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观念建构 活动引领 学以致用

2020-11-08陈倩倩

科学导报·学术 2020年84期
关键词:观念活动

陈倩倩

【摘 要】高中有机化学教学的核心目标之一是发展学生对有机物结构与性质的认知。以“羧酸”教学为例,引导学生建立“组成、结构、性质”的基本观念,通过乙酸性质逐步上升到对羧酸性质的认识,由此构建有机化合物学习的方法。

【关键词】结构与性质;观念;活动

1 设计思想与理论依据

《普通高中化学课程标准(实验)》对“有机化学基础”模块的功能定位是,使学生初步掌握有机化合物的组成、结构、性能等方面的基础知识;认识有机化合物在人类生活和社会经济发展中的重要意义。因此,“羧酸的性质和应用”教学设计就不能仅限于讲授具体的化学知识,而应体现知识的功能和价值,对教学内容进行整体把握并建构化学观念,促进学生的可持续发展。

2 学生的认识发展分析

根据课程标准要求,在必修模块教学中,以典型有机物为切入点,让学生在初中有机物常识的基础上,进一步从结构的角度,加深对有机物整体认识。选修模块建立在必修模块“重要的有机化合物”的基础上,目的就是引导学生系统、深入学习有机化学基础知识。因此,在进行本课学习时,可以借鉴学习醇、醛等烃的衍生物的方法,指导本课时知识的学习。

3 教学目标

(1)通过对乙酸性质的探究活动,了解羧酸具有酸性的原因,认识酯化反应的特点。

(2)通过羧酸中羧基的结构特点,结合其酸性和酯化反应,体会结构和性质的相互关系。

(3)通过羧酸应用的了解,感受化学对人类社会发展和个人生活的贡献。

4 多角度认识有机物化学性质的教学活动设计

4.1教材呈现

教材主要从三个方面构建本节内容的体系:

(1)生活——化学——生活,构建化学学习的价值体系。

本节教材在体系构建过程中从食物中常见的有机酸入手,引出与之相关的羧酸性质探究,最后又通过羧酸的酯化反应制取PET,为现实生活创造一类不可或缺的有机高分子材料,从而让学生体会化学学科对人类生活的贡献,进一步促进学生对化学学习的价值认识。

(2)结构——性质——用途,构建化学学习的思维体系。

结构决定性质、性质决定用途是化学学习过程中非常重要的思维体系。尽管乙酸的结构在必修模块已经出现,但本教材中仍用了一段文字描述乙酸的分子式、结构式、结构简式,就是希望能构建性质与结构之间的思维体系,并且关于甲酸性质的预测就是这一思维的实际应用。

(3)典型——普遍——特殊,构建化学学习的研究体系。

羧酸是按照官能团分成的一类物质,但是如何研究羧酸的性质,教材尽管没有明确指明,但却从其内容呈现上给出了答案——从典型推知共性,把握共性关注特性这一体系。如,教材一开始就把乙酸呈现出来就是由于其典型、常见,而且能体现一般羧酸具有的性质,接着呈现甲酸,是由于甲酸除了有一般羧酸的性质外,还有其自己独有的醛的特性。

4.2学习活动的设计

环节1 创设情境,认识身边的羧酸类物质

[创设情境]学生品尝酸奶,桔子,果醋,山楂等食物。

[问题1]你尝到了什么味道?

[多媒体投影]食物中各种常见有机酸的结构。

[问题2]这些有机物的结构中都含有的官能团是什么?

