有所側(cè)重地復習和檢驗學生對《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊中原子結(jié)構(gòu)知識的掌握程度，從而初步引入對有機化合物學習的認識與方法。

　　1.課型

　　新授課，講練結(jié)合型：采取邊講、學生邊練和師生討論的方法教學。

　　2.依據(jù)

　　教育部制訂的《普通高中化學課程標準（實驗）》、《2013年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試（化學選修科目）說明》、江蘇教育出版社出版的課程標準實驗教科書《有機化學基礎(chǔ)》專題1和專題2的第一單元的課文內(nèi)容[1]和《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》專題4第一單元的課文內(nèi)容[2]。

　　3.目標

　　以復現(xiàn)回顧原有知識點為載體，以課堂即時練習為探討過程，以猜想和質(zhì)疑等手法為激趣、激情，以達到融合三維教學目標的目的。

　�。�1）了解原子核外電子的運動狀態(tài)。[3]

　�。�2）了解原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理，知道原子核外電子的能級分布，能用電子排布式表示常見元素（1～36號）原子核外電子的排布。

　　（3）知道原子核外電子在一定條件下會發(fā)生躍遷，拓展碳原子最外層電子軌道表示式。

　�。�4）知道共價鍵的主要類型σ鍵和π鍵，能用鍵能、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。

　�。�5）認識共價分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復雜性，能根據(jù)有關(guān)理論判斷簡單分子或離子的構(gòu)型。

　�。�6）知道常見有機化合物的結(jié)構(gòu)，了解有機物分子中的官能團，能正確地表示它們的結(jié)構(gòu)。

　�。�7）認識化學科學及其重大成果對人類社會發(fā)展的作用，初步形成科學、技術(shù)、社會、環(huán)境之間和諧、可持續(xù)發(fā)展的科學發(fā)展觀。[4]

　�。�8）能用正確的化學語言表達化學問題解決的過程和結(jié)果，并做出解釋。

　　（9）了解測定有機化合物組成和結(jié)構(gòu)的一般方法。知道有機化合物中碳的成鍵特征。

　　二、教學過程

　　1.引子

　　對于新模塊教材的專題1“認識有機化合物”，筆者采取讓學生當堂瀏覽課文的標題或關(guān)鍵詞的“掠過”方式，引導學生閱讀教材有關(guān)人們發(fā)現(xiàn)有機物的種數(shù)的激增變化和有機化學科學在藥物、生命和信息三大領(lǐng)域的發(fā)展與貢獻，筆者鼓勵學生“有志于這三大領(lǐng)域的化學研究還可以做出更大貢獻！”快速帶過了第一單元“有機化學的發(fā)展”；再用提問學生“科學家研究有機化學的哪些方面？”，并讓學生通過閱讀和討論回答出三個關(guān)鍵詞“組成、結(jié)構(gòu)和反應”，“掠過”了第二單元。結(jié)束專題1僅僅用了約4分鐘。

　　這一部分教學活動主要是“閱讀—探討”。

　　2.轉(zhuǎn)承

　　筆者用“物質(zhì)的性質(zhì)不僅僅是由結(jié)構(gòu)決定的，組成也能決定物質(zhì)的性質(zhì)”開始進入專題2的教學，筆者讓學生閱讀和思考教材第二單元的第三句話：“組成上的差別是造成有機化合物性質(zhì)差異的重要因素之一”。如果說研究有機物組成是宏觀層面的話，那么決定有機化合物組成的中心元素碳，其原子在有機化合物分子如何結(jié)合的，就是“點位”層面的研究，就屬于結(jié)構(gòu)問題了。俗話說“打蛇要打七寸”！研究有機物的結(jié)構(gòu)就是要研究構(gòu)成有機分子碳骨架的關(guān)鍵原子即碳原子的成鍵特點，課文用“特點”一詞，而不是用“特征”，筆者以為更強調(diào)了微觀原子層面的“點位”成鍵效應。而本節(jié)課的重點教學內(nèi)容是專題2“有機物的結(jié)構(gòu)與分類”第一單元“有機化合物的結(jié)構(gòu)”中的“有機物中碳原子的成鍵特點”。

