《物质结构与性质》和《有机化学基础》模块的教学时序对“有机物分子结构与性质”学习影响的研究

王素珍

摘要：《物质结构与性质》和《有机化学基础》的教学时序，对简单“有机物分子结构与性质”问题的解决没有太大影响，但是对复杂“有机物分子结构与性质”问题的解决影响较大。采用先《物质结构与性质》后《有机化学基础》的教学时序，更有利于学生学习“有机物分子结构与性质”，并提出了教学建议。

关键词：物质结构与性质；有机化学基础；教学时序；实证研究

文章编号：1005–6629（2014）6–0016–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

2003年国家颁布了《普通高中化学课程标准（实验）》[1]，构建了新的高中化学课程体系，课程含有8个课程模块。江苏高中化学课程安排有以下要求：在学习《化学1》、《化学2》后，物化理科学生则要求必选《有机化学基础》、《化学反应原理》，再从《物质结构与性质》和《实验化学》中选择一个模块学习。由于《物质结构与性质》模块的知识更有利于其他两个模块知识的理解，因此，更多的学校选择了教学《物质结构与性质》模块。但在《有机化学基础》、《物质结构与性质》两个模块的教学时间顺序上有所不同。大多数学校采用的时序是：从《化学2》的专题3“有机物的获得和应用”直接进入《有机化学基础》模块学习，把《物质结构与性质》模块放在后面。少数学校采用另一种时序，学习《化学2》后，先学习《物质结构与性质》模块，学生具备了一定的物质结构知识后再学习《有机化学基础》模块。

采用第一种时序的教师认为，《化学2》专题3“有机物的获得和应用”的知识内容与《有机化学基础》知识存在很大的延续性，有利于教学的衔接，但是碰到的问题是学生很难理解有机物分子立体结构和特别性质的根本原因；采用第二种时序的教师认为，学习《化学2》后，先学习《物质结构与性质》，能帮助学生深刻理解物质空间结构和性质不同的根本原因，解决第一种时序中碰到的问题。为此，我们对《有机化学基础》、《物质结构与性质》两个模块的教学时序对学生学习“有机物分子结构与性质”的影响作了一定的研究。

2 研究方法和程序

2.1 研究方法

研究过程中采用了“实验研究法”[2]。选择高二年级条件大致相同的两个班作为对照组，Ⅰ组采用先《有机化学基础》后《物质结构与性质》的教学时序，Ⅱ组采用先《物质结构与性质》后《有机化学基础》的教学时序，分别完成两个模块的教学，实验时间为三个月。实验前、后针对两组学生“有机物分子结构和性质”的学习情况进行测查。最后对前测、后测的结果进行比较分析。

2.2 研究程序

2.2.1 确定被试

施测被试来自苏州某区高二年级同一教师执教的两个物化理科班的50名学生（每班25名），分为Ⅰ组和Ⅱ组。两组学生高一升高二的期末化学成绩均分接近，化学学习情况基本相似。

2.2.2 编制前测试题和后测试题

为比较两组学生在模块学习前后对“有机物分子结构和性质”知识的掌握情况，根据课程标准对《化学2》中关于“有机物分子结构和性质”的教学要求，编制前测试题，共5题，主要考查《化学2》中“有机物分子结构和性质”的知识，涉及甲烷分子的空间结构及原因分析、烷烃分子的结构特点、苯分子的结构和性质等。

根据课程标准对选修模块中“有机物分子结构和性质”的教学要求，编制后测试题，共6题，主要考查《有机化学基础》模块中的“有机物分子结构和性质”知识，涉及甲烷分子正四面体、烷烃分子的结构特点、苯分子的结构和性质的本质原因的分析，还增加了乙醇等烃的衍生物性质的内容，且能力要求比前测试题提高了。

2.2.3 教学过程

第Ⅰ组采用先《有机化学基础》后《物质结构与性质》的教学时序。

由于没有《物质结构与性质》的相关理论知识，在先进行《有机化学基础》教学的过程中，对有机物分子结构教学大多采用“观察模型法”来帮助学生理解。例如，突破二氯甲烷无同分异构体这一难点时，让学生模仿老师搭出二氯甲烷的四面体的分子球棍模型，建立空间形象，从模型中理解它没有同分异构体的结构特点。对有机物性质教学时大多采用“实验验证法”帮助学生理解。例如，在对乙烯分子中碳碳双键容易断裂，易发生加成、氧化反应这一性质教学时，通过乙烯使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色的实验来说明。

