高中化学化学选修⑤的内容分析与教学设计苏教版选修五.doc

有机化学基础内容分析与使用建议有机化学基础是普通高中化学课程的6个选修模块之一，供对有机化学感兴趣的高中学生选择学习。作为选修课程，有机化学基础学习的基础是义务教育阶段化学课程和普通高中必修化学课程中的有机化学知识。根据普通高中化学课程标准（实验）编写的有机化学基础模块教材按专题组织教学内容，共分5个专题：专题1“认识有机化合物”、专题2“有机物的结构与分类”、专题3“常见的烃”、专题4“烃的衍生物”、专题5“生命活动的物质基础”。 在普通高中化学课程标准（实验）中，有机化学基础的内容主题分为4个，分别是：主题1“有机化合物的组成与结构”、主题2“烃及其衍生物的性质与应用”、主题3“糖类、氨基酸和蛋白质”和主题4“合成高分子化合物”。可见，教材的专题1和专题2涵盖了内容标准中主题1的内容，专题3和专题4涵盖了内容标准中主题2的内容，专题5的内容即内容标准中主题3的内容，而内容标准中主题4的内容主要被安排在教材的专题3和专题4中。一、教材的内容体系1内容结构专题1“认识有机化合物”分为两个单元：有机化学的发展与应用、科学家怎样研究有机物，分别介绍有机化学的发展历史及其研究方法。在必修的化学2中，学生对一些具体的有机化合物有了感性认识，因此在专题2中，教材对有机化合物的命名与分类的知识作了介绍。在接下来的专题3、4、5中，以“官能团”为组织线索，分别对脂肪烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、糖类、脂肪、蛋白质的作了介绍。教材的结构见表1所示。 表1有机化学基础教材的内容结构专题1认识有机化合物专题2有机物的结构与分类专题3常见的烃专题4烃的衍生物专题5生命活动的物质基础第一单元有机化学的发展与应用第一单元有机化合物的结构第一单元脂肪烃第一单元卤代烃第一单元糖类 油脂第二单元科学家怎样研究有机物第二单元有机化合物的分类和命名第二单元芳香烃第二单元醇 酚第二单元氨基酸蛋白质核 酸第三单元醛 羧酸2内容简析 考察整个教学内容可以发现，教材在注重呈现有机化学基本知识的同时，十分注重将有机化学知识与生产、生活的实际相联系。例如，专题1“认识有机化合物”从有机化学学科的视角来认识有机化学发展轨迹的同时，也强调有机化学对社会发展的功能，即有机化学在人类提高生活质量、改善生存环境、解决发展问题的过程中所起的巨大作用。有机物的结构、分类和命名知识是学习有机化学的基础。由于在必修化学的学习阶段学生对具体的有机化合物（如甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙醛、乙酸等）已经有了感性认识，因此，在专题2“有机物的结构与分类”中介绍有机化合物的结构、分类、命名就有了一定的前概念，对有机化合物结构的介绍重点并不在于具体的有机化合物，而是较抽象或规律性的有机化学基本知识，如有机物中碳原子的成键特点、有机物结构的表示方法、同分异构体的识别等。教材在对常见的烃、烃的衍生物、生命活动中的有机物等各类有机物进行介绍时，十分重视各类有机物在生活、工业、农业生产中应用，以及新工艺、新方法的介绍，例如石油制品的应用、绿色化学工艺等。二、教材编写思路分析1教材编写所遵循的原则 社会发展原则化学科学的发展已经渗透到社会生活的方方面面，社会所面临的许多问题，如环境问题、能源危机、食品安全等，都与化学密切相关。因此教材编制要遵循社会发展原则，尽可能让学生学习真实的社会情景下的化学知识。有机化学研究成果对社会发展起到了一定的促进作用，给人类的生活带来了方便，提高了人类的生活质量。然而，不可否认的是，有机化学产品的生产和使用对人类的健康和生存环境也造成了一定的危害。教材研制的社会发展原则要求教学内容的选取兼顾这两种情况，让学生从社会角度来认识有机化学。例如，教材在“卤代烃”部分（见教材第60- 61页）不但介绍了卤代烃给人类生活带来的方便，也介绍了卤代烃对环境造成的危害（DDT的富集和氟氯烃对臭氧层的破坏），见图1和图2。 图1 卤代烃的各种用 图2 某地土壤中DDT的相对含 知识逻辑原则教材内容主要是学科知识，而任何学科都有其自身的逻辑结构，教材编制应考虑到学科知识的逻辑顺序。有机化学知识可分为两个部分：一是有机化学基础理论，包括有机物结构的表示、官能团、同分异构体、有机物的分类和命名和有机反应原理等；二是各类有机物的组成、结构、性质等。教材在安排教学内容时，必须考虑这些知识间的逻辑关系。有机化学基础在组织教学内容时，首先给出第一部分知识，这样就为学习第二部分知识创造了条件。知识的逻辑结构见图3。