　　這時筆者布置每一位學生都要在課前發(fā)給他們的白紙（8K）上做課堂練習。

　　練習1：寫出碳、氫、氧、氮和鹵素（以X代表）原子的電子式。

　　全體學生認真書寫的同時，筆者隨機請了2位學生代表到講臺前在黑板上板演，問題在于碳、氮原子有了2對孤對電子，氧原子有了3對孤對電子的電子式，然后筆者再一一點評。一邊分析，一邊探討了電子式書寫中單電子和孤對電子的表達方法與原因。為碳原子的四價及其價電子排布式和軌道表示式打下“伏筆”。

　　這一部分教學活動是“閱讀—探討—應用—反思”。

　　3.側(cè)重

　　點評練習1后，筆者隨即趁熱打鐵讓學生做：

　　練習2：書寫碳、氧、氮三種原子的“最外層”電子排布式。

　　短周期元素原子的最外層電子排布式即價電子排布式，對于長周期的過渡族元素原子就是“外圍電子排布式”，這樣一種書寫表達方式進一步從結(jié)構(gòu)和電子能級的角度詮釋了這三種元素化合價或成鍵的本源。筆者也隨機請了3位學生上臺板演，其中碳、氮2種原子的最外層電子排布式漏寫2s2亞層電子排布式，并指出和補充。然后，筆者邊講解邊布置全體學生跟著板書模仿以下練習，沒有再請學生上臺。

　　練習3：寫出碳原子的最外層電子軌道表示式。

　　筆者以短線代替原子軌道的方框，并且從基態(tài)到激發(fā)態(tài)再到雜化后的軌道能級降低且平行，未雜化的仍是獨立的p軌道，從而為以下課堂練習做好了準備。這樣的表達形式是學生用課本上沒有的[5]。

　　練習4：碳原子之間的成鍵方式。

　　這時將碳原子的四價形式從全部的形成sp3雜化的四面體型的單鍵，筆者用副板書解釋了二氯甲烷不存在同分異構(gòu)體的原因：非平面90°鍵角，而是呈四面體型結(jié)構(gòu)的原因。再到sp2雜化的碳碳雙鍵或sp雜化的碳碳三鍵，分別存在可旋轉(zhuǎn)的σ鍵和不可旋轉(zhuǎn)的π鍵，其空間構(gòu)型分別是平面型和直線型�？紤]到這部分內(nèi)容已經(jīng)是課本上“拓展視野”里的內(nèi)容，加上生源學力基礎(chǔ)的原因，有關(guān)s、p軌道以及3種s與p的雜化軌道電子云伸展方向筆者都沒有提及。

　　這一部分教學活動也是“閱讀—探討—應用—反思”。

　　4.發(fā)散

　　有了以上練習2、3和4的基礎(chǔ)，筆者又布置了以下碳原子與其它非金屬原子的成鍵形式的討論。這時筆者略帶了一下碳原子與金屬的結(jié)合比較復雜，如碳-60“巴基球”分子籠里如果關(guān)著一個金屬原子（有可能是放射性金屬元素原子），這樣金屬的性質(zhì)的發(fā)揮是否可以想象成類似“緩釋膠”的作用，然后筆者話鋒一轉(zhuǎn)說：這很可能是“瞎猜”，但科學應允許不成熟“猜想”的存在……

　　練習5：寫出碳原子分別與氫、氧、氮和鹵素原子的成鍵表達式。

　　班上所有學生都一邊思考、討論，一邊書寫……這樣的練習有拓展了。每個氫、鹵素原子分別與1個碳原子只能形成1根單鍵；而每個氧原子可形成2根單鍵，或形成碳氧雙鍵；每個氮原子可分別與1碳原子形成單鍵、雙鍵或三鍵。這又是對教材內(nèi)容處理上的“二度創(chuàng)作”。

