經(jīng)志俊　劉江田

摘要：梳理“有機(jī)合成”教學(xué)的基本任務(wù)，采用“目標(biāo)、情境、任務(wù)、活動(dòng)、評(píng)價(jià)”環(huán)環(huán)相扣、層層推進(jìn)的策略，借助“情境真實(shí)化”“問(wèn)題任務(wù)化”“建構(gòu)自主化”“知識(shí)結(jié)構(gòu)化”“思維顯性化”“評(píng)價(jià)多元化”等手段，引導(dǎo)學(xué)生在“有機(jī)合成”的“問(wèn)題解決”過(guò)程中發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}解決；有機(jī)合成；教學(xué)設(shè)計(jì)；化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

文章編號(hào)：1005-6629（2018）1-0053-06 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1研究背景

隨著“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”的發(fā)布和“化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”的界定，聚焦“化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”，促成“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”的落實(shí)成為化學(xué)教學(xué)研究和創(chuàng)新實(shí)踐的主題。

課堂是核心素養(yǎng)落實(shí)最為微觀、具體的層面。高中生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展離不開(kāi)化學(xué)課程的實(shí)施，離不開(kāi)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，離不開(kāi)經(jīng)歷化學(xué)問(wèn)題解決過(guò)程。化學(xué)學(xué)習(xí)本質(zhì)上是解決化學(xué)問(wèn)題的活動(dòng)，化學(xué)問(wèn)題決定著化學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容及其特點(diǎn)。基于“問(wèn)題解決”的課堂教學(xué)通過(guò)提出問(wèn)題和解決問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生在探究與發(fā)現(xiàn)、質(zhì)疑與試錯(cuò)、批判與反思的過(guò)程中自主實(shí)現(xiàn)知識(shí)的建構(gòu)與素養(yǎng)的發(fā)展，業(yè)已成為培育學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要策略。

如何提出與解決有價(jià)值的化學(xué)問(wèn)題？筆者在南京市“基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中化學(xué)教學(xué)評(píng)一致性的研究”主題研討活動(dòng)中，以“有機(jī)合成”為課題、以“教學(xué)設(shè)計(jì)”為抓手進(jìn)行了探索和示范。

2設(shè)計(jì)思路

2.1教學(xué)策略著眼于問(wèn)題的提出與解決

梳理“有機(jī)合成”教學(xué)的基本任務(wù)，結(jié)合相關(guān)任務(wù)問(wèn)的邏輯聯(lián)系建構(gòu)問(wèn)題解決的思維路徑（見(jiàn)圖1）。

采用“目標(biāo)、情境、問(wèn)題（任務(wù)）、活動(dòng)、評(píng)價(jià)”環(huán)環(huán)相扣、層層推進(jìn)的教學(xué)設(shè)計(jì)的整體思路（見(jiàn)圖2），制訂基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的教學(xué)目標(biāo)，依據(jù)教學(xué)目標(biāo)選擇契合教學(xué)目標(biāo)、蘊(yùn)藏學(xué)習(xí)任務(wù)的問(wèn)題情境，依托問(wèn)題情境生成基于問(wèn)題解決的學(xué)習(xí)任務(wù)，依據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)開(kāi)展自主探究、討論交流等學(xué)習(xí)活動(dòng)，依據(jù)學(xué)生的活動(dòng)表現(xiàn)展開(kāi)基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展水平的評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)學(xué)科思維方式和方法學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)、理解化學(xué)學(xué)科核心觀念，在問(wèn)題解決的過(guò)程中，逐步發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.2教學(xué)目標(biāo)聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展

“有機(jī)合成”的教學(xué)內(nèi)容蘊(yùn)藏豐富的發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的素材。

依據(jù)反應(yīng)條件辨識(shí)反應(yīng)的方向、依據(jù)官能團(tuán)轉(zhuǎn)換探析反應(yīng)的本質(zhì)，從碳骨架建構(gòu)和官能團(tuán)轉(zhuǎn)換的視角探尋“有機(jī)合成”的途徑，目標(biāo)聚焦“宏觀辨識(shí)”“微觀探析”“變化思想”。

