林進(jìn)太 于才

摘要：以“合成高分子化合物的基本方法”課時教學(xué)為例，在化學(xué)核心素養(yǎng)的引領(lǐng)下，基于“模型認(rèn)知”和“教·學(xué)·評一體化”的視角進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐。課堂教學(xué)中，立足于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，融合“教學(xué)內(nèi)容線”、“學(xué)生活動線”、“素養(yǎng)發(fā)展線”三條線索，以目標(biāo)為引領(lǐng)，以活動為載體，以評價為抓手，努力實(shí)現(xiàn)了課堂評價該有的效果，促進(jìn)學(xué)生在宏微結(jié)合、模型建構(gòu)等方面得到較好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：合成高分子;宏微結(jié)合;模型認(rèn)知;教學(xué)評一體化;化學(xué)核心素養(yǎng)

文章編號：1008-0546（2019）04-0025-05

中圖分類號：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.04.008

一、教學(xué)背景

2017年，筆者有幸成為廣東省中小學(xué)骨干教師高端研修項(xiàng)目高中化學(xué)班學(xué)員。在為期兩年的培訓(xùn)過程中，筆者兩次來到深圳市福田中學(xué)、廣東省于才名師工作室跟崗學(xué)習(xí)，并開展了“合成高分子化合物的基本方法”的公開課教學(xué)及研討?！昂铣筛叻肿踊衔锏幕痉椒ā笔歉叨袡C(jī)化學(xué)的重要內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容是教材“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”第三章第四節(jié)“有機(jī)合成”的延伸，是在不斷深入認(rèn)識有機(jī)化合物的性質(zhì)后，進(jìn)一步了解合成有機(jī)高分子化合物的基本方法。學(xué)習(xí)本講之后，將有助于學(xué)生理解和掌握高分子材料的制取、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。為了更好地呈現(xiàn)這一節(jié)示范課，課前，來自廣東省各地的化學(xué)骨干老師對以往教學(xué)中本節(jié)課學(xué)生理解的難點(diǎn)、誤區(qū)及答題的錯誤情況作了集中的研討，主要包括：加聚反應(yīng)中單體不飽和鍵斷開后碳鏈的連接方法、由聚合物的結(jié)構(gòu)簡式推導(dǎo)單體、縮聚反應(yīng)中鏈節(jié)的書寫、縮聚反應(yīng)方程式中脫去水的個數(shù)等。老師們認(rèn)為不同地區(qū)的學(xué)生都存在相同的錯誤情況，究其根源是因?yàn)閷W(xué)生對聚合反應(yīng)的微觀過程理解不夠深入，對各種聚合反應(yīng)沒有進(jìn)行分類歸化建立起認(rèn)知模型，而往往依靠死記硬背的方式進(jìn)行記憶，導(dǎo)致無法應(yīng)對新情境下陌生度較大的聚合反應(yīng)方程式的判斷與書寫。

普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[1]對該節(jié)的教學(xué)要求為：了解聚合物的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，認(rèn)識單體和單體單元（鏈節(jié)）及其與聚合物結(jié)構(gòu)的關(guān)系，了解加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)。同時在建議的教學(xué)策略里，課標(biāo)也提出培養(yǎng)學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等化學(xué)核心素養(yǎng)的要求。化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)以及學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的確立，細(xì)化了課程目標(biāo)，凸顯了標(biāo)準(zhǔn)對教學(xué)和評價的指導(dǎo)性，也對教學(xué)與評價的一體化提出了明確的要求?！敖?學(xué)-評”一體化的教學(xué)設(shè)計(jì)是使評價活動指向?qū)W習(xí)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的必要保證，是基于課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)活動的有效落實(shí)2?；诖?，結(jié)合骨干老師們的研討，筆者作為公開課的執(zhí)教者，試圖立足于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，在課標(biāo)及化學(xué)核心素養(yǎng)的引領(lǐng)下，尋找合適的教學(xué)方法，設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)任務(wù)，給予學(xué)生具體的、有持續(xù)性的評價，將教-學(xué)-評有效地融合，以活動為載體，以評價為抓手，促進(jìn)學(xué)生在宏微結(jié)合模型建構(gòu)等方面得到較好的發(fā)展。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)

1.教學(xué)與評價目標(biāo)

（1）教學(xué)目標(biāo)

