云南省巍山縣第二中學(xué)(672401) 趙旭東

1 與時(shí)俱進(jìn)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)重要性的再認(rèn)識(shí)

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》列出了“學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目，讓不做實(shí)驗(yàn)、用演示實(shí)驗(yàn)或視頻實(shí)驗(yàn)代替學(xué)生實(shí)驗(yàn)的老師找不到借口，保證了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的地位。人教版普通高中教科書化學(xué)必修第一冊(2019版)教材中設(shè)置的主要欄目實(shí)驗(yàn)活動(dòng)即為課程標(biāo)準(zhǔn)中要求的“學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)”，落實(shí)了新課標(biāo)對學(xué)生實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)。為什么不叫做“學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)”而要叫做“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)”？教材是在賦予學(xué)生實(shí)驗(yàn)更加廣闊的天空——可采用多種多樣的方式、方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2 有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)地位分析

有機(jī)化學(xué)是高中化學(xué)的重要組成部分，要學(xué)好有機(jī)化學(xué)，必須把握“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”。理解和運(yùn)用“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”，有機(jī)化學(xué)就會(huì)越學(xué)越容易。從高中化學(xué)核心素養(yǎng)之“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等要求看，有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是高考必考的重要內(nèi)容之一。高考“服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)”的核心功能和“核心價(jià)值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力、必備知識(shí)”的考查要求，決定了高考中必然考查有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。考查有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的方式有很多，常見的有書寫結(jié)構(gòu)簡式、找同分體數(shù)目、核磁共振氫譜、分子的空間構(gòu)型、順反異構(gòu)、手性碳、原子共面、原子共線等。

3 搭建球棍模型是學(xué)習(xí)有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的最佳方式

有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的教學(xué)，采用畫圖或用動(dòng)畫形式進(jìn)行。一部分學(xué)生能學(xué)會(huì)，但思維強(qiáng)度大，學(xué)生要聯(lián)系立體幾何，要發(fā)揮空間想象能力，導(dǎo)致學(xué)習(xí)時(shí)易疲勞、易遺忘。不論分子結(jié)構(gòu)示意圖畫得多形象，不論3D動(dòng)畫制作得多形象，空間想象能力差的學(xué)生依然難以學(xué)會(huì)。采用展示模型進(jìn)行教學(xué)，因?yàn)槟Ｐ筒皇菍W(xué)生親自手做的，稍微復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如：甲基、乙烯基、乙炔基、苯基的兩兩組合或多組合的空間構(gòu)型，雖然多次展示，但學(xué)生仍然容易遺忘。突破有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有沒有更好的方法呢？有。讓學(xué)生親自動(dòng)手搭建有機(jī)分子球棍模型。

學(xué)生親自動(dòng)手制作的模型，不僅直觀，而且在制作過程中就解決了有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的絕大部分問題。學(xué)生能輕松突破原子共面、共線難點(diǎn)。搭建球棍模型的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)非常有意義，是其他學(xué)習(xí)方式無法代替的。

4 創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提升搭建球棍模型實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的價(jià)值

4.1 學(xué)習(xí)金字塔理論簡介

學(xué)習(xí)金字塔理論如圖1所示。

圖1 學(xué)習(xí)金字塔理論

制作模型時(shí)各種學(xué)習(xí)方式都會(huì)涉及，活動(dòng)設(shè)計(jì)得好，能引發(fā)討論、實(shí)踐、教授給他人這三種主動(dòng)學(xué)習(xí)方式。

4.2 弗曼學(xué)習(xí)法簡介

諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主弗曼的學(xué)習(xí)方法，是公認(rèn)的最快的學(xué)習(xí)方法。主要流程如下：選擇一個(gè)你想學(xué)習(xí)的知識(shí)；設(shè)想你要向別人傳授這個(gè)知識(shí)；如果過程中出現(xiàn)問題，就重新回顧這個(gè)知識(shí)；讓你的講解越來越簡單易懂。請老師們回顧自己的教學(xué)生涯，剛剛走上講臺(tái)的我們，不就是經(jīng)歷了做題、講題、不斷改進(jìn)，從而快速成長起來的嗎？學(xué)生的表現(xiàn)欲強(qiáng)，樂為人師，弗曼學(xué)習(xí)法更容易開展。

4.3 基于學(xué)習(xí)金字塔理論和弗曼學(xué)習(xí)法的球棍模型制作活動(dòng)紀(jì)實(shí)