選擇“乙二酸二乙酯的用途與合成”“抗心律失常藥物決奈達(dá)隆中間體的合成路線流程圖”等兼具學(xué)科價(jià)值和社會(huì)價(jià)值的教學(xué)情境，目標(biāo)聚焦“社會(huì)責(zé)任”。

基于已有合成路線探究“基團(tuán)定位效應(yīng)與保護(hù)措施”，基于信息遷移設(shè)計(jì)有機(jī)物的合成路線，目標(biāo)聚焦“證據(jù)推理”“科學(xué)探究”“創(chuàng)新意識(shí)”。

歸納“官能團(tuán)引入”的方法，領(lǐng)悟“逆合成分析法”的思維路徑，提煉“有機(jī)合成”問(wèn)題解決的思維模型，目標(biāo)聚焦“模型認(rèn)知”。

2.3教學(xué)過(guò)程推進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展

“問(wèn)題解決”的學(xué)習(xí)過(guò)程實(shí)施靈活的發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的策略。

采用“乙二酸二乙酯的用途與合成方法”“抗心律失常藥物決奈達(dá)隆中間體的合成路線”等生產(chǎn)生活中的真實(shí)場(chǎng)景創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，借助“情境真實(shí)化”激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，體現(xiàn)知識(shí)的社會(huì)價(jià)值。

將有待解決的問(wèn)題整合為“歸納烴及其重要衍生物相互轉(zhuǎn)化規(guī)律”“以乙烯為原料合成乙二酸二乙酯”“探析決奈達(dá)隆中間體合成過(guò)程中的官能團(tuán)成路線”“提煉有機(jī)合成問(wèn)題解決的思維模型”等學(xué)習(xí)任務(wù)，通過(guò)“問(wèn)題任務(wù)化”拓展學(xué)生思維的空間，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

組織教材閱讀、信息加工、自主探究等活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)“逆合成分析法”“合成路線流程圖”“有機(jī)合成過(guò)程中的官能團(tuán)變化和碳骨架建構(gòu)的策略”“原子團(tuán)定位與官能團(tuán)保護(hù)意識(shí)”等核心概念。通過(guò)“建構(gòu)自主化”引導(dǎo)學(xué)生深化對(duì)核心概念的理解，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

依托“歸納有機(jī)物相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律”“明確有機(jī)合成的基本任務(wù)”“建構(gòu)有機(jī)合成問(wèn)題解決的思維模型”等活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、觀念和思維路徑的結(jié)構(gòu)化。通過(guò)“知識(shí)結(jié)構(gòu)化促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)到素養(yǎng)的轉(zhuǎn)變。

結(jié)合學(xué)生在活動(dòng)中的表現(xiàn)靈活采用學(xué)生自評(píng)、同伴互評(píng)和教師點(diǎn)評(píng)的方式實(shí)施過(guò)程評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)質(zhì)疑、爭(zhēng)論，充分發(fā)揮評(píng)價(jià)的診斷、激勵(lì)和調(diào)控功能。通過(guò)“評(píng)價(jià)多元化”動(dòng)態(tài)把握學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展水平。

3教學(xué)流程

3.1激活基礎(chǔ)，為“有機(jī)合成”奠定知識(shí)基礎(chǔ)

[目標(biāo)1]

從官能團(tuán)變化的視角探析有機(jī)物相互轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)，從反應(yīng)條件的視角辨識(shí)有機(jī)物相互轉(zhuǎn)化的方向，呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)化的有機(jī)物相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。

[情境1]

重要有機(jī)物的相互轉(zhuǎn)化見(jiàn)圖3。

[任務(wù)1]