①了解高分子化合物的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能依據(jù)簡單合成高分子的結(jié)構(gòu)簡式分析其鏈節(jié)和單體;

②了解合成高分子化合物的基本方法;

③理解加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn);

④通過對常見的加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)進(jìn)行分類練習(xí)，掌握常見的加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)方程式的書寫。

（2）評價目標(biāo)

①通過對加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)原理的學(xué)習(xí)和交流，診斷并發(fā)展學(xué)生對有機(jī)反應(yīng)中化學(xué)鍵斷鍵和成鍵微觀機(jī)理的認(rèn)識（宏微結(jié)合視角）;

②通過對加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)方程式的分類練習(xí)、課堂提問和學(xué)案批改，診斷并發(fā)展學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的分類觀和模型認(rèn)知水平;

③通過對有機(jī)高分子化合物合成方法的學(xué)習(xí)，感受化學(xué)科學(xué)的價值，診斷并發(fā)展學(xué)生對化學(xué)價值的認(rèn)識水平（學(xué)科價值視角、社會價值視角）。

2.教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：聚合物的基本概念，加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)與區(qū)別，加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)方程式的書寫，以及從簡單的聚合物結(jié)構(gòu)式分析出單體。

難點(diǎn)：理解加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)過程中化學(xué)鍵的斷裂與結(jié)合，加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的類型及方程式的書寫。

3.教學(xué)方法及策略

（1）情境導(dǎo)學(xué)策略：新課引入、加聚反應(yīng)實(shí)例、縮聚反應(yīng)實(shí)例均以生活中熟悉的常見高分子化合物切入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

（2）三重表征策略：在加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的教學(xué)中，通過開展角色扮演等學(xué)生活動，讓學(xué)生深刻理解反應(yīng)中斷鍵和成鍵的過程，從宏觀的聚合物到微觀的反應(yīng)機(jī)理再到符號表示（反應(yīng)方程式），做到宏觀、微觀相結(jié)合。

（3）問題鏈策略：基于情境，通過引導(dǎo)性問題，使知識之間自然銜接;通過遞進(jìn)性問題，層層設(shè)問，環(huán)環(huán)相扣（由氨基酸脫水縮合到乙醇與乙酸脫水縮合再到乙二醇與乙二酸連續(xù)脫水縮合），訓(xùn)練并提高學(xué)生的邏輯思維，優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì)，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣。

（4）類比歸納策略：在加聚反應(yīng)方程式和縮聚反應(yīng)方程式的書寫上，精心設(shè)置練習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生從練習(xí)中進(jìn)行類比、歸納，總結(jié)反應(yīng)類型并進(jìn)行模型建構(gòu)，訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力。

4.教學(xué)流程圖

三、教學(xué)實(shí)踐

板塊1 情境引入，激發(fā)興趣

[PPT圖片展示]從身邊的高分子化合物引入，樹脂鏡片、塑料、手機(jī)保護(hù)殼校服等。引發(fā)思考：生活中有哪些物質(zhì)是高分子化合物？高分子化合物與普通小分子化合物有何不同？

[師生總結(jié)]教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第五章開篇彩頁，并找出關(guān)鍵詞。

[師]圖片展示校服的標(biāo)簽：純棉布料可以通過天然的棉花提取得到，聚酯纖維如何制備得到呢？如何通過化學(xué)反應(yīng)來合成高分子化合物呢？

設(shè)計(jì)意圖：通過生活中常見的高分子化合物來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過純棉布料和聚酯纖維類布料的簡單對比，引發(fā)學(xué)生對合成高分子化合物的思考。

板塊2 師生互動，探究真知

第一部分：加聚反應(yīng)

[師]圖片展示聚乙烯塑料：聚乙烯是一種用途非常廣泛的高分子化合物，它可以由乙烯通過加聚反應(yīng)得到。請你和你的小伙伴通過肢體動作演示乙烯通過加聚反應(yīng)得到聚乙烯的過程。

[生]學(xué)生活動：角色扮演。

[師]動畫模擬展示乙烯加聚形成聚乙烯的斷鍵和成鍵過程。

[師生總結(jié)]通過角色扮演活動中一個個小伙伴雙手打開、手拉手，不斷相連的過程，師生一起討論聚合反應(yīng)的機(jī)理，并通過flash動畫進(jìn)一步模擬展示微觀過程，并由此出發(fā)學(xué)習(xí)聚合反應(yīng)中單體、鏈節(jié)、聚合度等概念。