4.3.1 精心籌劃

為保證學(xué)生經(jīng)過一定努力能夠完成，保證學(xué)生有時(shí)間做，并生成主動(dòng)學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)活動(dòng)時(shí)間定在完成高中化學(xué)必修第二冊第7章第1節(jié)“認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物學(xué)習(xí)”后，利用周末時(shí)間完成。此時(shí)學(xué)生對球棍模型有一定了解，加上有必修第一冊第4章的比較原子半徑大小的支持，完成起來難度不大。對于尚未學(xué)習(xí)的乙烯、乙炔、苯等，告訴學(xué)生先查閱課本初步認(rèn)識(shí)其結(jié)構(gòu)，然后再制作模型。這樣做不僅能獲得相關(guān)分子結(jié)構(gòu)的知識(shí)，還能培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力。

4.3.2 宣傳動(dòng)員

為引起學(xué)生重視，在學(xué)習(xí)必修第二冊第7章第1節(jié)時(shí)，告訴學(xué)生高考化學(xué)中有機(jī)化學(xué)分?jǐn)?shù)占比高、試題經(jīng)?？疾橛袡C(jī)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。此外，制作有機(jī)分子球棍模型，有助于理解學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的根基——C的四價(jià)結(jié)構(gòu)，有助于理解烷烴、烷基中C的四面體型結(jié)構(gòu)，有助于理解“取代”的觀點(diǎn)。

4.3.3 制作海報(bào)

為使活動(dòng)順利開展、促成學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，制作了海報(bào)。海報(bào)內(nèi)容除再次強(qiáng)調(diào)此次活動(dòng)的重要性外，還介紹了學(xué)習(xí)金字塔理論、弗曼學(xué)習(xí)法。為使學(xué)生在尋找材料時(shí)少花時(shí)間，海報(bào)作了一些暗示——購買兩頭尖的牙簽作為“棍”。“球”可就地取材用柏樹果、小洋芋、梅子、膠泥等，也可購買超輕粘土。為方便學(xué)生，提供5組模型(見表1)，選取其中一組進(jìn)行制作；此外海報(bào)借助評價(jià)方案、標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)學(xué)生嘗試弗曼學(xué)習(xí)法。

表1 5組球棍模型

4.3.4 互動(dòng)交流

利用電話、微信等，對制作中遇到的問題，開展師生、生生交流，促成合作學(xué)習(xí)。

4.3.5 作品評價(jià)

先由本班學(xué)生選出制作得好的作品，再由每班推舉1人加上4個(gè)化學(xué)老師組成的評委進(jìn)行評定，選出24件作品進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)。此外學(xué)生參觀后對獲獎(jiǎng)作品以書面形式進(jìn)行評價(jià)，設(shè)立“評價(jià)獎(jiǎng)”4名。此項(xiàng)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)了評價(jià)激勵(lì)。

4.3.6 作品展出

全校理科生以班為單位，參觀獲獎(jiǎng)作品。獲獎(jiǎng)同學(xué)介紹制作意圖、制作過程中的收獲和體會(huì)以及不同分子模型原子共面知識(shí)。作品在展覽室中長期保存、隨時(shí)開放。此項(xiàng)活動(dòng)，讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)習(xí)金字塔理論中主動(dòng)學(xué)習(xí)的有效、弗曼學(xué)習(xí)法的高效。

4.3.7 活動(dòng)回眸

參與制作的學(xué)生掌握了有機(jī)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對CH4、CH3CH3、CH2=CH2、CH≡CH及其對應(yīng)“基”的組合的共面、共線有了深刻的認(rèn)識(shí)。

由于電話、微信的普及，制作過程中生生、師生間的交流、討論，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎預(yù)想。學(xué)生不斷遇到問題，通過查閱資料、交流討論得以解決，學(xué)習(xí)效果顯著，這才是最有價(jià)值的學(xué)習(xí)方法之一。

整個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，促成學(xué)生接受、運(yùn)用、喜歡上學(xué)習(xí)金字塔理論、弗曼學(xué)習(xí)法，為小組合作學(xué)習(xí)找到理論依據(jù)。作品展出時(shí)，獲獎(jiǎng)同學(xué)的精彩講解、滿滿的自信是其他學(xué)習(xí)方法不可能達(dá)成的。整個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)了在“玩中學(xué)”、在“學(xué)中玩”的目的。

5 啟示

耗時(shí)長、適宜學(xué)生親自動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)采用家庭實(shí)驗(yàn)是最佳選擇。如果再做好以下幾方面的工作，一定能推動(dòng)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開展并取得良好的效果。①精心設(shè)計(jì)，促成學(xué)生合作學(xué)習(xí)；②利用學(xué)生的表現(xiàn)欲激發(fā)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的激情；③促成學(xué)生在玩中完成實(shí)驗(yàn)釋放學(xué)習(xí)壓力；④積極爭取學(xué)校在獎(jiǎng)品、表彰會(huì)、展鑒室等方面的支持。