促进深度学习的中学有机化学学习进阶研究

2020-08-27梁晓燕

广东教学报·教育综合 2020年95期

关键词：学习进阶有机化学深度学习

梁晓燕

【摘要】深度学习提倡让学生获得发展。研究中学有机化学的学习进阶，有助于不同学段的学生获得发展，促进深度学习的发生。本文尝试以“乙醇”为例，根据课程标准、教材的进阶要求确定不同学段的学习目标，提炼学习进阶的路径，最后提出相应的教学建议。

【关键词】深度学习;有机化学;学习进阶;教学

1.问题的提出

深度学习是在教师指导下，学生围绕着具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。学生在不同学段所获得的发展是不一样，因此，不同阶段的深度学习深度也应当不一样。

学习进阶理论（Learning Progression，LPs）描述学生在不同学段学习同一主题的概念时所遵循的连贯的、典型的学习路径。学科学习是分阶段和有明确路径的，教师关注学生学习过程的方向、路径和各阶段水平要求，进行跨学段教学衔接研究，将有利于提高学生的学习效率，促进学生的深度学习。

目前对于国内对于学习进阶的研究主要集中在概念，林建芬梳理了同分异构体、元素周期表、离子反应、化学用语的认知方式与角度、知识水平、划分相应的学习进阶路径，提出个学段的学习目标、进阶路径与教学建议。现阶段对有机化学、无机化学的学习进阶研究非常少。

乙醇是重要的有机化合物，它在有机化合物转化中占有非常重要的地位，生产、生活中用途非常广泛。因此，它是初中、高中必修及选择性必修中均涉及的教学内容。研究乙醇的学习进阶对于梳理有机化学不同阶段的学习目标、相关进阶学习的路径、跨学段教学衔接有着指导作用。

2.课程标准与教材内容的分析

2.1与乙醇相关的课程标准

从三个阶段的课程标准对比（表1），学生在不同阶段的认知发展逐步提升，从表观层面（化学式、俗称、物理性质、可燃性及简单用途等），发展为“结构决定性质，性质决定用途”的学科观念，最后實现“官能团决定一类有机化合物的性质”分类思想。

2.2与乙醇相关的教材内容

初中教材中，第七单元课题2《燃料的合理利用与开发》介绍乙醇的化学式，制备及用途（燃料、饮品）。第八单元课题1《溶液的形成》介绍酒精可作为溶剂。初中教材中对乙醇均属于认识层面。

高中必修教材（2019年鲁科版）中，第3章第3节《饮食中的有机化合物——乙醇》，介绍了乙醇的物理性质、结构式，安排了4个学生必做实验，学习乙醇与金属钠的反应，乙醇的系列氧化反应（完全氧化、催化氧化、直接氧化），理解羟基作为官能团对乙醇化学性质的影响，分析在不同化学反应中乙醇的断键情况。必修教材中关于乙醇的内容属于理解层面。关键是通过对乙醇的相关知识学习，发展学生对乙醇由宏观到微观、从孤立到系统等的认知，建立官能团与性质的关系，构建“结构决定性质，性质决定用途”的化学学科观念。

高中选修教材（2019年鲁科版）中，第2章第2节《醇和酚》，介绍了醇的定义、分类、命名等，学习醇的化学性质的第一部分是讨论官能团（羟基）、化学键（碳氧键、氢氧键）的极性，预测反应的断键部分及相应的反应类型。第二部分是结合醇分子发生反应的部位及反应类型，学习羟基的反应（取代反应、消去反应）、羟基中氢的反应（与活泼金属的反应、与羧酸的反应）、醇的氧化。第三部分综合醇的性质而且便宜易得，归纳醇转化为其他类别有机物的情况。选修教材中关于乙醇的内容属于迁移拓展层面，对反应原理的理解也从表面（化学键的断裂）深化到本质（键的极性），学生从乙醇迁移到醇，建立“官能团决定一类有机化合物的性质”分类思想。