在之后进行的《物质结构与性质》教学过程中，当学习“杂化理论”和“价键理论”等理论时，抽取一定的时间对有机物分子结构和性质的知识做进一步巩固。例如，在学习“杂化理论”时，仍以二氯甲烷为例，分析分子中碳原子的sp3杂化方式，从理论上对其空间结构以及无同分异构体的结构特点进一步解释；同样，在学习“价键理论”时，仍以乙烯分子为例，分析其双键中σ键和π键的电子云重叠方式，以及这种电子云重叠方式对乙烯性质的影响，从理论上对乙烯易发生加成反应、氧化反应的性质作进一步解释。但是，受教学侧重点、教学进度的限制，没能对各类有机物一一举例。

第Ⅱ组采用先《物质结构与性质》后《有机化学基础》的教学时序。

由于已有了《物质结构与性质》的相关知识，在进行各类有机物结构和性质教学时，同时从理论、模型和实验等多个角度进行分析。

对有机物分子结构教学时，在使用“杂化理论”加以解释的同时使用“观察模型法”帮助学生建立空间形象。例如，同样是突破二氯甲烷无同分异构体这个难点，先分析二氯甲烷分子中心碳原子的杂化方式是sp3，四个sp3杂化轨道以四面体方向伸展时，斥力最小，能量最低，每个杂化轨道以σ键与氢原子、氯原子结合，形成了四面体分子结构，再让学生搭建分子球棍模型，形成空间形象。

有机物性质教学时，通过“实验验证”和“价键理论”两方面来讲解。例如，同样对乙烯分子中碳碳双键容易断裂，易发生加成反应、氧化反应这一性质的教学，首先复习乙烯分子中的碳碳双键一个是σ键、一个是π键，由于σ键是电子云“头碰头”重叠形成，π键是电子云“肩并肩”重叠形成，在碳碳双键中“头碰头”比“肩并肩”电子云重叠程度大，因此碳碳双键中的π键不牢固，易断裂而发生加成、氧化等反应，再用实验加以验证。

3 研究结果和分析

对前测、后测的测试结果进行统计分析，以说明《物质结构与性质》、《有机化学基础》模块教学时序对学生学习“有机物分子结构与性质”的影响。

3.1 前测数据统计和分析

从表1数据统计结果分析，两组被试前测试题的答题均分基本相同，说明两组学生在《化学2》的学习中对“有机物分子结构和性质”知识的掌握程度相似。从另一侧面也说明了两组学生对“有机物分子结构和性质”知识的学习能力也基本相似。

3.2 后测数据统计和分析

从表2数据统计结果分析，两组被试在回答第2、3题时，均分相差不大，原因主要是这两题虽然考查了有机物分子的空间结构问题，但是在解决问题时需要的“物质结构”知识相对少，也比较简单，因此差异不大。

注：后测试题6选项A是认为《物质结构与性质》模块的知识有利于《有机化学基础》中“有机物分子结构和性质”知识的学习，选项B则相反。

从表2数据统计结果分析，第1、4两题的答题中，第Ⅱ组的均分明显高于第Ⅰ组。

第1、4两题考查了两方面内容，一是共价键的形成对有机物性质的影响，二是轨道的杂化和杂化轨道伸展方向对有机物分子空间构型的影响。

第Ⅱ组学生通过《物质结构与性质》模块中的共价键的形成、共价键的类型、轨道杂化理论的学习，有了相关知识的储备，在学习《有机化学基础》时应用相关知识解决1、4题的实际问题，就得心应手。

从表2数据统计结果分析，两组被试在回答第6题即“你认为《物质结构与性质》模块的知识是否有利于《有机化学基础》中‘有机物分子结构和性质知识的学习”时，尽管数据上有一定的差异，但从选A率均高于80%可看出，两组被试普遍认为《物质结构与性质》的知识对“有机物分子结构和性质”的学习有一定的指导作用，有利于“有机物分子结构和性质”的学习。