[小结]羧酸的定义、分类。

设计意图:

①从食物入手,通过感受到的甜味、酸味、香味与我们学习的物质联系起来,降低了学生的陌生度;

②引导学生从结构的角度研究物质,为下一环节研究羧酸的性质做准备;

③借助学习醇、醛的方法,鼓励学生自主学习。

环节2 从官能团和化学键入手预测羧酸的性质

活动1:根据羧酸的结构和有机化学知识,预测羧酸的溶解性

结论:碳原子数较少的羧酸能与水互溶,碳原子数越多,溶解度越小。

设计意图:随着学习的深入,学生所学知识日渐丰富,学生应当慢慢发展起能根据有机物的结构分析比较解释预测有机物性质的能力,所以引导学生从物质的结构——官能团和烃基结构入手,联系烷烃,醇类物质的溶解性,认识到官能团,烃基对溶解度的影响。

活动2:回顾乙酸的化学性质,预测羧酸的主要化学性质

[问题1]通过醇、醛的学习,我们知道掌握一类有机物的性质主要抓住它所含的官能团,那么-COOH性质我们可以找哪个物质来突破?

[问题2]乙酸的主要化学性质有什么?预测羧酸的主要化学性质?

[问题3]酯化反应的机理?如何增大乙酸乙酯的产率?

设计意图:通过一系列问题作为驱动,启发学生的思维,认识“结构决定性质”的思想,不仅要让学生了解某类有机物具有的主要化学性质,还应使学生能够从结构与性质的关系、有机化学反应规律的角度简要地说明为什么这类物质有这样的性质,从而使学生感受到有机化学学习的规律性,最终达到能夠分析结构、预测性质的认知目标。

活动3:通过观察甲酸结构,预测其特性

[创设情境]生活小常识“被蚊虫叮咬后,可用浓肥皂水或小苏打水涂抹可迅速止痒”。你能用化学知识解释这现象背后的原因吗?

[教师点拨]蚊虫叮咬时能在人的皮肤内分泌出蚁酸-甲酸刺激皮肤,从而使皮肤肿痛。

[学生活动]写出甲酸的结构式,小组讨论甲酸可能具有的性质。

[小结]甲酸结构、性质

设计意图:通过一个生活常识引起学生的共鸣,再次让学生感受到化学就在我们的身边,认识到学好化学的重要性。对甲酸结构的分析,让学生感受需要从更本质的结构角度认识有机物的性质。

环节3 体验化学的生活背景,将化学应用于日常生活

[创设情境1]介绍矿泉水瓶的材质——PET材料,一种高分子化合物,同时也是磁带和胶卷的片基,3D打印机的一种重要耗材。

[教师点拨]PET是由和反应制得的高分子化学物,它们是如何形成高分子化合物的呢?

[学生活动]讨论反应机理,得出PET可能的结构。

[创设情境2]乳酸在一定条件下可以缩聚得到聚乳酸(PLA)。在自然界中,PLA可以被微生物降解为二氧化碳和水,因而PLA能有效防止白色污染,是时间公认的环保材料。采用PLA为材料制成的新型固定螺钉,用于骨折接合手术时,在人体内可保持3~6个月的固定状态后再被人体逐渐吸收,且对人体物任何毒副作用。

[学生活动]写出乳酸缩聚反应的方程式

设计意图:

①对于一些隐藏在我们身边的高科技材料,更能激发学生的探究欲,而学生可以运用已有的官能团性质,自主或者合作完成这一探究过程,让学生体会到学有所用。

②学习过程中引导学生亲身体验,有助于知识的迁移和重组。老师在这一过程中及时捕捉课堂上动态生成的资源,帮助学生发现问题,解决问题,提高课堂效率。

5 教学反思

为了帮助学生多角度认识羧酸的性质,本节课采用“学生从生活情境中获取羧酸性质信息→从官能团和化学键入手预测性质→设计实验并验证羧酸的性质→从基团之间的相互影响角度深入理解羧酸的性质→总结迁移的教学思路”的教学思路。内容呈现体现了注重认知过程的层级性和渐进性,对学生认识素养的培养起到了积极的作用。

教学过程中学生遇到的困难,也提醒教师要更多地关注学生认知发展的过程,给基础薄弱的学生搭设台阶,从而发展学生从多角度认识物质的性质。

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