高中化学教材的研究和编制——人教版《有机化学基础》模块的使用策略，本文主要内容关键词为：有机化学论文,人教版论文,模块论文,策略论文,教材论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
人教版《有机化学基础》已在实验地区使用几年了，在使用该书的过程中，我们多次到实验地区调研，与一线教师们座谈，了解使用情况。本文根据教师们的使用经验及存在的疑难，概括了使用该书时应注意的几个问题。
一、认识体系结构的特点，了解编制思路
《有机化学基础》的体系结构主要以有机物的类别和有机合成为线索。教科书一开始就设计了“有机化合物的分类”一节，帮助学生建立有机化合物的类别观念，为学生在后继学习中运用类别的观念打下基础；紧接下来，介绍了几类重要的有机化合物；然后，在有机化学反应和有机化合物间相互转化的基础上，介绍了有机合成，并把有机合成的思想应用到合成有机高分子化合物中。这种体系结构既体现了有机化学的学科特点，又继承和发扬了旧教科书的知识体系。关于体系结构的具体思路及涉及的知识内容如图1所示。
图1 《有机化学基础》的体系结构及知识内容
按照上述体系结构的思路，在编制教科书时主要有以下一些具体做法。
1.有机物的组成与结构安排成章
在化学必修2中，专门有“有机化合物”一章，介绍了有机化学的基础知识，涉及了一些具体的有机物，如甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸等，也涉及了一些基本概念，如烷烃、烯烃、同分异构体等。这些内容为集中介绍有机物的组成与结构奠定了基础。教科书把“认识有机化合物”作为第一章，介绍了有机化合物的分类、结构特点、命名以及研究有机化合物的一般步骤和方法等内容，为教科书的后续内容作了铺垫。
2.从具体物质到有机物的类别
教科书一开始就介绍了有机物的分类，突出有机物类别的观念，把化学必修2中的具体物质过渡并提升到有机物的类别。教科书主要按官能团体系进行分类，把几类重要的有机化合物安排在第二、三章中，即第二章“烃和卤代烃”和第三章“烃的含氧衍生物”，主要包括脂肪烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醛、羧酸和酯等内容。教科书从类别的角度，以类别中的典型代表物为例，抓住官能团在有机物性质中的关键作用，推演研究一类有机化合物的性质，建立有机物类别的观念。
3.承前启后，巧妙过渡——有机合成
在第三章的最后安排了“有机合成”一节，这是以前教科书体系结构中未出现过的内容。教科书安排这一节主要有两个考虑：一是以合成新物质为目的，把前面学习过的各类物质间的相互转化进行系统复习和应用；二是以各种有机化学反应为基础，介绍有机合成的方法，按照一定的合成方法和途径，合成我们所需要的新物质，体现有机化学的价值。
由于第四、五章内容所涉及的有机化学反应原理基本上都在第二、三章中学习过，因此，本节对前面内容进行系统巩固有利于后继学习，另外，有机合成思想和方法也在第五章中得到进一步的应用和拓展。
4.突出有机物的应用
教科书前三章的内容涵盖了中学阶段要求的最基本、最重要的有机化学知识，教科书的第四和第五章强调运用这些知识从化学的视角进一步认识生活、生产中的有机化合物。第四章主要介绍油脂、糖类和蛋白质，是生活中常见物质，教科书运用前面学习过的水解反应、加成反应、银镜反应、脱水反应等有机化学反应原理对这些物质的性质有了更深入的介绍。第五章主要介绍了日常生活和工农业生产中的高分子材料，体现了有机化学的价值。教科书主要从合成高分子化合物的基本方法出发，介绍了塑料、合成纤维、合成橡胶及功能高分子材料的合成原理和广泛应用，既体现了有机合成的方法和价值，又联系了生活生产实际，突出了有机物的应用。
二、把握新增内容的深广度，挖掘教育价值
与传统的中学有机化学知识内容相比，教科书新增加了以下内容：(1)研究有机化合物的一般步骤和方法；(2)烯烃的顺反异构；(3)合成有机高分子化合物。下面就这些内容简单介绍一下教科书的编制特点以及深广度要求。
1.研究有机化合物的一般步骤和方法
这部分内容重点介绍了分析有机化合物的物理方法，主要包括元素分析、质谱法、红外光谱和核磁共振氢谱。教科书以研究有机物的一般步骤为线索，以未知物A为例，简介了各个步骤中涉及的方法，具体内容如图2所示。
选取这部分内容的课程标准依据是：①通过对典型实例的分析，初步了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法；②知道通过化学实验和某些物理方法可以确定有机化合物的结构。课程标准对这部分内容只要求“初步了解”或“知道”。教科书在陈述这部分内容时，对每种方法主要采取了两幅图片介绍，一幅是这种方法所使用的仪器，另一幅是使用这种仪器所得到的图谱，然后简单介绍了图谱信息的含义。教科书没有介绍各种方法中所使用仪器的原理、各种图谱中所涉及的名词（如相对丰度、波数、透过率、吸收强度、化学位移等）的含义，以及红外光谱图中各种化学键对应的振动吸收等内容。
