基于认知模型建构的大概念教学——以“有机物分子中基团间相互作用”的教学为例 全套教学资料下载

基于认知模型建构的大概念教学

　　　　　　　　　　——基于有机合成路线设计的单元整体教学设计与实施

摘要：“结构决定性质,性质反映结构”，是化学的核心认识,更是学习有机化合物的工具。官能团决定有机化合物的化学特性，官能团的相互影响会使有机化合物具有某些特性。通过大单元整体教学设计,将有机物结构与性质的关系设计成 “官能团引入与转化”、“官能团的检测与保护”、“基团间的相互影响”和“有机物的合成路线设计” 四个教学课例，解读和解构了这一核心认识，并提出了有机物结构性质的教学策略。

一、教学单元规划

　　有机合成大师伍德沃德曾说过：“有机合成使人类在旧的自然界旁又建立起一个新的自然界，大大地改变了社会上物质及商品的面貌，使人类生活发生了巨大的革命。^[1]”有机物是人类赖以生存的重要物质基础，有机物广泛存在于现代生活的每个角落，存在于生产、研究的各个领域。

  有机合成是有机化学基础教学的重要内容，它主要分为官能团的转化、官能团检测与保护、官能团相互影响和有机合成路线设计四个方面，每个模块相对独立，又密不可分。《普通高中化学课程标准》对“有机合成”要求内容如下：

1.能基于官能团、化学键的特点与反应规律分析和推断含有典型官能团的有机化合物的化学性质。根据相关信息书写相应的反应式。

2.能综合应用有关知识完成推断有机化合物、检验官能团、设计合成路线等任务。

3.能参与环境保护等与有机化合物性质应用相关的社会性议题的讨论，并作出有关科学依据的判断、评价和决策。

    现代社会对人工合成的具有特殊功能的有机物的依赖日益增加。大量具有特殊功能的有机化合物的合成，大大改善了人类的生活质量，并改变了人们的生活习惯。由此，课程标准对有机合成的呈现是有层次设计的：“体会有机合成在创造新物质、提高人类生活质量及促进社会发展方面的重要贡献”是情感态度与价值观层面的认识；“认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化，了解有机合成路线的一般方法”是过程与方法层面的认识；“体会‘绿色化学’思想在有机合成中的重要意义”反映了有机合成的重要发展方向^[2]。通过有机合成单元整体的学习，学生的化学学科核心素养得以提升。

　　二、单元教材教法分析

人教版和鲁科版均单独设立一节对“有机合成”进行详细介绍。人教版主要阐述了有机合成的过程和逆合成分析法两部分内容。第一部分，介绍了有机合成的思路--通过有机反应构建目标化合物的分子骨架，并引入所需的官能团。第二部分，介绍了有机合成路线的设计与实施，以“草酸二乙酯的合成”为例说明了逆合成分析法在有机合成中的应用。

鲁科版着重介绍三部分内容:一是有机合成的关键--碳骨架的构建和官能团的引人，除了要求学生归纳引入卤原子、羟基等官能团的途径与人教版教材相同外，还介绍了增长碳链和缩短碳链的方法，并在“拓展视野”栏目中补充了利用羟醛缩合反应增长碳链的方法:二是有机合成路线的设计，重点介绍逆合成分析法，并以“案例”的形式呈现了利用逆推法设计苯甲酸苯甲酯的4条合成路线，以及评价、优选合成路线所遵循的原则; 三是简单介绍了有机合成在物质制备和基础研究方面的应用。

有机合成非常有力地诠释了“有机化学就是以有机化合物为研究对象的学科，它研究的范围包括有机化合物的来源、结构、性质、合成、应用以及有关理论和方法等”。新课程标准的基本理念强调了重视开展“素养为本”的教学，其核心内容是：倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的多种探究活动，重视教学内容的结构化设计，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养他们的创新精神和实践能力。

基于两个版本教材对知识内容的界定，我们在教法上选择在真实情境中展开教学。本单元教学