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化学学科理解的系统丰盈与教学实施中的结构化进阶

2023-04-03  |  所属栏目: 来稿选登  |  阅读次数: 
化学学科理解的系统丰盈与教学实施中的结构化进阶
——以“有机化学基础”模块的教学为例

刘书娟

(宁波市第三中学,浙江 宁波)

笔者之所以提出“化学学科理解的系统丰盈与教学实施中的结构化进阶”这样的论题,源于对科学经验传递机制的理解。化学教育家郑长龙教授在《化学学科理解与素养为本的化学课堂教学》一文中谈到“教师的教学并不是简单的知识选择、组织和呈现的过程,而是要经过教师对学科理解的内化、转化和外化三个环节”[1]。经过这三次转化后,具有本原性和结构化特点的课堂教学才能具备培养学生科学创新思维品质的功能,而教师学科理解内化完成则体现在课堂教学的精彩演绎过程中。

同样,在化学学习中,学生也会经历对化学知识的内化、转化和外化这三个环节,具体表现在学生对化学知识的学习理解、认识思路的结构化以及在化学习题和化学实验等问题解决中的学习表现[2]。学生对化学知识的内化真正完成之后,化学知识才能真正转化为学生的知识财富,具体可以体现在将领会的知识通过操作和言语展开,在练习、实验、操作、问答、考试过程中灵活地应用。

从教研工作来看,备课组的集体备课主要侧重于教师集体对学科理解的深化过程;而教师的个人备课则更侧重于对在教学实际发生时学生在内化过程中出现的问题的反思,从而提供及时、有效的解决方法。实际教学中,我们应该坚持备课组的集体备课和教师个人备课相结合的教研方式。本文主要介绍化学教师在个人备课中在对化学学科理解的内化环节、对化学教学内容选择的转化环节和对教学内容组织呈现的外化环节这三个环节所做的工作。

一、教学内化过程:学科理解的系统与丰盈

教师在学科理解的内化过程中首先要将化学知识充分打开,做到化学学科理解的系统与丰盈。以选择性必修3“有机化学基础”模块的教学为例,新教材在很多页数(如表1所示)中不断渗透化学键的极性、正负电荷的分布与有机反应的关系。可见,新教材突出强调了“分子结构”“官能团”“化学键”等结构观念的统领。

表1 人教版选择性必修3教材凸显键的极性与化学反应关系的归纳

此外,在对不同版本教材的对比理解中我们还要丰富学科理解。如“有机化学基础”模块中,苏教版的教材专设“药物合成的重要原料”一章,突出强调了有机物在药物合成、生命科学中的重要价值,凸显了化学从元素到揭示生命的核心力量。而鲁科版教材则更为重视极性基团为什么在反应中有活性的分析,侧重基于有机物的结构推理—性质预测—探究检验的认识思路和视角的建立,充分尊重学生的认知发展规律。

在新旧教材对比、不同版本教材对比、跨学科学习、向大学教材学习、同伴互助等过程中,我们会对化学教学产生全面而系统的认识,从而完成对化学知识的内化过程。

二、教学转化过程:关键能力的结构化进阶

在对教材对比以及文献研究学习中大大丰富了学科理解之后,教师应如何对化学教学内容进行选择,又如何将这些内容抽提转化为自己的结构化认识,进而指导我们教学推进时设计结构化的进阶路线呢?这就要求我们要牢牢抓住化学的学科特征。化学是从微观层面认识物质,在符号层面表征物质,在不同层面创造物质的学科[3]。这一学科特征在有机化学的学习中体现得较其他模块更为全面。由于篇幅所限,下面仅从微观层面认识物质这个角度来谈谈有机化学结构化认识视角的确立。

(一)结构化认识视角的确立(见图1)

图1 关于有机物结构的系统化认识视角的构建

物质的结构主要从组成物质的结构单元、单元之间的相互作用以及结构单元在空间的排布三个方面来认识。有机物的结构单元按照观察尺度的大小主要分为原子、基团以及基团之间形成的更大的结构片段。

从相互作用来看,又分为相互作用的类型以及相互作用的视角。原子内部的作用主要表现为电磁力,分析的视角主要是吸引与排斥的作用。基团内部的相互作用主要是共价键这种强的相互作用,共价键的分析视角主要是极性、键能以及不饱和度;基团之间的相互作用则主要表现为弱的相互作用,氢键、诱导效应、共轭效应分析的视角主要是电负性、吸电子效应、推电子效应、p-π共轭、π-π共轭等。

有机物的空间排布主要表现为碳骨架、同分异构等。值得一提的是,只有在对基团内部化学键的分析、基团之间的相互影响以及空间排布中的单键旋转、空间位阻以及中间体构象的系统分析后才能做到系统地理解有机反应机理,确定反应的位点。

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本文标题:化学学科理解的系统丰盈与教学实施中的结构化进阶
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