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新课标理念下的新、旧教材比较研究

2021-11-17夏欢申燕

化学教学 2021年6期
关键词:官能团乙酸乙醇

夏欢 申燕

关键词:教材比较研究;新教材;乙醇和乙酸;新课标

1背景介绍

教材是国家意志的集中体现,是达成课程标准育人目标、践行学科教学理念的有效承接者,是广大一线教师开展学科教学的重要参考。为更好地落实国家立德树人的根本任务,更快地顺应《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称为“新课标”)对学科教学的规划要求,更优质地服务广大师生,普通高中化学教材在2007年编写的基础上进行了修订和完善,并于2019年印刷发行新版教材。新、旧教材更替之际,加强对新、旧教材的对比研究,有利于教师和教研工作者从变化中感知教材的修订理念,使学科教学充分体现时代育人特色;有利于教师生动地将教材的修订意图落实于课堂教学中,使课堂教学更为指向学生学科核心素养的发展。因此,研析新教材至关重要,也迫在眉睫。

“新课标”提出重视开展“素养为本”的教学,即“倡导真实问题情境的创设,开展以化学实验为主的多种探究活动,重视教学内容的结构化设计”。此外,“新课标”还提出“依据化学学业质量标准,评价学生在不同学习阶段化学学科核心素养的达成情况,积极倡导‘教、学、评一体化,使每个学生化学学科核心素养得到不同程度的发展”。课标是编写修订教材的重要依据,那么教材在修订过程中是如何体现“新课标”的教育教学理念的呢?教材的变化又能折射出“新课标”对学科教学的哪些育人要求呢?笔者以人教版高中化学必修第二册第七章有机化合物中的“乙醇和乙酸”这一节为例,从情境创设、实验活动开展、知识结构化设计以及评价开发四个维度对该节教材内容进行分析,以期为广大一线教师提供参考。

2教材分析

乙醇和乙酸是人类较早发现、制备和应用的有机化合物,在生活和生产中的用途广泛,学生十分熟悉,二者也是醇和羧酸这两类烃的含氧衍生物的典型代表。“乙醇和乙酸”这部分教学内容是学生在初中阶段初步地从燃料及其应用角度认识乙醇、从酸性的角度了解生活中食醋里的醋酸后的深入和升华,也是学生从官能团的角度学习烃的衍生物的相关性质和转化、建构结构决定性质的有机化合物认知模型的重要载体,是对学生进行责任、态度及价值观教育的有效抓手。作为学生学习烃的衍生物的起点,该部分教学理应起到对整个烃的衍生物学习的观念建构和方法引领的作用。整体看来,教材修订有以下特点。

2.1教材关注真实情境的创设

情境是基于特定主题的事实,是推动教学活动有序开展的载体。新版教材的情境创设主要体现在两个方面。

2.1.1引言情境化

节引言具有突显所学主题对象功能价值的作用,新教材的引言更加符合“新课标”所提倡的教学过程中的情境创设(见表1)。我国的酿酒技术和发酵产醋工艺已相當完善,通过酒和醋的呈现顺理成章地提出两种常见的有机物——乙醇和乙酸。另外,“很早就知道”凸显了我国酒文化的博大精深,彰显了传统文化底蕴深厚,同时也为下文乙醇和乙酸的导语做好了铺垫。

2.1.2导语情境化

由表2可看出,旧教材中对乙醇和乙酸相关知识的介绍均采用直接进入主题的形式;而在新教材中,由历史悠久的酒文化引入乙醇,由生活中常见的调味品食醋引入乙酸,有助于学生感悟所学化学知识与生活实际的关联,也为教师挖掘学科知识背后的综合信息,并以此来创设教学情境提供了方向。

2.2教材重视实验探究活动的开展

新教材将“新课标”中罗列的学生必做实验之一“乙醇、乙酸的主要性质”,以实验活动的形式独立编排于整章内容之后,充分体现了国家对深化课堂教学改革要求“认真开展验证性实验和探究性实验教学”的落实,也是发展学生“科学探究”学科核心素养的重要途径。此外,本节教学内容中,教材所提供的实验活动为“乙醇与金属钠的反应”“乙醇的催化氧化”“乙酸乙酯的制备”。三个实验在修订过程中的主要变化体现在三个方面。

2.2.1培养学生的自主学习能力

在新教材“乙醇与金属钠的反应”的实验中,最为显著的变化就是将旧教材中有关乙醇与金属钠、水与金属钠反应实验现象对比的表格删除,该表格中明确规定了学生需从金属钠的变化、气体燃烧现象以及检验产物三个方面进行记录填写,表格对现象观察与比较的限定在一定程度上束缚了学生的自主学习能力。新教材中仅提出“观察现象,并与前面做过的水与钠反应的实验现象进行比较”的要求,较为开放性的问题有利于学生细致观察的开展,有利于学生综合已学知识从多个角度进行对比总结。