歸納烴及其重要衍生物相互轉(zhuǎn)化規(guī)律。

（1）探析圖3所示各步轉(zhuǎn)化的官能團(tuán)變化。

（2）標(biāo)明圖3所示各步轉(zhuǎn)化的反應(yīng)條件。

（3）依據(jù)圖3歸納有機(jī)物結(jié)構(gòu)中引入“鹵原子”“碳碳雙鍵”“羥基”的常用方法。

[活動(dòng)1]

（1）自主辨識(shí)：標(biāo)明圖3所示各步轉(zhuǎn)化的反應(yīng)條件，投影展示辨識(shí)結(jié)果。

（2）討論交流：有機(jī)物結(jié)構(gòu)中引入“鹵原子”“碳碳雙鍵”“羥基”的常用方法。

[評(píng)價(jià)1]

自評(píng)：對(duì)有機(jī)物相互轉(zhuǎn)化中的官能團(tuán)變化及反應(yīng)條件的掌握情況，對(duì)引人“鹵原子”“碳碳雙鍵”“羥基”等官能團(tuán)常用方法的熟悉程度及歸納能力。

3.2建構(gòu)方法，為“有機(jī)合成”奠定方法基礎(chǔ)

[目標(biāo)2]

建構(gòu)并體驗(yàn)“逆合成分析法”在有機(jī)合成中的應(yīng)用，學(xué)會(huì)用合成路線流程圖表示有機(jī)物合成路線的設(shè)計(jì)方案，形成綠色設(shè)計(jì)思想。endprint

[情境2]

[任務(wù)2]

以乙烯為原料合成乙二酸二乙酯。

（1）了解有機(jī)合成的概念及其常用方法——逆合成分析法。

（2）設(shè)計(jì)以乙烯為主要原料制備乙二酸二乙酯的合成路線，參照示例表達(dá)相應(yīng)的合成路線流程圖。

[活動(dòng)2]

（1）自主閱讀：閱讀教材，建構(gòu)“逆合成分析法”解決問(wèn)題的策略，設(shè)計(jì)以乙烯為原料制備乙二酸二乙酯的合成方案，用合成路線流程圖表示設(shè)計(jì)方案。

（2）討論交流：乙二酸二乙酯合成路線流程圖，“逆合成分析法”分析問(wèn)題的思路和綠色設(shè)計(jì)思想的基本原則。

[評(píng)價(jià)2]

互評(píng)：論證設(shè)計(jì)方案的可行性，比較不同設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣，規(guī)范合成路線流程圖的表達(dá)。

3.3明確任務(wù)，聚焦“有機(jī)合成”的努力方向

[目標(biāo)3]

探析抗心律失常藥物決奈達(dá)隆中間體（H）合成路線中的“官能團(tuán)”轉(zhuǎn)化與“碳骨架”變化，明確有機(jī)合成的基本任務(wù)——碳骨架建構(gòu)和官能團(tuán)轉(zhuǎn)化，建構(gòu)有機(jī)合成中基團(tuán)的定位概念和保護(hù)意識(shí)。

[情境3]

合成路線流程圖見(jiàn)圖4。

[任務(wù)3]

探析決奈達(dá)隆中間體合成過(guò)程中的官能團(tuán)變化與碳骨架構(gòu)建。

（1）分析圖4各步轉(zhuǎn)化中的“官能團(tuán)”變化與“碳骨架”構(gòu)建。

（2）對(duì)比圖4中“B→C”、“G→H”的“官能團(tuán)”變化，探究其中“B→C”轉(zhuǎn)化的意義。

[活動(dòng)3]

（1）自主探析：自主探析圖4各步轉(zhuǎn)化中的“官能團(tuán)”或“碳骨架”的變化，展示交流探析結(jié)果（見(jiàn)圖5）。圖5抗心律失常藥物決奈達(dá)隆中間體的合成過(guò)程中的“官能團(tuán)”與“碳骨架”變化示意圖

（2）討論交流：有機(jī)合成的基本任務(wù)；探究合成路線中B→C轉(zhuǎn)化的意義，形成有機(jī)合成中基團(tuán)的定位概念和保護(hù)意識(shí)。

[評(píng)價(jià)3]

