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今年四月笔者做了一节区级公开课——《乙烯》,这一节公开课彻底改变了我十多年来的有机化学的教学思维方式,让我心潮澎湃,久久不能平静。笔者深切地认识到自己还有很大的提升空间,需要提高自己的教学素养、学科素养,原来教育的青春是可以不断延续的,这不取决于你的年龄与教龄,取决于有一颗积极进取的、想要改变的心。说实在的,如果是常态课,笔者不会花那么多时间看教材,往往随着教学经验的增长更会把教材束之高阁。而当笔者想要想上一好节课、一节能给人启迪的课时,就会认真地思考如何突破自己,笔者认为那一定得静下心来读书,读好教材。
一、踏实地钻研教材,积极地解读教材隐藏的密码
(一)通过阅读教材得分析编排的意图、特点、思想、知识和技能,明确内容的体系结构及重难点
第一,《化学2》是以物质结构为主线,对典型有机化合物进行学习,通过有机化合物来进一步学习有机化合物的结构和化学反应,同时将化学与可持续发展相联系,体现时代性,充分利用“新教材内容贴近生活、贴近社会”,所以笔者通过这个编排特点设计本节课以学生的思维发展和实操能力的增长为本,充分让学生充分思考,让学生充分动手,提升思维的广度与深度,让学生能够在对比中进行充分认知,在信息的加工与处理中产生认知冲突与认知接受,在实验验证过程中得到认证并重组新认知,并能用所学的知识解决问题,这是素质教育对课堂教学提出的要求。
第二,从在备课的过程中,我深切感受到必修教材侧重知识的基础性,在讲课过程中不一定要面面俱到,应从整体上把握住教材内容的基本思想、基础知识和基本技能,把握住教学内容的体系结构。教材编排是从认识乙烯和苯的用途,体会它们作为基本化工原料的重要价值,并且紧接着科学探究从石蜡油分解实验开始引入不饱和烃——乙烯学习的,笔者在实施过程中删掉了石蜡油分解实验这部分内容,因为这和笔者对本节课整体设计思路有“穿帮”现象,好比考试题的命制,答案已经给出,后面还要重新探究认识这个内容一样。同时把介绍苯的用途也安排在了下一课时,保证本节课的完整性。本节课一直立志于转变教学观念,开拓思路,所以必须构建可操作、可达成的三维目标。
知识与技能
一是能根据乙烯的分子式写出乙烯的电子式、结构式、结构简式,搭建乙烯的球棍模型;
二是能通过对比乙烷与乙烯的组成和结构上的相似性和差异性,预测乙烯的性质;
三是能够通过乙烯与溴的反应,体会加成反应的实质,正确书写加成反应方程式,判断断键位置;
四是通过乙烯分子结构的推理及搭建结构模型的过程,体现学生抽象思维和逻辑思维能力;
五是通过利用乙烷与乙烯的结构上的对比,体现学生的思辨能力;
六是通过制取乙烯及乙烯性质实验验证,提升学生实操能力,在实验过程中发现问题、解决问题的能力。
过程与方法
一是通过观看视频了解乙烯用途,动手拼接模型、实验等提高学生主动参与学习,与他人交流合作的能力,能够对问题多角度分析,提高学生的创新精神、实践能力;
二是通过乙烯和乙烷分子结构及键能参数的异同,进行有序推理化学性质,培养学生思维能力,体验“结构决定性质”这种学习有机化合物重要的思想方法;
三是通过从实验现象到乙烯结构的推理,到模仿反应原理进行书写,培养学生获取信息、加工信息、处理信息的能力和方法,提高和发展学生科学的研究的方法。
情感、态度与价值观。
通过视频感受到我国乙烯工业的蓬勃发展,引发民族自豪感,感受到化学的有用性;通过学生亲自动手实验、拼接模型让学生感受到探索、发现、成功的喜悦之情,从用途到结构到性质有序推理,使学生体会严谨求实的科学态度。
重点是对教材内容而言,指影响全局效果的、在教材体系中占重要地位的规律性知识。难点是相对于学生的接受程度而言,指学生学习困难所在,即学生不易理解知识或不易掌握的技能技巧。所以本节课笔者对学生启动多种感官,反复感知,动手动脑,主动探究本节课的重点内容乙烯的结构和加成反应,从乙烯解决中国人穿衣问题入手引出学习情境,引导学生搭建乙烯、乙烷的球棍模型,借助模型和实验帮助学生将抽象的微观的分子形象化展示出来,通过对比的方法推进学生学习有机物的思想方法,通过对比取代反应和加成反应特点反应的机理的差别,将易混淆的知识通过比较的方法进行化解难度,通过追问不断促进学生思维的广度与深度。