对照表1、表2的数据分析，可以看出，在两组被试基础相似的情况下，采用不同教学时序完成《物质结构与性质》和《有机化学基础》模块教学后，在解决“有机物分子结构和性质”问题的能力上，Ⅱ组比Ⅰ组要好一点。

4 研究结论与启示

综上所述，可以得出以下结论：《物质结构与性质》和《有机化学基础》的教学时序，对学生解决简单“有机物分子结构与性质”问题的能力影响不大，但对学生解决较复杂“有机物分子结构与性质”问题的能力影响较大；特别是《物质结构与性质》中的杂化理论、价键理论、分子间作用力等理论知识有利于提高学生分析“有机物分子结构与性质”问题的能力，对学生学习“有机物分子结构与性质”的知识有很大帮助和促进作用。当学生对物质结构的理论有较为清晰的理解时，学习“有机物分子结构与性质”会更加游刃有余。

以上研究还可看出，《物质结构与性质》和《有机化学基础》两模块的知识联系非常紧密，在采用不同教学时序时要注意采用不同的处理方法。

若采用先《有机化学基础》后《物质结构与性质》的教学时序，应当特别注意，在进行《物质结构与性质》中的杂化理论、价键理论、分子间作用力等理论教学时，尽量多举一些“有机物分子结构和性质”的例子加以解释，借此巩固“有机物分子结构与性质”的知识，理解其本质原因。最好能专门留出一定的时间针对各类有机物分子结构与性质的知识进行应用和训练，以达到更好的教学效果。

若采用先《物质结构与性质》后《有机化学基础》的教学时序，尽管物质结构的理论对学生学习“有机物分子结构与性质”有指导作用，能减少学生在有机物分子空间结构、性质理解上的障碍，减轻学生的学习负担。但也要注意，采用该教学时序时，碰到《物质结构与性质》模块中学习要求较高的知识，如专题4第二单元“配合物的形成和应用”等，可以留待学生具备了一定的知识和能力后再学。

此外，也可将《物质结构与性质》和《有机化学基础》整合。《物质结构与性质》中专题2第一单元“原子核外电子的运动”、专题3第三单元“共价键”、专题3第四单元“分子间作用力 分子晶体”、专题4第一单元“分子构型与物质的性质”四个单元的内容与“有机物分子结构和性质”关联性较强，可帮助学生理解有机物分子结构和性质，放到《有机化学基础》前教学。其他关联性不大的内容还放在《有机化学基础》后面教。使得知识教学更符合学生的认知规律，学习效率更高。

总之，进行选修模块教学时，教师应该对课堂教学效果、教学成绩以及学生学习的成功经验和失败教训等进行深入的研究和反思，选择合适的教学方法、教学时序。只有不断实践、思考、积累、总结和完善，才能使教学过程更为适合学生的认知规律，使学生学得轻松，并在轻松的学习中能力不断提高，不断发展。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]冯维.现代教育心理学[M].重庆：西南师范大学出版社，2007：19.

3 研究结果和分析

对前测、后测的测试结果进行统计分析，以说明《物质结构与性质》、《有机化学基础》模块教学时序对学生学习“有机物分子结构与性质”的影响。

3.1 前测数据统计和分析

从表1数据统计结果分析，两组被试前测试题的答题均分基本相同，说明两组学生在《化学2》的学习中对“有机物分子结构和性质”知识的掌握程度相似。从另一侧面也说明了两组学生对“有机物分子结构和性质”知识的学习能力也基本相似。

3.2 后测数据统计和分析

从表2数据统计结果分析，两组被试在回答第2、3题时，均分相差不大，原因主要是这两题虽然考查了有机物分子的空间结构问题，但是在解决问题时需要的“物质结构”知识相对少，也比较简单，因此差异不大。

注：后测试题6选项A是认为《物质结构与性质》模块的知识有利于《有机化学基础》中“有机物分子结构和性质”知识的学习，选项B则相反。

从表2数据统计结果分析，第1、4两题的答题中，第Ⅱ组的均分明显高于第Ⅰ组。

第1、4两题考查了两方面内容，一是共价键的形成对有机物性质的影响，二是轨道的杂化和杂化轨道伸展方向对有机物分子空间构型的影响。

第Ⅱ组学生通过《物质结构与性质》模块中的共价键的形成、共价键的类型、轨道杂化理论的学习，有了相关知识的储备，在学习《有机化学基础》时应用相关知识解决1、4题的实际问题，就得心应手。