2.2.2增强实验的直观认识

在新教材“乙醇的催化氧化”的实验中,教材呈现出该实验的实物图片,有利于师生对该实验产生更为直观的认识。

2.2.3关注实验的真实过程

在新教材“乙醇的催化氧化”的实验中,旧版教材中的具体数值如“3-5mL乙醇”“10-15cm长的铜丝”已被删除,使原本定性化的实验更加关注实验实际,即所取乙醇的量和铜丝的长度并非绝对化定量,可根据具体的实验器材量取,也可进行微型化改进。此外,在“乙酸乙酯的制备”的实验中,新教材增加了“再加入几片碎瓷片”的操作,更能满足真实的实验需求。

2.3突出教学内容的结构化设计

教材内容的编排顺序反映出教材编写者的逻辑脉络、思路历程,对教学结构的设计有较强的指引作用。新、旧教材关于“乙醇和乙酸”教学内容的编排思路(见图1),主要体现了三大特点。

2.3.1体现知识内容的结构化

在旧教材中,本节内容仅涉及乙醇和乙酸,介绍完乙酸的酯化反应后,整节内容戛然而止;而新教材还增加了“官能团与有机化合物的分类”这部分内容。以列表的形式对所学官能团、物质类别及典型物质进行分类归纳,引导学生关注有机物官能团,突出官能团对有机物分类及其性质的影响。有利于学生对必修阶段所学官能团、含有此官能团的有机物的代表物以及所属类别形成整体性认识,烷烃一烯烃一炔烃一芳香烃,烃类物质的不饱和度逐渐增大;醇一醛一羧酸,烃的含氧衍生物的氧化程度逐渐增大。

新教材除了涉及乙醇催化氧化为乙醛,指明乙醛中官能团书写方法,还介绍了乙醛可被进一步氧化为乙酸,突显了连续氧化过程的完整性,引导学生关注“OH-CHO-COOH”的官能团转化,为后续基于官能团的转化进行简单合成路线的设计奠定基础。

此外,新教材在进行乙酸酸性介绍时,除引导学生比较乙酸和碳酸的酸性强弱外,还将常见的盐酸关联其中,学生在初中阶段已经从CO2的制备实验中了解到盐酸的酸性大于碳酸,在此部分内容学习时,学生还需创造性地关联已有认知,恰当地应用强酸制弱酸的原理,自行设计验证乙酸和盐酸的酸性强弱比较的方案。此部分设计巧妙地实现了学生思维的进阶,提升了学习的深度和广度,进一步发展了证据推理和科学探究的学科核心素养。

2.3.2突出认知思路的结构化

(1)渗透类比迁移的推理思路。教材中第三部分关于“有机化合物类别、官能团、代表物”的表格梳理,再次强调出教师的教和学生的学都不应该是散点式收敛的过程,应该是关联式的触类旁通的过程。而此类物质化学性质推测的过程,既可以是从乙醇到丙醇再到其他更复杂醇类物质的近迁移,也可以是含羟基的更为复杂的陌生物质的远迁移。迁移的过程让知识线索化、立体化。

(2)突出“结构决定性质”认识思路。新教材将乙酸的“物理性质”与“分子式、结构式、官能团”两部分内容调换顺序,在新教材中先介绍其物理性质,再介绍其分子式、结构式、官能团,这样编排除与乙醇的编排结构一致外,更为重要的目的是与后续介绍乙酸的化学性质进行衔接,充分体现出“结构决定性质”的有机化合物认识规律。此外,以“方法导引”的方式,指引一线教师在教学过程中,重视有机化合物学习的思路和方法,不能将官能团、物质结构、化学反应等知识割裂呈现,应将其融为一体:官能团引起有机物结构发生改变,结构的改变又带来了相应的性质改变。从而打通认识有机物和无机物的思路壁垒,使“结构决定性质”的观念贯穿化学物质学习的始终。

(3)呈现完整的实验探究思路。把“结构式一羟基一烃的衍生物的概念”的知识内容从“1.乙醇与钠的反应”中抽离出來,一方面分散了连续出现新的概念(官能团的概念和烃的衍生物的概念)给学生认知造成的干扰,可以有效地分散难点;另一方面使实验探究过程“观察实验现象-得出实验结论-进行符号表征-开展相关分析”的路线更加清晰化,便于学生与无机实验形成一致性的研究方法。

