徐衛(wèi)東
[摘要]新課標(biāo)實(shí)施以來(lái),高考對(duì)于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求提高了。近三年江蘇高考選修實(shí)驗(yàn)中就有兩年涉及有機(jī)實(shí)驗(yàn)或有機(jī)實(shí)驗(yàn)的思想。對(duì)有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的學(xué)情分析能夠很好地指導(dǎo)教師調(diào)整教學(xué)策略,更有效地提高學(xué)生有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
[關(guān)鍵詞]有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本思想學(xué)情分析
[中圖分類號(hào)]G633.8[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1674-6058(2015)02-0106
一、有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)
有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)是指通過(guò)一些特定的有機(jī)反應(yīng)來(lái)制備我們需要的有機(jī)物。有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一類重要實(shí)驗(yàn),如選修中的溴苯的制備實(shí)驗(yàn)、硝基苯的制備實(shí)驗(yàn)以及酚醛樹脂的制備實(shí)驗(yàn)等。
1.有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)的基本思想
有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)是根據(jù)有機(jī)物的性質(zhì)及有機(jī)反應(yīng)的特殊條件,利用一定的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)制備有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)。如2013年江蘇高考21題B3,5-二甲氧酚的制備,就是根據(jù)以下反應(yīng)來(lái)制備的。
有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)還需要應(yīng)用到一些不同于無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)的儀器,而儀器的使用也是高考的熱點(diǎn)之一。如2014年江蘇高考中19題就應(yīng)用了有機(jī)反應(yīng)的特殊裝置——三頸燒瓶和冷凝管(如右圖所示),特別需要提醒學(xué)生這個(gè)冷凝管和蒸餾裝置中的冷凝管的區(qū)別。而類似的儀器也出現(xiàn)在教材中的溴苯的制備實(shí)驗(yàn)中。
在新舊教材中對(duì)有機(jī)實(shí)驗(yàn)儀器的運(yùn)用也有較大的區(qū)別。還以溴苯為例,在老教材中以一個(gè)錐形瓶或大試管來(lái)作為反應(yīng)容器,再后來(lái)上海的高考中采用了燒瓶,而在新教材中則以三頸燒瓶作為容器。這樣反應(yīng)容器變大了,可制備的有機(jī)物多了,更便于進(jìn)行觀察。而且還可以將很多后面的實(shí)驗(yàn)放在一起進(jìn)行,節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時(shí)間。另外,老教材中僅以一根長(zhǎng)導(dǎo)管來(lái)起到導(dǎo)氣和冷凝作用,而新教材中采用了冷凝管,這樣冷凝效果更好,更符合有機(jī)實(shí)驗(yàn)的要求。
2.有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)的拓展
有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)完成后,該實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有結(jié)束,其過(guò)程還有檢驗(yàn)、除雜、提純。如教材中的制溴苯的實(shí)驗(yàn)、制硝基苯的實(shí)驗(yàn),除雜、提純也是它們的關(guān)鍵點(diǎn)。在2003年左右的江蘇高考中就對(duì)溴苯的提純實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了考查。而現(xiàn)在的高考有關(guān)有機(jī)實(shí)驗(yàn)除雜、提純,不會(huì)再考教材中的知識(shí)點(diǎn)了,而是根據(jù)有機(jī)實(shí)驗(yàn)的思想來(lái)考查,即根據(jù)題目所給信息,應(yīng)用學(xué)生所學(xué)知識(shí)來(lái)解決。如2013年江蘇高考21題的B:
表1甲醇、乙醚和3,5-二甲氧基苯酚的部分物理性質(zhì)