从表2数据统计结果分析，两组被试在回答第6题即“你认为《物质结构与性质》模块的知识是否有利于《有机化学基础》中‘有机物分子结构和性质知识的学习”时，尽管数据上有一定的差异，但从选A率均高于80%可看出，两组被试普遍认为《物质结构与性质》的知识对“有机物分子结构和性质”的学习有一定的指导作用，有利于“有机物分子结构和性质”的学习。

对照表1、表2的数据分析，可以看出，在两组被试基础相似的情况下，采用不同教学时序完成《物质结构与性质》和《有机化学基础》模块教学后，在解决“有机物分子结构和性质”问题的能力上，Ⅱ组比Ⅰ组要好一点。

4 研究结论与启示

综上所述，可以得出以下结论：《物质结构与性质》和《有机化学基础》的教学时序，对学生解决简单“有机物分子结构与性质”问题的能力影响不大，但对学生解决较复杂“有机物分子结构与性质”问题的能力影响较大；特别是《物质结构与性质》中的杂化理论、价键理论、分子间作用力等理论知识有利于提高学生分析“有机物分子结构与性质”问题的能力，对学生学习“有机物分子结构与性质”的知识有很大帮助和促进作用。当学生对物质结构的理论有较为清晰的理解时，学习“有机物分子结构与性质”会更加游刃有余。

以上研究还可看出，《物质结构与性质》和《有机化学基础》两模块的知识联系非常紧密，在采用不同教学时序时要注意采用不同的处理方法。

若采用先《有机化学基础》后《物质结构与性质》的教学时序，应当特别注意，在进行《物质结构与性质》中的杂化理论、价键理论、分子间作用力等理论教学时，尽量多举一些“有机物分子结构和性质”的例子加以解释，借此巩固“有机物分子结构与性质”的知识，理解其本质原因。最好能专门留出一定的时间针对各类有机物分子结构与性质的知识进行应用和训练，以达到更好的教学效果。

若采用先《物质结构与性质》后《有机化学基础》的教学时序，尽管物质结构的理论对学生学习“有机物分子结构与性质”有指导作用，能减少学生在有机物分子空间结构、性质理解上的障碍，减轻学生的学习负担。但也要注意，采用该教学时序时，碰到《物质结构与性质》模块中学习要求较高的知识，如专题4第二单元“配合物的形成和应用”等，可以留待学生具备了一定的知识和能力后再学。

此外，也可将《物质结构与性质》和《有机化学基础》整合。《物质结构与性质》中专题2第一单元“原子核外电子的运动”、专题3第三单元“共价键”、专题3第四单元“分子间作用力 分子晶体”、专题4第一单元“分子构型与物质的性质”四个单元的内容与“有机物分子结构和性质”关联性较强，可帮助学生理解有机物分子结构和性质，放到《有机化学基础》前教学。其他关联性不大的内容还放在《有机化学基础》后面教。使得知识教学更符合学生的认知规律，学习效率更高。

总之，进行选修模块教学时，教师应该对课堂教学效果、教学成绩以及学生学习的成功经验和失败教训等进行深入的研究和反思，选择合适的教学方法、教学时序。只有不断实践、思考、积累、总结和完善，才能使教学过程更为适合学生的认知规律，使学生学得轻松，并在轻松的学习中能力不断提高，不断发展。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]冯维.现代教育心理学[M].重庆：西南师范大学出版社，2007：19.

3 研究结果和分析

对前测、后测的测试结果进行统计分析，以说明《物质结构与性质》、《有机化学基础》模块教学时序对学生学习“有机物分子结构与性质”的影响。

3.1 前测数据统计和分析

从表1数据统计结果分析，两组被试前测试题的答题均分基本相同，说明两组学生在《化学2》的学习中对“有机物分子结构和性质”知识的掌握程度相似。从另一侧面也说明了两组学生对“有机物分子结构和性质”知识的学习能力也基本相似。

3.2 后测数据统计和分析

从表2数据统计结果分析，两组被试在回答第2、3题时，均分相差不大，原因主要是这两题虽然考查了有机物分子的空间结构问题，但是在解决问题时需要的“物质结构”知识相对少，也比较简单，因此差异不大。