图2 分析有机化合物的物理方法
由于这部分内容教学要求不高，课堂教学设计时，要结合具体内容充分挖掘具有教育价值的内容。如实地参观或观看影像：元素分析仪、质谱仪、红外光谱仪、核磁共振氢谱仪在有机化合物研究中的运用，让学生体验现代化手段在科学研究中的作用。
2.烯烃的顺反异构
除碳链异构、位置异构和官能团异构外，教科书增加了烯烃的顺反异构。增加这个知识点主要有两个原因：①加深对同分异构现象的理解；②为后续学习奠定基础。如学习合成橡胶时，帮助理解“顺式聚1，3—丁二烯”“反式聚异戊二烯”等高分子的结构式。
烯烃的顺反异构只要求每个双键碳原子上连有相同的原子或原子团，若它们处于同一侧，则为顺式；若它们处于两侧，则为反式。教学实践中，不要拓展这个知识点的深广度，更不要引入“顺序规则”介绍Z、E命名法。
3.合成有机高分子化合物
尽管我们比较熟悉合成有机高分子化合物的有关内容，但由于教科书中的合成有机高分子化合物的知识内容变化较大，编写思路也有很大差异，故笔者把这部分内容也作为新增内容。教科书中把这部分内容安排为第五章，以有机合成及其应用为主线组织教科书内容，这是第三章第四节中的有机合成思想的进一步拓展。在第三章第四节“有机合成”中，介绍了小分子的合成方法——逆合成分析法，在此基础上第五章提出了高分子的合成方法。
教科书首先介绍合成有机高分子化合物的基本方法，即加成聚合反应和缩合聚合反应；然后结合这两种基本方法的应用介绍了“三大合成材料”，即塑料、合成纤维和合成橡胶；最后，综合运用逆合成分析法和合成有机高分子化合物的方法，设计出具有特殊功能的高分子材料，即功能高分子材料。
应该说，这部分内容中的具体知识点的难度和广度都加大了，如增加了比较复杂的缩合聚合反应的化学方程式、书写缩聚物结构式时要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团等内容。在课堂教学实践中，要重点分析合成方法的原理和特点，要重视思维方法教育，要始终贯穿有机合成这条主线，把有关合成有机高分子化合物的知识点串起来，使它们系统化。
三、设计多样化的有效衔接，避免简单重复
必修化学2第三章“有机化合物”中介绍了一些有机化合物的最基本的知识，主要内容包括甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、糖类、油脂和蛋白质等。根据课程标准的要求，这些已学习过的知识点必须在《有机化学基础》中再次出现，如果这些知识在《有机化学基础》中简单重复，可能会浪费教学时间和影响学生的学习兴趣。如何把已知知识与新知识进行有效衔接并避免简单重复呢？教科书主要以提高学生能力为出发点，通过“思考与交流”栏目把已学习过的知识设计成多样化的问题，让学生自主参与学习活动，并通过自主学习提高能力。下面几个例子是教科书设计的衔接方式，希望通过这几个例子启发教师在进行课堂教学设计时，以能够设计出符合自己教学实际的更加有效的衔接方式，提高课堂教学效率。
例1.烷烃和烯烃的物理性质
在必修2中，学习了烷烃和烯烃的典型代表物甲烷和乙烯，也提及了烷烃和烯烃的概念。在《有机化学基础》中，只把部分烷烃和烯烃的沸点和相对密度的数据通过表格的形式呈现在“思考与交流”栏目中，然后要求学生根据这些数据绘制曲线图，再根据曲线图概括抽象出烷烃和烯烃物理性质的变化规律。教科书不是平铺直叙地重复给出烷烃和烯烃物理性质的变化规律，而是要求学生自主绘制曲线图并概括出规律。这种处理方式的目的既复习了已有知识，又进一步训练了学生处理数据的能力。
例2.苯的化学性质
关于苯的化学性质，教科书中留出了空白处要求学生写出反应的化学方程式，紧接着教科书又提出了更高要求：设计制备溴苯和硝基苯的实验方案。这项学习任务需要学生根据苯与溴、浓硝酸反应的条件，灵活运用设计实验的基本技能，并在老师的指导下设计出比较完善的实验方案，还可以根据学生的实验方案组织学生实验。这样处理的目的是把一个已知的知识点变成为训练学生的实验设计能力。
例3.乙醇和钠的反应
教科书引用了一篇真实报道，报道某厂发生的一起严重化学事故，经众专家研究后，提出了三种处理事故的建议，要求学生运用已学化学知识对这三种建议进行评价。其中有一条建议就涉及应用乙醇和钠的反应，学生在解决这个实际问题的过程中，除复习了乙醇和钠的反应，同时培养了学生运用化学知识解决实际问题的意识和能力。