图3 有机化学基础中的知识逻辑 学生发展原则 教材的内容和呈现方式要符合学生的心理发展水平和认知规律是教材编写的另一个重要原则。高中阶段学生与初中阶段的学生相比，其抽象思维能力有了较大的发展，因此高中学生在学习选修有机化学课程时，要在感性认识和生活经验的基础上发展归纳、演绎、类比等逻辑思维能力。因此，有机化学基础教材的编制从学生熟悉的生活事实和已有的知识经验入手，通过分析化学事实学习化学知识。 例如，虽然有关脂肪和蛋白质的知识在义务教育、高中必修和高中选修化学课程的三个学习阶段均涉及，但三个阶段对知识层次的要求却有较大差异，这种差异反映了从具体到抽象、从感性到理性的变化过程，符合教材编写的学生发展原则(见图4)。 图4 中学化学课程三个阶段中的油脂和蛋白质的知识2教材编制的理念教材有机化学基础编制的理念包括：采取目标与过程相结合的编制模式、将课程的功能的价值取向定位于学科性与社会性的统一、运用兼顾基础性与时代性的知识选取原则。 目标模式与过程模式相结合教材编制的目标模式要求将系统的、层次的课程目标作为教材编制的核心，教材的内容要进行结构化的组织才能为学生提供有效的学习经验；而教材编制的过程模式却强调学生对知识的主动建构，将学习过程放在核心的位置。教材有机化学基础的编制模式采取目标模式与过程模式相结合的方法，各取其所长。一方面，教材编制围绕普通高中化学课程标准中规定的课程目标和内容标准进行，即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三维目标是教材编制的核心；另一方面，教材又十分注重为学生搭建主动构建知识的平台，为他们根据自己的兴趣拓展有机化学知识创造条件。例如，设置的“拓展视野”栏目中的知识内容在课程标准中并没有出现，然而这些知识却有利于开拓学生的化学视野，为学生自主建构知识创造了条件。 学科性与社会性统一课程功能的学科取向关注课程的学术性和知识的传承，而课程功能的社会取向则关注知识在社会中应用，强调在生产、生活问题的情境中学习化学。教材有机化学基础将有机化学课程的功能定位于学科性与社会性的统一，即既让学生对有机化学知识系统有初步了解，又十分注重将有机化学知识与社会应用相联系。具体而言就是，教材一方面组织基本的有机化学知识系统如有机化合物的命名、结构式的书写、同分异构体的识别、各类有机化合物的化学性质等，另一方面又将这些知识与生活及生产领域相联系。例如，在“认识有机化合物”专题中，第一单元和第二单元分别根据有机化学的社会作用线索和学科线索来组织教学内容的（见图5），体现了上述两种价值取向的统一。图5 专题1的两条内容组织线索基础性与时代性兼顾知识是人类在漫长的岁月中积累的学问和技艺系统，进行课程设计时不可能将人类所有知识都反映到教材上。因此，对知识进行选取是课程设计首先必须做的。传统的有机化学课程奉行要素主义的知识观，即教材极关注呈现人类知识系统中永恒不变的“要素”，强调基础知识和基本技能的学习。在教材编写过程中，编者在充分考虑知识的基础性，将最基本的有机化学知识纳入教材内容体系的同时也十分注重知识的时代性，即把较新的有机化学研究成果作为内容体系的一部分。例如，教材介绍了不对称合成、异丙苯的分子筛固体酸催化剂生产工艺、直接甲醇燃料电池、人类蛋白质组计划等知识等较新的知识。再如，教材将异丙苯两种生产工艺（AlCl3催化工艺和分子筛固体酸催化剂工艺）采用流程图的形式进行对比（见图6），体现了化学知识的时代性。图6生产异丙苯的两种化学工艺对比三、教材的编写特色分析1教学内容的组织既收敛又发散以学科为中心的科学课程注重科学的学科结构。例如，结构主义课程论的创始人布鲁纳（J S. Bruner）认为，任何学科都有一个基本的结构，“不论选教什么学科，务必使学生理解该学科的基本结构”。虽然布鲁纳也指出学科的基本结构不是一成不变的，而是随着学科知识的不断扩展和加深而逐步改变和完善的，但是“学科结构”必然要求教材的内容的组织具有较强的收敛性，留给学生的思考的空间必然会减小。在教材编写过程中，编者在考虑有机化学学科的基本结构的同时，也注重教材内容的发散性，拓展学生的化学视野。教材从对有机化学学科的介绍（研究对象、研究方法等）到对学习有机化合物基本知识和技能的介绍（有机化合物的分类、命名等），再到各类有机化合物（按官能团分类）的学习，符合有机化学最基本的学科结构的要求；有机物在生产、生活中的应用、有机化学新产品、新工艺等有关应用的知识内容却具有发散性，开拓学生的化学视野、为学生提供思考的空间。例如，让学生调查有机材料的应用、利用实验说明基团间的相互影响等。2教学内容的组织注重与其他学科相联系目前，大多数课程的组织仍然是分科组织。