醋酸排布的分析与教学建议_酯化反应论文

醋酸排布的分析与教学建议_酯化反应论文

对“乙酸”编排的分析及教学建议,本文主要内容关键词为:乙酸论文,建议论文,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。

新课程之前的课程通常被称为直线型课程。直线型课程是指按照由浅入深、由易到难的原则,“一科教材内容采取环环紧扣、直线推进、不予重复的排列方式”。直线型课程是基于学科内容逻辑顺序的一种课程设计,即根据学科本身的系统和内在联系来组织课程内容。由于课程内容具有不重复性,因而能节省时间,提高效率。但也存在着许多问题,如知识逻辑与儿童认知规律的矛盾等。20世纪50年代末,布鲁纳提出了“螺旋型课程”理论。他认为,课程核心是学科的基本结构,应该从小就开始教学生各门学科的基本原理,以后随着学年的增加而螺旋式反复,逐渐提高。课程内容是要向学生呈现学科的基本概念和基本原理,并不断在更高层次上重复,在深度和广度上逐渐拓展,直到学生全面掌握该学科为止。新课程大多采用螺旋型的课程结构。

一、文本中的“乙酸”

1.苏教版教材中的“乙酸”

必修《化学2》正文包括:俗名、分子式、结构式、结构简式、乙酸的电离方程式、醋酸与碳酸钠的反应、酯化反应的机理及方程式、酯化反应的概念,含插图2幅(乙酸分子的比例模型、乙醇与乙酸反应装置图)、方程式2个。其他栏目有活动与探究(醋酸与石蕊溶液、乙醇与乙酸的酯化反应)、信息提示(官能团的概念)。

选修5《有机化学基础》正文包括:羧酸的概念,乙酸俗名、分子式、结构式、结构简式,羧酸的分类,缩聚反应,含插图2幅(乙醇分子的比例模型、甲酸分子的结构式)、方程式1个。其他栏目有信息提示(食物中常见的有机酸、化学平衡状态和化学平衡移动原理)、交流与讨论(乙酸的信息交流、酯化反应机理与乙酸乙酯水解、增大乙酸乙酯产率的方法)、问题解决(甲酸的性质预测、实验验证)、拓展视野(酯化反应与高分子材料)。

2.高中化学课程标准中的“乙酸”

高中化学课程标准中对必修《化学2》乙酸有关的内容标准为:知道乙酸的组成和主要化学性质,认识其在日常生活中的应用,活动与探究建议为实验探究乙酸的主要化学性质。

选修5《有机化学基础》乙酸有关的内容标准为:认识羧酸的典型代表物的组成和结构特点,知道羧酸与其他烃的衍生物的转化关系,活动与探究建议为乙醇的酯化实验。

二、“乙酸”知识点编排的解读

1.内容的相似性

苏教版必修《化学2》和选修5《有机化学基础》都呈现了乙酸的各种表示方式、酸性、酯化反应等,可以认为是螺旋式课程的螺旋点。包括相同的插图——乙醇分子的比例模型,意在突出结构与性质的关系。

2.内容的差异性

必修突出以代表物的结构与性质研究为主,通篇围绕着乙酸进行。而选修突出羧酸这一类物质的性质,有羧酸的分类及甲酸性质的预测与验证。

3.认识物质方法的差异

在必修教材中更多运用观察、模型、实验、归纳等方法,突出感性认识。而在选修教材贯彻“从特殊到一般”“由点到面”的认识思路,运用了模型、探究、实验、讨论、归纳等方法,突出了理性分析。

4.选修课程突出模块间的衔接

在选修5《有机化学基础》中通过信息提示的方式给出了“化学平衡状态和化学平衡移动原理”。这部分内容属于《化学反应原理》模块,通过反应原理来解释一些操作,运用原理解决问题,突出了模块间衔接的意识。

5.对教材呈现甲酸的理解

从必修到选修,有机物按照“从特殊到一般”来认识,但甲酸与乙酸等羧酸有较大的差异,因此,甲酸被编排进教材,是认识的深入时从一般到特殊的过程需要。甲酸的编排,更加突出了结构决定性质的思想。