总之，上述三个例子分别从培养学生处理数据的能力、实验设计的能力和运用化学知识解决实际问题的能力等角度复习了已知的知识。教科书中还设计了其他多样化的衔接方式，如对脂肪烃的来源及其应用，教科书提供一张学生熟悉的图片，要求学生分析这张图片所显示的信息，归纳出脂肪烃的来源及其应用；又如，乙酸与乙醇的酯化反应，其反应过程中是乙酸分子脱去羟基还是乙醇分子脱去羟基呢？要求学生设计一个实验方案来证明哪种物质被脱去了羟基；等等。
四、精心策划探究教学，发展学生的探究能力
在《有机化学基础》中共安排了7个科学探究，与必修模块不同，这7个科学探究中有5个是只提供探究课题的独立式的科学探究。在必修模块中安排的科学探究基本上是导引式的科学探究，即探究过程的基本思路、步骤、探究方法等在教科书中都已给出，学生可以比较方便地按照教科书的导引进行科学探究。而在《有机化学基础》中，大部分科学探究是独立式的，即教科书中只提供要探究的问题，不给出探究思路、步骤、方法等。独立式的科学探究是由学生独立自主地进行探究，属于较高水平要求的科学探究。
教学实践中，要精心策划独立式的科学探究，要引导学生选择适当的研究方法，制定切实可行的探究步骤，设计有利于数据处理的实验记录方式，等等。
例如，教科书中安排了如下一个科学探究：“请你设计实验，探讨乙酸乙酯在中性、酸性和碱性溶液中，以及不同温度下的水解速率。”在教学实践中，可以引导学生采取控制实验条件的方法：①同一温度下，探究乙酸乙酯在中性、酸性和碱性溶液中的水解速率；②不同温度下，探究乙酸乙酯在酸性、中性、碱性溶液中的水解速率。下面是引导学生实施该探究课题的一种设计思路。
1.在同一温度下，写出探究乙酸乙酯在中性、酸性和碱性溶液中的水解速率的实验设计方案并进行实验。（提示：为便于观察酯层的消失，实验时可选用细一些的试管。）
表1 实验记录
活动步骤与方法 实验现象 酯层消失 结论或解释
时间／min
(1)在酸性溶液中
(2)在中性溶液中
(3)在碱性溶液中
2.写出探究乙酸乙酯在不同温度下水解速率的实验设计方案并进行实验。（提示：实验时的温度应控制在乙酸乙酯的沸点以下，建议在70℃以下）
表2 实验记录
活动步骤与方法
实验现象 酯层消失
结论或
时间／min
解释
(1)反应温度为＿＿℃时
(2)反应温度为＿＿℃时
(3)反应温度为＿＿℃时
独立式的科学探究开放程度较大，要善于引导学生运用实验探究、调查访问、查阅资料、交流讨论等方式设计科学探究方案，要对学生设计出来的多种多样的探究方案进行交流与评价，充分调动学生自主参与科学探究的积极性，进一步发展学生的科学探究能力。
五、几点教学建议
根据教师们使用该教科书的实践经验，下面按章序归纳了一些在教学中值得注意的事项。
第一章“认识有机化合物”内容是有机化学中的一些基本概念和方法，要注重方法教育，有些教学内容不能一步到位，要在以后的教学中逐步落实。如有机物的分类，只要求有机物中含有单一官能团；官能团异构只要求介绍概念；等等。这些知识不要在本章拓展，在以后各章的教学中自然会逐步深化。
第二章“烃和卤代烃”全新的知识点只有炔烃和卤代烃，教学安排时要详略得当。对于已学知识，要把更多的时间让给学生，让学生自己去归纳、总结与提升；对于新知识，要善于引导学生进行知识迁移和进行对比学习，要突出重点、突破难点。
第三章“烃的含氧衍生物”的知识点较多，是重点章。教学实践中要重视实验教学，如乙醇的消去反应和氧化反应，苯酚与溴的反应和酸性，乙醛的银镜反应和与新制的氢氧化铜的反应，等等；这些实验有利于学生理解有机物的化学性质。第三节设计了两个独立式的科学探究，有一定难度，要调动学生自主探究的积极性，引导和帮助学生进行探究活动。在第四节的教学中，一方面要巩固烃、卤代烃和烃的含氧衍生物的化学性质和转化关系，另一方面要重视有机合成的意义和方法教育。
第四章“生命中的基础有机化学物质”内容相对简单，教学实践中要重视引导学生自主学习，引导学生灵活运用有机化学反应原理解决本章涉及的学习任务。本章设计了3个独立式的科学探究，在第三章的基础上可以让学生自行探究。另外，本章学习的有机物中含有两个或多个官能团，如葡萄糖中有羟基和醛基，氨基酸中既含有羧基又含有氨基。教学实践中要注意引导学生在研究有机物的性质时，从单一官能团思维转向多官能团，培养学生思维的全面性。
第五章“进入合成有机高分子化合物的时代”体现了有机化学知识的综合应用，让学生体验合成高分子材料在工农业生产、提高人民生活质量和高新技术领域中的重要作用。在这章的教学实践中，一方面要抓住合成有机高分子化合物的方法及其应用这条主线，紧扣结构决定性质、性质决定用途的思路，引导学生理解各种高分子材料的性能差异；另一方面要紧密联系生产、生活和科技发展中的实例，贴近学生的生活实际。
教科书的不断完善与教学实践息息相关，期待与广大教师们共同努力，不断完善教科书和课程资源。