方华才 朱继琴
广州大学附属中学
摘要：对课本实验进行模块化重新设计，创设目标任务、逐层创设问题冲突、通过实验中关键问题的引导，提高实验探究过程中的思维深度，提高证据推理能力。通过探究葡萄糖的结构以及结构与性质之间的关系，强化"结构决定性质"、进一步发展"结构间会相互作用影响性质"的结构认知思维模型，建立起宏观性质、用途与微观组成、结构之间的关联。培养学生"宏观辨识与微观辨析"、"证据推理与模型认知"的化学学科核心素养[1]。
关键词：糖类有机结构认知思维模型宏观辨识与微观辨析证据推理与模型认知
一、研究背景
糖类属于多（多种多个）官能团化合物，是烃的衍生物的延伸和发展，是发展学生"结构?性质"的结构认知思维模型的重要知识节点。从学生认知水平看，已经对各种官能团（如醛基、醇羟基）的结构、性质和反应有了一定的认识和理解，已经具备进行探究学习的预备知识和技能。
唐劲军（2015）[2]通过研究发现在教学中教师虽然会强调有机物 "结构决定性质"，但由于没有合适的策略而无法在课堂教学中将其落实到观念和行动上，学生不能自觉地分析结构，解释、推断有机物的性质，不会用 "结构决定性质"的学科思想指导有机化学的学习，其实质是不理解结构如何决定性质。
周腾（2018）[3]以苏教版课本为基础设计的糖类教学过程，中心聚焦在教师如何获取和取舍教学素材。金芳芳（2019）[4]以苏教版必修2《糖类》新授课为例，通过真实的问题情境，学生在解决实际问题中知识和技能得到提高。但以上研究在"结构决定性质、结构间会相互作用影响性质"的关键结构认知模型上研究得还不够深入，没有体现出"结构间会相互作用影响性质"。
二、教学设计和实践
（一）以社会痛点、热点问题创设情境
【情境1】美国CNN新闻网报道：糖类饮料会造成每年全球有18万人因与肥胖有关的疾病而死亡，这意味着每100起因肥胖而死亡的病例是因糖类而引起的。
【情境2】范登堡大学的化学家和医生组成的跨学科组发现母乳中的糖类具有抗菌作用。
设计意图：通过正反两个例子激发学生思维冲突，激发学生探究渴求。
（二）从不同层次认识糖类的多样性
【活动1】回想并逐一写出我们熟悉的糖，从宏观上的溶解性、甜度，微观上的碳氢氧比例关系、聚合程度等，用分类的观点进行分类。
设计意图：使学生从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质。能从宏观和微观相结合的视角看待糖类结构和用途的多样性，体现宏观辨识与微观探析的核心素养。
（三）从有机结构观认识葡萄糖
三、教学效果和反思
类比有相同官能团的乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液混合后为蓝色，预测葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液混合后也为蓝色。通过对比实验，葡萄糖与新制Cu(OH)2的混合液为绛蓝色，与预测不一致，说明该现象不是由醛基的性质产生的。对比结构差异，葡萄糖乙醛多了羟基，则预测该现象是羟基的性质产生的，用最熟悉的含羟基的乙醇做对比实验，发现乙醇与新制Cu(OH)2的混合液为蓝色，与预测还不一致。再仔细分析结构，葡萄糖中有多个羟基，进一步预测绛蓝色是由于多个羟基间会相互作用而产生的新性质，再用甘油做对比实验，现象与预测完全一致，证实预测的合理性。通过预测与现象的冲突，强烈激发了学生的探究兴趣，通过递进的证据推理，不断修正完善"结构决定性质"的认知思维模型，将有机结构观发展到"结构间会相互作用影响性质"，充分培养学生证据推理与模型认知的核心素养。
通过控制变量的对比实验，在相同条件下，葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液的反应速率明显大于乙醛，通过对比结构差异，可判断出葡萄糖上的多个羟基使醛基变得更活泼，强化了"结构间会相互作用影响性质"认知思维模型。以上从宏观现象差异和微观结构差异相结合的视角分析与解决实际问题，体现宏观辨识与微观探析的核心素养。
通过对生活中常见简单糖的还原性探究，通过提供信息，创设问题，从"反应试剂性质"→"有机物性质"→"有机物结构"的逆向推理建模，逆向运用"结构决定性质、结构间会相互作用影响性质"认知思维模型，进一步强化证据推理与模型认知的核心素养。
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[S].北京:人民教育出版社,2017.
[2]唐劲军,王磊,陈颖,陈咏梅,张嵩.有机物结构分析模型建构的教学策略研究[J].化学教育,2015,36(11):11-17.
[3]周腾.基于化学学科核心素养的"糖类"教学设计[J].化学教与学,2018(01):74-77.
[4]金芳芳.基于"素养为本"的高中化学课堂教学实践与反思--以"糖类"新授课为例[J].中小学教学研究,2019(03):42-46.
[5]建构主义的教学模式、教学方法与教学设计[J].何克抗.北京师范大学学报(社会科学版).1997(05)
论文作者:方华才 朱继琴
论文发表刊物:《中国教工》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/26
标签：结构论文; 性质论文; 糖类论文; 认知论文; 模型论文; 羟基论文; 葡萄糖论文; 《中国教工》2019年第7期论文;