(1) 反應(yīng)結(jié)束后,先分離出甲醇,再加入乙醚進(jìn)行萃取。
①分離出甲醇的操作是。
②萃取用到的分液漏斗使用前需并洗凈,分液時(shí)有機(jī)層在分液漏斗的(填“上”或“下”)層。
(2)分離得到的有機(jī)層依次用飽和NaHCO3溶液、飽和食鹽水、少量蒸餾水進(jìn)行洗滌。用飽和NaHCO3 溶液洗滌的目的是;用飽和食鹽水洗滌的目的是。
(3)洗滌完成后,通過(guò)以下操作分離、提純產(chǎn)物,正確的操作順序是(填字母)。
a.蒸餾除去乙醚; b.重結(jié)晶;c.過(guò)濾除去干燥劑;d.加入無(wú)水CaCl2干燥。
(4)固液分離常采用減壓過(guò)濾。為了防止倒吸,減壓過(guò)濾完成后應(yīng)先,再 。
可以看出,以上四個(gè)小題都是考查制備以后的問(wèn)題,它能考查學(xué)生真實(shí)的有機(jī)實(shí)驗(yàn)的能力。
3.有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)的學(xué)情分析
本人所在的學(xué)校是江蘇省四星級(jí)普通高中,以高二年級(jí)中的四個(gè)同一層次的理化班為樣本進(jìn)行分析,時(shí)間為2013年9月至2014年6月,第一次統(tǒng)計(jì)時(shí)間為2014年元月(上學(xué)期期末)。
表2學(xué)生對(duì)不同實(shí)驗(yàn)難度的感受的自我調(diào)查
說(shuō)明:由于部分學(xué)生對(duì)這些實(shí)驗(yàn)的難度感受不能準(zhǔn)確作出判斷,所以就沒(méi)有作出評(píng)價(jià),因此表中各項(xiàng)相加不等于100%。
表2中的“難”是指能理解,但實(shí)際應(yīng)用比較困難,或能解決問(wèn)題,但耗時(shí)較多。而“很難”是指基本上無(wú)法理解,根本看不懂,沒(méi)有自己的想法。從表中可以看出,對(duì)于儀器復(fù)雜、除雜要求較高的實(shí)驗(yàn),學(xué)生感覺(jué)難度較大,而對(duì)于只用到高中階段常見(jiàn)的儀器,并對(duì)除雜不作要求的實(shí)驗(yàn),學(xué)生明顯感覺(jué)簡(jiǎn)單。
表3不同實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)難度(失分環(huán)節(jié))的自我調(diào)查
表3為第一次統(tǒng)計(jì)的四個(gè)班在有機(jī)實(shí)驗(yàn)題中不同部分的失分環(huán)節(jié)的調(diào)查。從表中可以看出,原理應(yīng)用上學(xué)生對(duì)有機(jī)反應(yīng)沒(méi)有問(wèn)題,但是應(yīng)用有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)來(lái)分析反應(yīng),學(xué)生感覺(jué)難度較大,失分較多。而對(duì)于儀器選擇,給定儀器讓學(xué)生分析比讓學(xué)生來(lái)選擇儀器要簡(jiǎn)單,還是由于對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用分析不熟悉造成的。而對(duì)于除雜,好多學(xué)生不知道產(chǎn)物中混有什么雜質(zhì),或者知道雜質(zhì),但不知道用什么方法來(lái)除雜,這也是與物質(zhì)的性質(zhì)分析有關(guān)。
表4不同班型的難度(失分環(huán)節(jié))調(diào)查
雖然現(xiàn)在的化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查還只是從紙上來(lái)考,但如果在平時(shí)的教學(xué)和學(xué)習(xí)中也采用紙上實(shí)驗(yàn)或板書實(shí)驗(yàn),則學(xué)生的學(xué)習(xí)效果將會(huì)大打折扣。有很多教師為了所謂的時(shí)間和分?jǐn)?shù),對(duì)紙上實(shí)驗(yàn)還樂(lè)此不疲。為了對(duì)比教學(xué)效果,本人在所教班級(jí)中選擇一個(gè)班采用演示實(shí)驗(yàn),一個(gè)班采用學(xué)生實(shí)驗(yàn),一個(gè)班不做實(shí)驗(yàn)但引導(dǎo)學(xué)生思考,還有一個(gè)班沒(méi)有做實(shí)驗(yàn)也不引導(dǎo)學(xué)生思考。從表中不難發(fā)現(xiàn),做學(xué)生實(shí)驗(yàn)的班級(jí)學(xué)生整體表現(xiàn)都很好,但不做實(shí)驗(yàn)的班級(jí)則表現(xiàn)不好,而采用演示實(shí)驗(yàn)方式的學(xué)生則在自選儀器和除雜上表現(xiàn)不好。(對(duì)于沒(méi)做學(xué)生實(shí)驗(yàn)的班級(jí),在期末考試前,教師利用中午時(shí)間,讓學(xué)生認(rèn)真地做了幾個(gè)關(guān)鍵實(shí)驗(yàn),所以在期末考試中,成績(jī)的差距縮小了。)
二、有機(jī)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)