(二)通过阅读教材能够弄清教学内容的来龙去脉
《乙烯》的内容位于化学《必修2》的第三章的第二节《来自石油和煤的两种基本化工原料》,而教材在第一节已安排了甲烷为代表的烷烃的结构、性质(重点是取代反应),饱和烃的概念,为学习《乙烯》不饱和烃的基础知识起到了铺垫作用,但也需要对“结构与性质”的关系进一步深化认识,乙烯的教学就起到了这种作用。并且对学生在高二学习《有机化学基础》具备了思想方法,也会指引一批热爱化学的孩子们走入大学,学习相关内容提供了方法论。
(三)通过阅读教材得思考本节教学内容能给学生些什么
第一,从乙烯解决人们穿衣问题的视频入手,创设学习情境,激發学生认识乙烯的学习需求,并且埋下“化学是有用的这个种子”,让学生逐渐转化学生学习情绪,从“被动学”到“我要学”,帮助学生把这种长期的教育情感转化为自己的思想情感、从而促进他们知识智慧的增长,教师只需静待花开。
第二,很好的引导学生关注有机物组成结构的相似性和差异性引出对化学性质的认知,并能准确找出依据或原型,大大降低了難度,提炼出了学习方法。
第三,在教学环节安排上充分让学生讨论,展示、点评,提高学生参与度,增强学生勇于展自我的能力,勇于质疑的科研精神,提升团队合作能力。
第四,要积极探索实验教学在有机教学中的应用,所以笔者安排了环保且效果更佳的微型实验,进一步帮助学生建立科学研究物质的一般思路与方法,尽量把教材中的核心知识通过感知、审美等非智力因素转化为学生们自己的思想情感、知识智慧等内在修为。 二、真正地去了解学生,务实地寻找准确的应对策略
第一,在学习乙烯之前,学生们已经学习了甲烷及烷烃的有关知识,知道了甲烷为代表的烷烃的结构、性质(重点是取代反应)以及分子式、结构式、电子式、结构简式等表示有机物组成和结构的化学用语,初步了解到烷烃之间是碳碳单键连接的链烃,碳的四价理论,理解了饱和烃的概念,为本节课不饱和烃的引入铺垫基础。
第二,从思维方式上,是学生第一次尝试运用结构决定性质,又从性质印证结构的思想方法学习有机化学,本节课内容理论性强,学生对键能与物质稳定性认知有所缺乏,所以对有机物的结构理解会有一定难度,更不要说结构和性质建立起关联就更难。《乙烯》这节课将学习碳碳双键的加成反应作为重点突破内容,而在认识乙烯的性质时,又紧紧围绕乙烯的结构展开,而在未讲授σ键与π键情况下如何从结构入手分析性质,结构决定性质的如何体现呢,笔者翻阅了很多研究文献都没有发现非常好的解决办法,后来在一篇论文中专门研究了乙烯中的两个碳碳键,并通过实验分别测得了两个键的键能,所以笔者把键能数据直接呈现给学生作为知识支撑,学生就很好理解乙烯在发生加成反应会首先破坏掉其中的一条键从而突破乙烯结构与性质的关系这个难点。根据不同类型键能数据信息认识到乙烯分子中碳碳双键有一个键容易断裂的特点,使学生更深刻地理解结构与性质的关系,建立并巩固学生对(组成)结构决定化学性质的认知模型。在教学中也充分认识到学生的认知困难,所以多处采用对比的方式,使学生认识到饱和烃和不饱和烃结构的相似性和差异性而引起的性质上的相似性和差异性,加成反应和取代反应在反应特点上的差异,加强对两种重要反应类型的辨识,这将为以后学习更复杂的烃及烃的衍生物的性质打下基础。
第三,充分调动学生的多种感官,激发他们高昂的学习热情。首先,由于乙烯产品在在生活中处处可见,所以从用途的角度引入乙烯介绍给学生,利用这个“熟悉的陌生人”引起学生的学习兴趣;其次,通过搭建分子模型,模拟反应机理的过程中能够化繁为简,突破了难度,甚至能够拼出乙烯和乙烯加成生成环丁烷,将微观的难于理解的分子结构形象化,笔者在课前虽然查阅资料可以有此反应,但却未料到学生很快最先拼出的是环丁烷,而且没有任何质疑,如果没有分子模型的介入,只凭借想象是很难完成这种思维扩展的。最后,安排学生进行微型实验,上课过程中使用针头针管等教学用具做实验,既环保又大大提高了学习热情,整节课学生都显得生机盎然。