設(shè)計(jì)意圖：通過生動有趣的角色扮演活動，喚起學(xué)生已有的知識，引導(dǎo)學(xué)生從宏觀和微觀相結(jié)合的視角看待高分子化合物，更通俗地理解“高分子鏈”的含義，引發(fā)學(xué)生思考加聚反應(yīng)的核心：“雙鍵斷開，手拉手，形成長鏈”，加深了學(xué)生對加聚反應(yīng)機(jī)理的理解。而微觀動畫的模擬，則進(jìn)一步形象地展示了化學(xué)鍵斷鍵和成鍵過程中鍵角等微觀信息的改變，讓學(xué)生仿佛有一雙透過宏觀看微觀的眼睛，在教學(xué)中滲透“宏觀辨識和微觀探析”的核心素養(yǎng)。

[小組討論，當(dāng)堂評價]學(xué)生完成學(xué)案中的精選練習(xí)。

設(shè)計(jì)意圖：充分利用教材中的“思考與交流”欄目，精選練習(xí)，及時考查、評價學(xué)生對加聚反應(yīng)過程的微觀理解和掌握程度。

[模型建構(gòu)]點(diǎn)評學(xué)生的當(dāng)堂練習(xí)（讓學(xué)生上臺書寫或?qū)嵨锿队罢故緦W(xué)案），引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分類歸化，思維建模：

1.乙烯型加聚：

將單體的碳碳雙鍵單獨(dú)列一行，其他原子或原子團(tuán)作為支鏈寫在主鏈的上面或下面。

2.1，3-丁二烯型加聚：

兩個碳碳雙鍵均斷裂、打開，中間形成一個雙鍵，兩邊手拉手。

3.乙炔型加聚：

碳碳三鍵中的一個鍵斷裂，手拉手連起來后，中間還剩雙鍵。

[師生總結(jié)]加聚反應(yīng)的特點(diǎn)：單體必須是含有雙鍵、三鍵等不飽和鍵的化合物，發(fā)生加聚反應(yīng)的過程中，沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生，聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成跟單體的化學(xué)組成相同。

設(shè)計(jì)意圖：通過對練習(xí)的分析與歸類，建立認(rèn)知模型，并能運(yùn)用建立的模型解答類似問題。

第二部分：縮聚反應(yīng)

[師]圖片展示人工合成結(jié)晶胰島素：我們知道蛋白質(zhì)本身是一種天然的高分子，它是由氨基酸組成的，那么組成蛋白質(zhì)的氨基酸是通過怎樣的反應(yīng)得到高分子蛋白質(zhì)的呢？

[生脫水縮合。（學(xué)生根據(jù)已有的生物知識，了解氨基酸中氨基和羧基脫水縮合的過程。）

[師]請分析以下化學(xué)方程式，并說明斷鍵、成鍵的特點(diǎn)：

兩個甘氨酸分子形成二肽：

我們學(xué)過哪個有機(jī)反應(yīng)也是類似的機(jī)理呢？舉例說明。

[生]酯化反應(yīng)。乙酸與乙醇酯化反應(yīng)：

[師]很好。那么若是乙二酸和乙二醇，不斷脫水縮合，連續(xù)反應(yīng)下去會得到怎樣的產(chǎn)物呢？

[生]思考，并在草稿紙上試寫：

[師]像剛剛這樣的聚合反應(yīng)就稱為縮聚反應(yīng)?？s聚反應(yīng)與加聚反應(yīng)不同，在生成聚合物的同時，還伴有小分子副產(chǎn)物（如：H2O、HX等）的生成。

設(shè)計(jì)意圖：與加聚反應(yīng)不同，縮聚反應(yīng)是學(xué)生較為陌生的內(nèi)容。按以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)看，學(xué)生對縮聚反應(yīng)的掌握情況要比加聚反應(yīng)差很多。根據(jù)維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)理論”，為了讓學(xué)生更好地理解，在對縮聚反應(yīng)的引入時，對學(xué)生熟悉的生物學(xué)科里氨基酸脫水縮合形成蛋白質(zhì)的過程進(jìn)行了類比與遷移，同時自然過渡遷移到酯化反應(yīng)中的脫水縮合以及“含多個羧基和多個羥基”的物質(zhì)可以進(jìn)行連續(xù)脫水縮合進(jìn)而得到聚合物。從學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”出發(fā)，采用“問題鏈”的教學(xué)策略，層層遞進(jìn)，有效化解了學(xué)生的認(rèn)知困難。