6.乙酸与乙醇的酯化反应

高中化学课程标准要求:必修《化学2》知道乙酸的主要化学性质,建议实验探究;但在选修5《有机化学基础》活动与探究建议:乙醇的酯化实验。这似乎让编写者手足无措,实验到底如何安排?从乙酸的化学性质出发,主要有两点:酸性、酯化。实验放在哪个模块更有利于学生的认识从感性到理性,符合学生的认知规律?选修教材对酯化反应机理的探究,有利于前后螺旋点(酯化反应)的衔接和对反应本质的认识,是对学生已有认识的深化、思维的提升。横向比较人教版、鲁科版,大致类似。

三、苏教版“乙酸”知识点编排的不足

1.酯化反应机理

在必修《化学2》,有关酯化反应机理的描述或探究不符合课程标准的要求。在必修阶段,有机化学只要求了解常见物质代表物的一些表示方法及常见反应,知道能与什么反应、生成什么物质,没有必要探究反应的机理。在选修5《有机化学基础》仍有酯化反应机理的描述。可见,此部分的苏教版编排未体现课程标准的要求,缺乏层次性。

2.酯化反应实验操作的描述

必修《化学2》对酯化反应实验操作的描述基本与原全日制普通高级中学教科书(必修加选修)化学第二册中的描述相同。但是其中“均匀地加热试管”的叙述令人费解。编写者也许没有想到在人教版新必修《化学2》中已经变为“用酒精灯缓慢加热”,个中滋味谁能解?

3.乙酸的物理性质

必修《化学2》的学习,可以认为是学生首次认识乙酸,但整个篇幅中,没有对乙酸物理性质的描述,在“活动与探究”实验中却突然冒出名词“冰醋酸”,那么物理性质是否需要掌握?还是需要教师补充?在人教版、鲁科版中都有对乙酸物理性质的描述,可见苏教版这部分的编排有所欠缺。

4.乙酸的酸性

乙酸的酸性是乙酸两个重要化学性质之一,在必修《化学2》安排的实验为3mL稀醋酸与石蕊溶液、碳酸钠溶液的反应,据此说明醋酸有酸性,且酸性比碳酸强。实验的意味有了,但是探究的味道淡了,与栏目“活动与探究”似乎不太贴切。另外,实验的设计随意性大,在3mL稀醋酸中滴加石蕊溶液,需要这么多稀醋酸吗?

5.乙酸的用途

在苏教版必修《化学2》和选修5《有机化学基础》中都没有列出乙酸的具体用途。在必修《化学2》提到食醋中含3%~5%的乙酸,“乙酸”在高中化学课程标准必修中的要求是认识其在日常生活中的应用,必修中未出现乙酸的用途还可以理解,在选修5《有机化学基础》仅提到羧酸可作为酸味剂,两本教材并没有关于乙酸用途的具体描述,新课程的应用性体现不够。在没有具体反应支撑用途的情况下,一般的描述(如人教版、鲁科版)分别是“重要的工业原料”“一种重要的化工原料”。

四、教学建议

对“乙酸”的认识,从初中化学到必修化学再到高考化学,经历了一个对同一知识逐步提高认知要求的过程。这一认知发展过程也可认为属于“学习进程”理论的研究范畴,史密斯等人将学习进程定义为描述学生在一段较长的时间内对某一主题的学习逐渐趋于复杂的过程。学习进程与布鲁纳提出螺旋式课程较为相似,但螺旋式课程指的是课程的设置及其课程组织结构,重在研究社会发展目标、学科知识逻辑结构与学生认知发展水平的一致性。而学习进程描述的是对某一核心科学概念的理解过程,学生认知水平、应用能力的发展历程。学习进程理论为螺旋型课程的教学提供了有力的理论支撑和实践依据。从熟悉的直线型课程教学转向陌生的螺旋型课程教学,从以学科知识为中心的课程教学转向以学生认知发展为中心的课程教学,从核心概念的一步完成式的教学到核心概念的逐步达标式的教学,教师需要从教学策略方面进行变革。