三、精细地编写教学设计,统筹全局探索最佳的方案
第一,最初设计《乙烯》这节课的导入环节就让我愁眉不展,想贴近生活,如乙烯利催熟香蕉能不能吃,虽然可以引起学生的兴趣,但是乙烯利的导入又和本节課的标题《来自石油和煤的两种化工原料》不协调,又如,视频“为乙烯工业找到新粮食”但是这好像更关注的是催化裂化的新技术,再如可以用“石蜡油分解实验”作为导入,但是后来发现和后面安排学生实验探究乙烯化学性质是重复的,所以把这部分教材安排的内容就舍去了。最后深思熟虑采用了等“《大国重器》第二集国之砝码”进行视频剪辑,1分多钟的导入感觉衔接自然,用语简短,精炼地过渡到新课的教学。
第二,在教材“学与问”中要求书写乙烯电子式、结构式的内容,对于我们学校层次的学生,在40分钟的课堂,落实这部分内容最起码需要5-10分钟,所以果断挪到课前完成,而课前两分钟也利用起来搭建乙烷分子模型,复习甲烷为代表的烷烃的结构与性质为乙烯的教学提供知识储备。而在探究乙烯结构的环节中我们只要求他们拼乙烯的分子模型,对照订正乙烯的分子式、电子式、结构式,补充结构简式,空间结构等内容。
第三,在环节二探究乙烯(组成)结构和性质的关系及环节三实验验证乙烯的性质时两个环节交替进行,通过对比乙烷和乙烯在组成和结构上的相似性、差异性推测出乙烯的化学性质,并能说出依据。通过实验验证乙烯上述性质,反过来再通过实验现象反映出结构上特点,加深对结构的再认识,尤其对反应机理通过电子式的呈现更加体现其本质。通过乙烯可以合成CH3CH2OH这种逆向思维分析,准确有效地落实了加成反应机理的应用。
第四,在课堂检测的環节,设计了比较开放性的题目:已知丙烯结构简式为CH3-CH=CH2
请根据其结构预测它的化学性质,写出反应类型、所用试剂及依据(组成和结构)。以此结尾能够再次帮助学生建立烯烃的结构和性质的认知模型,在学习有机化学知识过程中,帮助学生掌握正确的思维方法,渗透着重要的化学思想方法。
总之,这节公开课引发了我方方面面的改变与创新,完全以学生发展为本在进行备课,采用多种手段,指导学生学习,不再是靠老师“讲明白”的传统模式,而是更多要去通过老师的指引找到问题,在推测及求证的过程中突破自我,这中教学模式的改变需要老师迫不及待地提升专业素质和情怀素养,教学想长,共同成长。
一、踏实地钻研教材,积极地解读教材隐藏的密码
(一)通过阅读教材得分析编排的意图、特点、思想、知识和技能,明确内容的体系结构及重难点
第一,《化学2》是以物质结构为主线,对典型有机化合物进行学习,通过有机化合物来进一步学习有机化合物的结构和化学反应,同时将化学与可持续发展相联系,体现时代性,充分利用“新教材内容贴近生活、贴近社会”,所以笔者通过这个编排特点设计本节课以学生的思维发展和实操能力的增长为本,充分让学生充分思考,让学生充分动手,提升思维的广度与深度,让学生能够在对比中进行充分认知,在信息的加工与处理中产生认知冲突与认知接受,在实验验证过程中得到认证并重组新认知,并能用所学的知识解决问题,这是素质教育对课堂教学提出的要求。
第二,从在备课的过程中,我深切感受到必修教材侧重知识的基础性,在讲课过程中不一定要面面俱到,应从整体上把握住教材内容的基本思想、基础知识和基本技能,把握住教学内容的体系结构。教材编排是从认识乙烯和苯的用途,体会它们作为基本化工原料的重要价值,并且紧接着科学探究从石蜡油分解实验开始引入不饱和烃——乙烯学习的,笔者在实施过程中删掉了石蜡油分解实验这部分内容,因为这和笔者对本节课整体设计思路有“穿帮”现象,好比考试题的命制,答案已经给出,后面还要重新探究认识这个内容一样。同时把介绍苯的用途也安排在了下一课时,保证本节课的完整性。本节课一直立志于转变教学观念,开拓思路,所以必须构建可操作、可达成的三维目标。
知识与技能
一是能根据乙烯的分子式写出乙烯的电子式、结构式、结构简式,搭建乙烯的球棍模型;
二是能通过对比乙烷与乙烯的组成和结构上的相似性和差异性,预测乙烯的性质;