2.4依据学业质量开展评价

2.4.1外显思维过程,呈现难度梯度

课后习题是对学生学习情况的检测和对课堂知识的巩固应用。从题目整体布局看,新教材中测评题目的难度梯度更加合理和清晰,由填空题(考查基础识记能力)-选择题(考查判断和简单分析能力)-非选择题(考查学生的综合分析、科学解释及定量计算能力)。从题型看,旧教材10道题中,选择题占比70%;新教材9道题目中,选择题仅有3题。新教材改变了旧教材中“选择题比例过重,学生仅需在既定的选项中做出判断和选择,缺乏对知识的深度加工和灵活应用”的情况,新教材的检测试题能更为真实地反映学生对学业要求的达成情况。从题目考点看,偏离对本节主干知识考查的题目(如旧教材第1题考查不同类型的酒中酒精含量)已舍弃,更加突出对核心知识的测评。从设问方式看,新教材增设了填空题,重点考查学生对官能团名称的书写;同时,提升了设问方式的综合性,如同样是选择题的第3题,旧教材仅针对钠与乙醇反应现象展开考查,而新教材则分别从官能团、乙醇与钠的反应、乙醇的燃烧以及羟基中氢的活性的角度进行选项设置,大大提升了试题测评知识的涵盖面,考查学生在不同知识点之间的灵活切换。

2.4.2落实学业要求,基于标准测评

从“新课标”倡导的“教、学、评”一体化理念来看,“教”“学”“评”三个重要组成部分的目标需达成一致。学业要求是学生完成整个主题学习后应达到的输出性要求,而学业质量水平则是针对学生完成整个高中阶段化学学科学习后不同等级要求的刻画和描述。因此,在考量课时学习目标时,需将本主题的学业要求聚焦细化为独立课时的要求,此外,学业质量水平也需进行具体化解读。

以新教材课后“练习与应用”的第5题“46 9某无色液体与足量钠完全反应,得到11.2L氢气(标准状况),该物质可能是什么”为例,解答本题需学生达到本节课的要求是“能书写乙醇和乙酸主要性质的反应式”,学生再综合利用前面章节有关物质的量及其应用的计算方法得出结果。本题所承载的学业质量水平考查为“1-1能对常见有机化合物及其变化进行符号表征”和“1-2能结合实际数据,并应用物质的量计算物质转化过程中质量的关系”。按照同样的分析方法,笔者将“练习与应用”中的9道题目所对应的学业要求和学业质量水平进行了匹配(见图2)。

从图2中可以看出,课后练习题充分对应了“新课标”的学业要求对本课时应达教学目标的规定,较强的对应性一方面呼应了“教、学、评”一致性的要求,另一方面也体现出课后练习对本节知识的考查面广。从学业质量水平的角度分析,该练习对学生学习结果的具体表现水平仅停留于水平1和水平2,较好地满足化学学业水平合格性考试命题的要求,能较为全面地、综合地考查学生阶段性素養目标的达成情况。

3教学启示

“新课标”所倡导的新一轮课堂教学需基于真实素材创设情境,基于情境挖掘问题链或任务群,在活动中解决问题或完成任务,并开展相应的过程性评价,即“教学情境化、情境任务化、任务活动化、活动评价化”。

传统情境教学的常规做法是将酿酒的化学史用于新课导入和学习对象的引出,情境的创设只是“戴帽子”或是“做引子”。然而,国家深化课堂教学改革提倡“积极探索基于情境、问题导向的互动式、启发式、探究式、体验式等课堂教学”,“基于情境”说明学生的探究问题和活动任务需由情境生长和发展而出,情境就应作为驱动学生认知发展的链锁,情境的创设也应是一个“穿链子”的过程。关于本节课,笔者认为可以将教学中引入醋还有“苦酒”的别名,通过引用“醋酒同源”的解说或是“杜康造酒儿造醋”的民间传说将教学内容顺畅地由醇过渡到酸,这不仅帮助学生意识到将酒暴露在空气中,接触到空气中的醋酸菌后就可得到醋,而食醋正是基于这一自然变化的规律,不断提升生产工艺而制得的,而且有效地衔接了醇、酸两部分知识,同时,“酒-醋”转化的生物视角也为“醇-酸”转化的化学视角做了铺垫和呼应。

多种基于实验探究活动的开发,也有利于学生在实践中应用知识,感悟化学知识的价值与魅力。如基于地域特色,黄酒的酿制也可开发为学生的学习项目,让学生在“做”中体验其酿制过程,在“品”中感悟黄酒的历史文化,使教材的知识得以升华;而教材中“乙醇与钠的反应”的实验也可开发为学生课后兴趣研究小课题,可以围绕“为什么火焰呈黄色?与哪些影响因素有关呢?如何进行改进呢?”等一系列问题,让学有余力的孩子发展其深度的辩证思维,培养其探研精神。此外,在活动的过程中,充分调动师生评价和生生评价,开发评价量表促进小组成员之间他评的开展,以此了解学生参与实验活动的积极性、持久性和创造性等的情况;促进学生自我评价的开展,以此了解学生在实验活动中的具体收获和存在的不足。再结合教师的课堂观测和课后测评,全面了解学生的学习过程与学习结果,更好地反馈和调整教学。

总之,教材的修订既是对国家整体育人目标的落实,也为广大一线教师指引了方向。对比研究新教材,体味其修订内涵,将教材修订理念应用于教学设计和教学实践中,在实践中不断摸索,在摸索中不断创新,为学生的素养发展创造更多契机,是我们每一位高中化学教师义不容辞的责任。

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