有機(jī)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是有機(jī)化學(xué)教材的重要組成部分,大部分官能團(tuán)的性質(zhì)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能展示在學(xué)生面前。可以說(shuō),沒(méi)有有機(jī)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)就無(wú)法組成有機(jī)化學(xué)的教材。
1.有機(jī)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)
(1)實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)單
對(duì)于有機(jī)性質(zhì)實(shí)驗(yàn),由于要求現(xiàn)象明顯,所以教材中的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)大多采用大試管來(lái)進(jìn)行。這樣不僅可以節(jié)約藥品,而且現(xiàn)象變化明顯。如果一次實(shí)驗(yàn)失敗,還可以快速進(jìn)行補(bǔ)救,從而節(jié)約課堂時(shí)間。
(2)注重實(shí)驗(yàn)中的干擾因素
有機(jī)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)使用的藥品較廣泛,而大多數(shù)有機(jī)反應(yīng)又存在副反應(yīng),所以在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)要排除已有藥品或副產(chǎn)物的干擾。
(3)藥品和實(shí)驗(yàn)條件的選擇具有較強(qiáng)的針對(duì)性
對(duì)于有機(jī)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)所需的藥品,要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)取用。如酸性高錳酸鉀溶液,檢驗(yàn)氣體時(shí)可將氣體直接通入溶液,而液體與它反應(yīng)時(shí),像苯的同系物與它的反應(yīng),則是在甲苯中滴加幾滴溶液,以便觀察現(xiàn)象;有些實(shí)驗(yàn)采用溴的CCl4溶液,而有的又采用液溴,還有的則用溴水。
而對(duì)于實(shí)驗(yàn)條件,如加熱法,對(duì)于對(duì)溫度沒(méi)有特殊要求的,則直接用酒精燈加熱;要求受熱均勻又要低于100℃的則采用水浴加熱法;對(duì)于要嚴(yán)格控制溫度的,則需要使用溫度計(jì)來(lái)控制溫度。
2.有機(jī)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的學(xué)情分析
表5有機(jī)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中不同內(nèi)容的認(rèn)知障礙調(diào)查
從表中可以看出,儀器的選擇問(wèn)題不多,后三項(xiàng)差異不大,說(shuō)明對(duì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力不強(qiáng);最后一項(xiàng)是指讓學(xué)生從現(xiàn)象來(lái)分析問(wèn)題并得出結(jié)論,學(xué)生主要是分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力嚴(yán)重不足。
三、教學(xué)建議
1.教學(xué)過(guò)程中不能用板書實(shí)驗(yàn)代替學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)。不要以為只要講了,學(xué)生就能理解,必須通過(guò)學(xué)生親身體驗(yàn)來(lái)獲取知識(shí),也就是能學(xué)生實(shí)驗(yàn)的盡量不演示,能演示的盡量實(shí)驗(yàn)。
2.用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。不能只是簡(jiǎn)單操作,而應(yīng)讓學(xué)生理解為什么這么選擇,為什么這么做。所以教師要提出問(wèn)題讓學(xué)生分析,通過(guò)學(xué)生自身的思考得出答案。
3.不要局限于課堂,要盡量地開放實(shí)驗(yàn)室。讓學(xué)生成立興趣小組,在課上解決不了的問(wèn)題,可以讓他們?cè)谡n后查資料,再進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室來(lái)證明、解決。不要怕麻煩,怕承擔(dān)安全問(wèn)題,以此限制學(xué)生動(dòng)手。教師只要在平時(shí)培養(yǎng)好學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,引?dǎo)學(xué)生嚴(yán)格按要求去做,就不會(huì)有太大的問(wèn)題。
(責(zé)任編輯羅艷)