三是能够通过乙烯与溴的反应,体会加成反应的实质,正确书写加成反应方程式,判断断键位置;
四是通过乙烯分子结构的推理及搭建结构模型的过程,体现学生抽象思维和逻辑思维能力;
五是通过利用乙烷与乙烯的结构上的对比,体现学生的思辨能力;
六是通过制取乙烯及乙烯性质实验验证,提升学生实操能力,在实验过程中发现问题、解决问题的能力。
过程与方法
一是通过观看视频了解乙烯用途,动手拼接模型、实验等提高学生主动参与学习,与他人交流合作的能力,能够对问题多角度分析,提高学生的创新精神、实践能力;
二是通过乙烯和乙烷分子结构及键能参数的异同,进行有序推理化学性质,培养学生思维能力,体验“结构决定性质”这种学习有机化合物重要的思想方法;
三是通过从实验现象到乙烯结构的推理,到模仿反应原理进行书写,培养学生获取信息、加工信息、处理信息的能力和方法,提高和发展学生科学的研究的方法。
情感、态度与价值观。
通过视频感受到我国乙烯工业的蓬勃发展,引发民族自豪感,感受到化学的有用性;通过学生亲自动手实验、拼接模型让学生感受到探索、发现、成功的喜悦之情,从用途到结构到性质有序推理,使学生体会严谨求实的科学态度。
重点是对教材内容而言,指影响全局效果的、在教材体系中占重要地位的规律性知识。难点是相对于学生的接受程度而言,指学生学习困难所在,即学生不易理解知识或不易掌握的技能技巧。所以本节课笔者对学生启动多种感官,反复感知,动手动脑,主动探究本节课的重点内容乙烯的结构和加成反应,从乙烯解决中国人穿衣问题入手引出学习情境,引导学生搭建乙烯、乙烷的球棍模型,借助模型和实验帮助学生将抽象的微观的分子形象化展示出来,通过对比的方法推进学生学习有机物的思想方法,通过对比取代反应和加成反应特点反应的机理的差别,将易混淆的知识通过比较的方法进行化解难度,通过追问不断促进学生思维的广度与深度。
(二)通过阅读教材能够弄清教学内容的来龙去脉
《乙烯》的内容位于化学《必修2》的第三章的第二节《来自石油和煤的两种基本化工原料》,而教材在第一节已安排了甲烷为代表的烷烃的结构、性质(重点是取代反应),饱和烃的概念,为学习《乙烯》不饱和烃的基础知识起到了铺垫作用,但也需要对“结构与性质”的关系进一步深化认识,乙烯的教学就起到了这种作用。并且对学生在高二学习《有机化学基础》具备了思想方法,也会指引一批热爱化学的孩子们走入大学,学习相关内容提供了方法论。
(三)通过阅读教材得思考本节教学内容能给学生些什么
第一,从乙烯解决人们穿衣问题的视频入手,创设学习情境,激發学生认识乙烯的学习需求,并且埋下“化学是有用的这个种子”,让学生逐渐转化学生学习情绪,从“被动学”到“我要学”,帮助学生把这种长期的教育情感转化为自己的思想情感、从而促进他们知识智慧的增长,教师只需静待花开。
第二,很好的引导学生关注有机物组成结构的相似性和差异性引出对化学性质的认知,并能准确找出依据或原型,大大降低了難度,提炼出了学习方法。
第三,在教学环节安排上充分让学生讨论,展示、点评,提高学生参与度,增强学生勇于展自我的能力,勇于质疑的科研精神,提升团队合作能力。
第四,要积极探索实验教学在有机教学中的应用,所以笔者安排了环保且效果更佳的微型实验,进一步帮助学生建立科学研究物质的一般思路与方法,尽量把教材中的核心知识通过感知、审美等非智力因素转化为学生们自己的思想情感、知识智慧等内在修为。 二、真正地去了解学生,务实地寻找准确的应对策略
第一,在学习乙烯之前,学生们已经学习了甲烷及烷烃的有关知识,知道了甲烷为代表的烷烃的结构、性质(重点是取代反应)以及分子式、结构式、电子式、结构简式等表示有机物组成和结构的化学用语,初步了解到烷烃之间是碳碳单键连接的链烃,碳的四价理论,理解了饱和烃的概念,为本节课不饱和烃的引入铺垫基础。