自評(píng)：對(duì)化合物H合成路線流程中每一步的“官能團(tuán)”或“碳骨架”變化的認(rèn)識(shí)程度；

3.4解決問(wèn)題，優(yōu)化“有機(jī)合成”的思維路徑

[目標(biāo)4]

[情境4]

（2）與同伴交流分析問(wèn)題的思維路徑。

[活動(dòng)4]

（1）小組討論：運(yùn)用逆合成分析法設(shè)計(jì)合成路線，展示設(shè)計(jì)方案的合成路線流程圖。

[評(píng)價(jià)4]

自評(píng)：運(yùn)用“逆合成分析法”解決問(wèn)題的能力水平和存在障礙。

互評(píng)：認(rèn)證不同合成路線流程圖的可行性并明確指出不合理方案的錯(cuò)誤所在：①缺乏對(duì)-NH₂的保護(hù)意識(shí)，②忽視-COOH的定位效應(yīng)。

點(diǎn)評(píng)：基團(tuán)定位意識(shí)與官能團(tuán)保護(hù)意識(shí)，分析產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因。學(xué)生分析問(wèn)題、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，批判性思維的展現(xiàn)。

3.5思維建模，提煉“有機(jī)合成”的思維模型

[目標(biāo)5]

通過(guò)“有機(jī)合成”問(wèn)題解決的一般策略的提煉，形成結(jié)構(gòu)化的認(rèn)知策略，建構(gòu)“有機(jī)合成”問(wèn)題解決的思維模型。

[情境5]

有機(jī)合成思維建模關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)比較，碳骨架，官能團(tuán)，轉(zhuǎn)化途徑，轉(zhuǎn)化順序。

[任務(wù)5]

提煉有機(jī)合成問(wèn)題解決的思維模型。

（2）嘗試用思維導(dǎo)圖的方式繪制“有機(jī)合成”問(wèn)題解決的思維模型。

[活動(dòng)5]

（1）自主建模：提煉有機(jī)物合成路線設(shè)計(jì)的一般方法，建構(gòu)“有機(jī)合成”問(wèn)題解決的思維模型。

（2）討論交流：“有機(jī)合成”問(wèn)題解決的思維模型。

①比較目標(biāo)物質(zhì)和原料的結(jié)構(gòu)差異：“官能團(tuán)和“碳骨架”的變化；

②探究實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化的途徑：“碳骨架”的變化從題給信息（合成路線流程圖或補(bǔ)充信息）中檢索，“官能團(tuán)”變化從基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備或題給信息中檢索；

③合理安排各步反應(yīng)的順序：兼顧基團(tuán)定位效應(yīng)與保護(hù)措施；

④規(guī)范寫(xiě)出合成路線流程圖：聚焦反應(yīng)條件與有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

（3）思維建模：用思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)“有機(jī)合成”問(wèn)題解決的思維模型（見(jiàn)圖7）。

[評(píng)價(jià)5]

點(diǎn)評(píng)：從典型案例提煉出一般方法的能力，對(duì)“有機(jī)合成”問(wèn)題解決思維模型的理解水平，用思維導(dǎo)圖表示“有機(jī)合成問(wèn)題解決的思維模型的創(chuàng)新能力。

教學(xué)實(shí)踐證明：依據(jù)教學(xué)目標(biāo)、依托真實(shí)情境提出問(wèn)題，精心組織活動(dòng)、精準(zhǔn)實(shí)施評(píng)價(jià)引導(dǎo)問(wèn)題解決的教學(xué)策略，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生在問(wèn)題解決的過(guò)程中對(duì)信息、證據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)和選擇，對(duì)問(wèn)題情境中的眾多因素進(jìn)行分析和探索，可引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題解決過(guò)程和結(jié)果提出質(zhì)疑、與同伴交流討論眾多解決問(wèn)題方案并做出選擇和決策，最終形成有效解決問(wèn)題的策略和方法，具有較為強(qiáng)大的發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)功能。endprint