1.研究文本,熟悉要求,实现对学科逻辑系统地掌握

课程标准规定了最终的学习目标和学习成就表现,能够满足社会发展的期望目标、学科专业发展的期望以及下一阶段学习的要求。教师需要研读高中化学课程标准、同一版本不同模块的教材、不同版本的教材。通过研读高中化学课程标准,熟悉本学科知识的逻辑结构,对不同学段需要达到的目标有深刻的认识。通过研读教材,客观分析教材的知识网络、学习目标,建立适切的使能目标,进而分析螺旋式上升的编排意图,有选择性、批判性地进行学科知识的重组。

初中化学中,学生对乙酸(醋酸)的认识,仅限于在认知水平上知道其具有酸性,在物质类别上知道其属于有机化合物,并没有从组成和结构角度认识其性质。在必修《化学2》中,通过乙酸的教学使学生了解乙酸的组成、酸性和酯化反应等。在选修5《有机化学基础》教学中,从教材整体上看,乙酸既是很重要的烃的含氧衍生物、羧酸类物质的代表物,又是典型的烃的衍生物,它和我们的生活生产实际密切相关;从知识内涵和乙酸的分子结构特点上看,乙酸既是醇、酚、醛知识的巩固、延续和发展,又是学好酯(油脂)类化合物的基础,故本节有着承上启下的作用。通过教学让学生知道官能团对有机物性质的重要影响,从乙酸推知羧酸的性质,巩固“结构—性质—用途”的有机物学习模式。

2.研究学生,熟悉学情,实现知情意行的发展

教师需要熟悉受教育者的学习准备情况,包括已有知识结构、学习能力。根据学情分析,结合学科知识的逻辑结构,在认知、观念、情绪、情感、意志、行为等方面促进学生的综合发展,即实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的发展。

例如,在必修《化学2》和选修5都有乙酸的酸性,为实现教学的层次性,需要针对学生的已有知识进行适当的设计。在必修《化学2》和选修5中都可实施探究乙酸酸性的实验,但侧重点应体现出差异。在必修《化学2》中设计探究或验证实验,可提供药品,选修5除了探究乙酸有酸性之外,还可设计更开放的探究性实验,比较乙酸、碳酸、水、乙醇、苯酚的羟基中氢原子的活泼性。

3.研究教学设计,分析螺旋点,实现“螺旋式上升”

教师的教学,一定程度上是将学科基本概念和基本原理转译为适合学习者能力水平的语言的过程。在必修教学中合理定位教学目标,在选修教学中灵活使用螺旋点,实现教学的衔接,实现“螺旋式上升”。这就需要教师将教学目标转译、分解,为学习者习得;将教材转换为个性化的思想媒介,由浅入深、由简而繁地组织教学。

例如,在选修5教学中,继续探究乙酸的酸性,如果采用与必修《化学2》同样的方案,是不适宜的。从教学目标分析,可采用“复习再现——学习讨论——迁移提高”模式。复习再现:复习乙酸的结构和性质,通过计算机课件、立体模型展示乙酸的结构,深入认识羧基官能团,讨论小结,观看演示,总结列表。学习讨论:乙酸与乙醇发生酯化反应中化学键的断裂方式。迁移提高:根据乙酸的反应规律,推测甲酸、丙酸、乙二酸、苯甲酸等发生酯化反应的产物,书写反应的化学方程式。

4.研究高考复习,综合提炼,实现学科内容的完整结构化

螺旋型课程也有局限性,从学科逻辑系统分析,无法做到某些科目的完整结构化,学生认知结构也可能缺少逻辑组织。因此,在高考备考中,教师需要有结构化的转译能力,善于综合学科螺旋点,实现学科逻辑顺序与学生认知心理顺序融合,促进学生对于知识的吸收、贮存、应用和创新。

例如,由于教学安排,在选修5教学时,可能无法从化学平衡移动的角度对提高乙酸乙酯产率进行讨论。在高考复习中,对乙酸的酯化反应,从实验现象、反应机理、化学反应原理、实验设计等多方面进行分析,促进对乙酸酯化反应的全面认识,实现学科内容的完整结构化。

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