　　這一部分教學活動是“探討—應用—反思”。

　　5.收尾

　　為了檢查和“同喻”，筆者隨機請了一位學生上臺書寫1個碳原子與1個氮原子連接表達式，他寫出了單、雙和三鍵三種不同的結(jié)構(gòu)表達式，筆者予以高度贊揚。接著筆者又板書了“楔形式”，說明有機分子內(nèi)共價鍵的虛線、細實線和粗實線在空間構(gòu)型層面的含義。下課鈴響起……

　　這一部分教學活動是“應用—拓展”。

　　三、教學反思

　　1.“三無”特色

　　本節(jié)課上筆者的教學組織的行為動詞是閱讀與交流、討論、板演、練習等，并針對生源實際，設(shè)計練習、探討和板書的內(nèi)容要精煉、簡單和清晰。主要體現(xiàn)了以下“三無”特色：

　　（1）無“學案”的空白紙的課堂即時練習是對現(xiàn)成的固化、詳盡的“導學案”潮流的逆動。

　　（2）無實驗的純理論內(nèi)容的教學也可以開展科學探究和科學假想或猜想。

　�。�3）無熒屏的單純的板書體現(xiàn)核心知識的系統(tǒng)性、獨特性和可讀性。板書不是可有可無的點綴，也不是教材標題的簡單重復。

　　2.師生反饋

　�。�1）觀摩教師課后點評：①原生態(tài)；②低起點；③析到位。

　�。�2）學生課堂練習分析：筆者對復雜、詳盡的“導學案”對學生自主學習究竟有何幫助持保留意見。因此筆者沒有使用“導學案”，而是課前發(fā)給學生一張白紙。該班共30位學生在筆者上課時用白紙做了課堂練習（或筆記），課后批閱統(tǒng)計分析成excel表以及作業(yè)再發(fā)還任課老師和學生。

　　經(jīng)統(tǒng)計有7個學生（占23.3%）只對1個練習；有9個學生（占30.0%）只對2個練習；有8個學生（占26.7%）對3個練習；只有3個學生（占10.0%）對4個練習；只有3個學生（占10.0%）做對全部練習。

　　3.自我批判

　　課堂教學往往是一門遺憾的藝術(shù)。教研員雖然來自一線，但畢竟不再按周課表上課了。所以教研員上公開課僅是“研究課”或“試驗課”，說白了就是供老師們批判的課，而不是所謂的“示范課”（我院領(lǐng)導語）。因為在課堂節(jié)奏的把握、對學生的了解程度和教學組織管理等方面，教研員肯定不如一線老師的。自我檢討本節(jié)課存在以下問題：

　�。�1）語言層面：口頭禪“那么”出現(xiàn)頻次較多，語言不夠精練。

　�。�2）板書層面：

　�、賹W生在練習1中氮原子電子式寫了2對孤隊電子，筆者打了“對勾”，盡管后來在學生書寫符號的上方有正確符號板書，但又擦除，卻仍然保留了不太完美的符號。

　�、诠P者在課臨近結(jié)束時，匆匆板書碳原子與氮原子成單鍵的“楔形式”，將碳與氮之間用虛線連，對于氮原子的剩余2根鍵是以細、粗實線或虛線書寫帶來不確定的困惑。

　�。�3）教法層面：

　　①仍舊比較“傳統(tǒng)”——粉筆板書和講授式為主，沒有使用現(xiàn)代媒體技術(shù)。

　　②來不及講有機化合物分子內(nèi)碳原子骨架連接方式：碳鏈、碳環(huán)或鏈環(huán)混搭等，時間不夠緊湊、比較拖沓。

　�、酃P者有意識沒安排讓學生用結(jié)構(gòu)模型搭建典型的有機分子，顯得學生活動不夠多元。

　　參考文獻

　　[1]王祖浩主編.普通高中課程標準實驗教科書.有機化學基礎(chǔ)[M].南京：江蘇教育出版社，2009：2～21

　　[2]王祖浩主編.普通高中課程標準實驗教科書物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[M].南京：江蘇教育出版社，2009：66

　　[3]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2003：20～26