第二,从思维方式上,是学生第一次尝试运用结构决定性质,又从性质印证结构的思想方法学习有机化学,本节课内容理论性强,学生对键能与物质稳定性认知有所缺乏,所以对有机物的结构理解会有一定难度,更不要说结构和性质建立起关联就更难。《乙烯》这节课将学习碳碳双键的加成反应作为重点突破内容,而在认识乙烯的性质时,又紧紧围绕乙烯的结构展开,而在未讲授σ键与π键情况下如何从结构入手分析性质,结构决定性质的如何体现呢,笔者翻阅了很多研究文献都没有发现非常好的解决办法,后来在一篇论文中专门研究了乙烯中的两个碳碳键,并通过实验分别测得了两个键的键能,所以笔者把键能数据直接呈现给学生作为知识支撑,学生就很好理解乙烯在发生加成反应会首先破坏掉其中的一条键从而突破乙烯结构与性质的关系这个难点。根据不同类型键能数据信息认识到乙烯分子中碳碳双键有一个键容易断裂的特点,使学生更深刻地理解结构与性质的关系,建立并巩固学生对(组成)结构决定化学性质的认知模型。在教学中也充分认识到学生的认知困难,所以多处采用对比的方式,使学生认识到饱和烃和不饱和烃结构的相似性和差异性而引起的性质上的相似性和差异性,加成反应和取代反应在反应特点上的差异,加强对两种重要反应类型的辨识,这将为以后学习更复杂的烃及烃的衍生物的性质打下基础。
第三,充分调动学生的多种感官,激发他们高昂的学习热情。首先,由于乙烯产品在在生活中处处可见,所以从用途的角度引入乙烯介绍给学生,利用这个“熟悉的陌生人”引起学生的学习兴趣;其次,通过搭建分子模型,模拟反应机理的过程中能够化繁为简,突破了难度,甚至能够拼出乙烯和乙烯加成生成环丁烷,将微观的难于理解的分子结构形象化,笔者在课前虽然查阅资料可以有此反应,但却未料到学生很快最先拼出的是环丁烷,而且没有任何质疑,如果没有分子模型的介入,只凭借想象是很难完成这种思维扩展的。最后,安排学生进行微型实验,上课过程中使用针头针管等教学用具做实验,既环保又大大提高了学习热情,整节课学生都显得生机盎然。
三、精细地编写教学设计,统筹全局探索最佳的方案
第一,最初设计《乙烯》这节课的导入环节就让我愁眉不展,想贴近生活,如乙烯利催熟香蕉能不能吃,虽然可以引起学生的兴趣,但是乙烯利的导入又和本节課的标题《来自石油和煤的两种化工原料》不协调,又如,视频“为乙烯工业找到新粮食”但是这好像更关注的是催化裂化的新技术,再如可以用“石蜡油分解实验”作为导入,但是后来发现和后面安排学生实验探究乙烯化学性质是重复的,所以把这部分教材安排的内容就舍去了。最后深思熟虑采用了等“《大国重器》第二集国之砝码”进行视频剪辑,1分多钟的导入感觉衔接自然,用语简短,精炼地过渡到新课的教学。
第二,在教材“学与问”中要求书写乙烯电子式、结构式的内容,对于我们学校层次的学生,在40分钟的课堂,落实这部分内容最起码需要5-10分钟,所以果断挪到课前完成,而课前两分钟也利用起来搭建乙烷分子模型,复习甲烷为代表的烷烃的结构与性质为乙烯的教学提供知识储备。而在探究乙烯结构的环节中我们只要求他们拼乙烯的分子模型,对照订正乙烯的分子式、电子式、结构式,补充结构简式,空间结构等内容。
第三,在环节二探究乙烯(组成)结构和性质的关系及环节三实验验证乙烯的性质时两个环节交替进行,通过对比乙烷和乙烯在组成和结构上的相似性、差异性推测出乙烯的化学性质,并能说出依据。通过实验验证乙烯上述性质,反过来再通过实验现象反映出结构上特点,加深对结构的再认识,尤其对反应机理通过电子式的呈现更加体现其本质。通过乙烯可以合成CH3CH2OH这种逆向思维分析,准确有效地落实了加成反应机理的应用。
第四,在课堂检测的環节,设计了比较开放性的题目:已知丙烯结构简式为CH3-CH=CH2
请根据其结构预测它的化学性质,写出反应类型、所用试剂及依据(组成和结构)。以此结尾能够再次帮助学生建立烯烃的结构和性质的认知模型,在学习有机化学知识过程中,帮助学生掌握正确的思维方法,渗透着重要的化学思想方法。
总之,这节公开课引发了我方方面面的改变与创新,完全以学生发展为本在进行备课,采用多种手段,指导学生学习,不再是靠老师“讲明白”的传统模式,而是更多要去通过老师的指引找到问题,在推测及求证的过程中突破自我,这中教学模式的改变需要老师迫不及待地提升专业素质和情怀素养,教学想长,共同成长。