然而，将学科统整形成的综合课程是现代课程发展的一种趋势，并已付诸实施。综合课程是将具有内在逻辑或价值关联的分科课程内容统整在一起，旨在消除各类知识之间的界限，使学生形成对世界的整体性和全息观念。虽然有机化学基础不是综合课程，但其在有机化学与其他学科的整合上作初步尝试。生命科学、高分子科学等学科和有机化学有着天然的联系，因此，教材在内容组织上多次将有机化学知识与生命科学、高分子科学等学科的内容相联系(见图7)。例如，专题5“生命活动的物质基础”中就有很多与生命科学联系的内容，如镰刀型贫血症、酶催化、人类蛋白质组计划、基因工程等内容；在介绍醛类物质时，联系高分子科学中“线型”和“体型”酚醛树脂作介绍。图7 有机化学与其他学科的联系3知识内容的呈现符合认知心理学原理 创设有效的“先行组织者”美国著名的教育心理学家奥苏贝尔（DavidP.Ausubel）等提出的有意义理论认为：在有意义学习的过程中，新知识与学生认知结构中已有的观念建立起有意义的、实质的联系。因此，教学材料的组织应具有“先行组织者”的作用。在教材编制过程中，编者充分考虑这一原理，在学习新知识前尽量组织有效的先行组织者。例如，在介绍有机分子三维结构前，教材以“化学史话”的形式重现科学家发现有机分子三维结构的历史（见图8），在学生思维中形成先行组织者，为有机分子的三维结构知识的有效学习创造条件。图8 有机分子结构从二维扩展到三维 创设合理的问题情境图8 有机分子结构从二维扩展到三维虽然当前教材内容呈现仍然考虑“信息加工理论”这一认知心理学原理，但是，挑战信息加工理论的“情境认知理论”已经受到教材编制者的重视，并在实际中运用该原理。情境认知理论认为：知识并不是心理的内部表征，而是个人与社会或物理情境之间联系与互动的产物。因此，参与基于社会情境的一般文化实践是个人知识结构形成的源泉。学习不仅仅是为了获得事实性知识，学习还要求将其置于知识产生的特定社会或物理情境中。教材有机化学基础内容呈现的心理学原理不仅是考虑信息加工理论（如注重有效的先行组织者的呈现，为学生对新知识产生同化提供条件），而且包括情境认知理论。教材创设的学习情境与学生已有经验或社会事实紧密关联，这些学习情境使学生学习有机化学知识更主动、更有效。例如，在呈现苯酚检验知识前，教材先让学生对苯酚在化工生产中的应用进行调查研究，继而介绍苯酚对水体的污染危害。这种情境为学习苯酚的检验提供了良好的情境。再如，为了使学生认识到有机物在生活中具有广泛应用，教材呈现出多种生活中的有机物及有机产品，包括体育用品、饮料、食品、洗涤剂、服饰和药品等。这些物品在学生的生活视野中都极常见，但他们未必知道它们和有机物的关联，因此给出这样问题情境，很容易激发学生的求知欲望，引起学习的兴趣，学生在交流和讨论等学习活动中也容易发挥主动性，取得良好的学习效果。四、教材的使用建议1知识内容前后结合，强调内在规律专题1是整体介绍有机化学发展历程、社会功用、研究方法的一个专题，主要是让学生对有机化学产生全局性的认识，感受该学科重要的社会价值，以引起学习的兴趣；专题2介绍学习有机化学的一些知识基础，有机物的结构、分类、命名，以及同分异构体的识别贯穿在整个有机化学的学习过程中；专题3、4、5是对各类有机化合物的介绍，涉及结构、性质、制备和应用等。可以看出，前两个专题是学习后三个专题的基础，因此在教学设计中，要重视知识的前后呼应，加强理论知识对各类有机化合物学习的指导作用，让学生初步理解有机化合物之间的内在联系和变化的规律。例如，“结构决定性质，性质反映结构”是化学哲学中一条重要原理，学生在必修化学课程的学习中已经有所了解，但在进行有机化学基础课程教学时，仍应将这一原理融合到各类有机化合物的学习中，这就需要结合前两个专题的知识。2重视直观教学，培养空间思维能力立体化学知识在有机化学中起着非常重要的作用，在有机化学基础模块中这方面知识涉及较多。在教材中，出现了大量有机化合物分子的立体结构，如果准确掌握这些知识需要学生具有较强的空间思维能力。由于学习此模块之前学生可能还未学习过物质结构与性质模块，在教学过程中需要注重使用直观教学手段，让学生产生感性认识，其中较有效的方法是采用模象直观手段，如搭建分子结构模型、运用多媒体技术展示有机分子结构等。3依托学生的生活经验，培养学习兴趣生活中有许多熟悉的物质与有机化学密切相关，如燃料石油液化气、天然气，塑料、橡胶等石油化工产品，人造血管、液晶等有机功能材料，玫瑰花香气中的烯烃、丁香油中的酚等自然界常见物质。这些物质的性质和用途、来源和合成等都是学生感兴趣的内容。用源于学生生活经验的素材组织教学，还可以创设发现生产、生活中有意义的化学问题的情境，进而展开实验探究，增进学生探究问题的愿望。