3.乙醇的跨学段学习目标

3.1 初中阶段

【学习目标】

了解乙醇的化学式，用途（溶剂、燃料、饮品）。

3.2 高中必修阶段

【学习目标】

（1）通过对生活中酒的观察，掌握乙醇的物理性质

（2）通过球棍模型的制作，实验乙醇与钠、水与钠的反应对比，推理出乙醇的结构。

（3）通过乙醇燃料掌握乙醇的燃烧反应。

（4）通过乙醇的各类氧化反应，条件不同，产物不同。

（5）通过催化氧化反应的机理分析，知道该类反应的发生条件。

（选考化学的学生）

3.3 高中选修阶段

【学习目标】2学时

（1）通过介绍生活中各种含有羟基的物质，知道醇的定义。

（2）通过实例，了解醇的分类及命名，了解常见醇的性质及用途。

（3）通过表2-2-1，了解相对分子质量相近的醇和烷烃、烯烃的沸点关系，并分析原因。

（4）通过《讨论·研讨》，以丙醇为例，结合已知信息，分析醇反应的断键部分及相应的反应类型。

（5）以乙醇、丙醇为例学习羟基的取代反应，分析反应的断键部分。

（6）以丙醇为例学习羟基的消去反应，分析反应的断键部分。

（7）以乙醇为例学习羟基中氢与活泼金属的反应、与羧酸的反应，分析反应的断键部分。

（8）以1-丙醇、2-丙醇为例学习催化氧化反应，分析反应的断键部分。

（9）综合醇的性质，归纳醇转化为其他类别有机物的情况。

4.“乙醇”的学习进阶路径

综合课程标准、教材、学习目标，可以发现初中、高中必修、高中选修三个学段中与乙醇相关的化学反应及反应类型逐渐增多。对乙醇的认知角度也在不断提高。

有机化学的学习进阶路径依次具体物质层级、官能团层级、化学键层级。中学阶段乙醇的学习也遵循这一路径，从乙醇到羟基，再到碳氧键、氧氢键的极性。高中必修内容是学生系统认识乙醇的结构及其主要性质与应用的重要阶段，学生的认知层级处于由具体物质向官能团发展的学习水平，具有结合典型实例认识官能团与性质的关系的能力。高中选修内容是学生系统学习醇的结构、性质、用途等的重要阶段，学生认知层级处于由官能团向化学键微观结构发展的学习水平，具有根据价键特点对陌生物质性质进行推断的能力。

5.教学建议

为促进学生的深度学习，教师需要考虑不同学段的学习目标、学习过程、学习巩固及跨学段教学衔接。

根据课程标准、教材内容确定不同阶段的学习目标，有利于对有机化学的教学进行整体规划，把握各学段的教学要求和教学进度，避免随意加大学习的难度及增加学生的学习负担。

通过学习进阶的研究，可以合理设计作业和试题。作业是课堂学习的延伸，起巩固学习效果的作用。试题是测量学生学习效果的一种方式。无论是作业还是试题，难度过大或过小都会产生反效果，因此作业和试题的设计应符合对应学段学习进阶的要求。

建构主义提出教学中可以把学生现有的知识经验作为新知识的生长点，引导学生从原有的知识经验中发展出新的知识经验。跨学段教学衔接也应根据学习进阶的研究，分析学生现有知识水平、认知水平，从而确定教学的衔接点

【本文系广州市南沙区教育科学“十三五”规划（2019年度）课题 “促进深度学习的中学化学单元教学的实践研究”成果（课题编号：NSKY2019004）】

【参考文献】

[1]田慧生.深度学习：走向核心素养[M].北京：教育科学出版社，2018：72.

[2]林建芬，陈允任.基于学习进阶理论探讨“同分异构体”教学序列的跨学段设计[J].化学教学，2014（12）：38-42.

[3]林建芬，钱扬义.基于认知模型探讨高中生化学概念的进阶学习——以人教版必修2“元素周期律”的教学为例[J].中学化学教学参考，2015（17）：33-36.

[4]林建芬.基于PDEODE策略和四重表征模式探讨“金属电化学腐蚀”概念的进阶教学[J].中学化学教学参考，2016（05）：11-14.

[5]林建芬，钱扬义.信息技术条件下基于“CLD理论”的高中化学概念教学研究——以必修1“离子反应”同课异构课例的观摩分析为例[J].中学化学教学参考，2014（19）：31-34.