注：后测试题6选项A是认为《物质结构与性质》模块的知识有利于《有机化学基础》中“有机物分子结构和性质”知识的学习，选项B则相反。

从表2数据统计结果分析，第1、4两题的答题中，第Ⅱ组的均分明显高于第Ⅰ组。

第1、4两题考查了两方面内容，一是共价键的形成对有机物性质的影响，二是轨道的杂化和杂化轨道伸展方向对有机物分子空间构型的影响。

第Ⅱ组学生通过《物质结构与性质》模块中的共价键的形成、共价键的类型、轨道杂化理论的学习，有了相关知识的储备，在学习《有机化学基础》时应用相关知识解决1、4题的实际问题，就得心应手。

从表2数据统计结果分析，两组被试在回答第6题即“你认为《物质结构与性质》模块的知识是否有利于《有机化学基础》中‘有机物分子结构和性质知识的学习”时，尽管数据上有一定的差异，但从选A率均高于80%可看出，两组被试普遍认为《物质结构与性质》的知识对“有机物分子结构和性质”的学习有一定的指导作用，有利于“有机物分子结构和性质”的学习。

对照表1、表2的数据分析，可以看出，在两组被试基础相似的情况下，采用不同教学时序完成《物质结构与性质》和《有机化学基础》模块教学后，在解决“有机物分子结构和性质”问题的能力上，Ⅱ组比Ⅰ组要好一点。

4 研究结论与启示

综上所述，可以得出以下结论：《物质结构与性质》和《有机化学基础》的教学时序，对学生解决简单“有机物分子结构与性质”问题的能力影响不大，但对学生解决较复杂“有机物分子结构与性质”问题的能力影响较大；特别是《物质结构与性质》中的杂化理论、价键理论、分子间作用力等理论知识有利于提高学生分析“有机物分子结构与性质”问题的能力，对学生学习“有机物分子结构与性质”的知识有很大帮助和促进作用。当学生对物质结构的理论有较为清晰的理解时，学习“有机物分子结构与性质”会更加游刃有余。

以上研究还可看出，《物质结构与性质》和《有机化学基础》两模块的知识联系非常紧密，在采用不同教学时序时要注意采用不同的处理方法。

若采用先《有机化学基础》后《物质结构与性质》的教学时序，应当特别注意，在进行《物质结构与性质》中的杂化理论、价键理论、分子间作用力等理论教学时，尽量多举一些“有机物分子结构和性质”的例子加以解释，借此巩固“有机物分子结构与性质”的知识，理解其本质原因。最好能专门留出一定的时间针对各类有机物分子结构与性质的知识进行应用和训练，以达到更好的教学效果。

若采用先《物质结构与性质》后《有机化学基础》的教学时序，尽管物质结构的理论对学生学习“有机物分子结构与性质”有指导作用，能减少学生在有机物分子空间结构、性质理解上的障碍，减轻学生的学习负担。但也要注意，采用该教学时序时，碰到《物质结构与性质》模块中学习要求较高的知识，如专题4第二单元“配合物的形成和应用”等，可以留待学生具备了一定的知识和能力后再学。

此外，也可将《物质结构与性质》和《有机化学基础》整合。《物质结构与性质》中专题2第一单元“原子核外电子的运动”、专题3第三单元“共价键”、专题3第四单元“分子间作用力 分子晶体”、专题4第一单元“分子构型与物质的性质”四个单元的内容与“有机物分子结构和性质”关联性较强，可帮助学生理解有机物分子结构和性质，放到《有机化学基础》前教学。其他关联性不大的内容还放在《有机化学基础》后面教。使得知识教学更符合学生的认知规律，学习效率更高。

总之，进行选修模块教学时，教师应该对课堂教学效果、教学成绩以及学生学习的成功经验和失败教训等进行深入的研究和反思，选择合适的教学方法、教学时序。只有不断实践、思考、积累、总结和完善，才能使教学过程更为适合学生的认知规律，使学生学得轻松，并在轻松的学习中能力不断提高，不断发展。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]冯维.现代教育心理学[M].重庆：西南师范大学出版社，2007：19.