[小組討論，當(dāng)堂評價]

設(shè)計(jì)意圖：分類設(shè)置精選練習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生從題目中進(jìn)行分類歸化，思維建模。

[模型建構(gòu)]

1.AB型縮聚：

聚合物由兩種單體縮聚得到，從上述模型可以看出，最小重復(fù)單元為-A-B-，根據(jù)端點(diǎn)殘留一個-OH和-COOH沒有脫去，可以推斷生成了（2n-1）H2O。

2.A型縮聚：

聚合物由一種單體縮聚得到，從，上述模型可以看出，最小重復(fù)單元為-A-，根據(jù)端點(diǎn)殘留一個-OH和-COOH沒有脫去，可以推斷出生成了（n-1）H2O。

[師生總結(jié)]根據(jù)前面兩種類型的縮聚反應(yīng)總結(jié)縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)：

（1）縮聚反應(yīng)的單體往往具有雙官能團(tuán)（如-OH、-COOH、-NH2）或多官能團(tuán)的小分子;

（2）縮聚反應(yīng)生成聚合物的同時，還有小分子副產(chǎn)物（如H2O、HX等）生成;

（3）所得聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成與單體的化學(xué)組成不同;

（4）縮聚產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式要在方括號外側(cè)寫出鏈節(jié)余下的端基原子或原子團(tuán)（與加聚產(chǎn)物不同）。

板塊3 總結(jié)歸納，學(xué)以致用

[生]完成學(xué)案上的表格，總結(jié)加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的對比。

[師]基于上述表格中常見的聚合物產(chǎn)品，同學(xué)們課后可以通過網(wǎng)絡(luò)資源了解這些聚合物的結(jié)構(gòu)簡式，并判斷它們分別是由哪些單體發(fā)生聚合反應(yīng)得到，嘗試書寫其反應(yīng)方程式。

設(shè)計(jì)意圖：通過表格的形式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我總結(jié)、反思提升，使學(xué)生加深對加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的認(rèn)識與對比。為了讓內(nèi)容型評價具有個性和開放性，在課堂的最后，是一個選擇性、開放性、發(fā)展性的作業(yè)，指導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)化學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)際問題中去，將學(xué)習(xí)活動從課內(nèi)延伸至課外，從化學(xué)走向社會，從書本走向生活。

四、教學(xué)反思

在公開課教學(xué)結(jié)束后，廣東省特級教師于才帶領(lǐng)我們?nèi)w骨干老師進(jìn)行了評課與研討。利用課間時間，作為授課教師的我對班里學(xué)生進(jìn)行了“五點(diǎn)量表”的問卷調(diào)查并隨機(jī)抽取了5名學(xué)生進(jìn)行了課后訪談。結(jié)合老師們的點(diǎn)評及學(xué)生的反饋，我有以下幾點(diǎn)反思和老師們分享。

1.化學(xué)聯(lián)系生活，舉例生動形象，激發(fā)學(xué)生興趣

由于面對的是完全陌生的學(xué)生，課前我對授課班級學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和能力水平僅是通過科任教師簡單了解。為了最大程度地減少與學(xué)生的陌生度，課前我以“緣分”為話題引入，進(jìn)行了充分地“暖場”，保證了學(xué)生對我的信任。隨后又以生活中熟悉的高分子材料切入課題，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)中，為了讓學(xué)生更好地理解“鏈節(jié)”等概念，我把高分子聚合物的“鏈節(jié)”比喻為自行車鏈條的一個個扣，將乙烯加聚反應(yīng)過程概括為“雙鍵打開手拉手”，將縮聚反應(yīng)總結(jié)為“大手拉小手”等等，這些生動形象的例子以及通俗易懂的語言化解了課堂教學(xué)的難點(diǎn)，幫助學(xué)生很好地理解加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的微觀反應(yīng)機(jī)理。

2.關(guān)注宏微結(jié)合，重視思維建模，培養(yǎng)關(guān)鍵能力教學(xué)中有關(guān)加聚反應(yīng)的演示，除了采用動畫模擬展示以外，還開展了學(xué)生的角色扮演活動，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，引導(dǎo)學(xué)生從宏觀和微觀結(jié)合的視角分析與解決高分子化合物的合成方法。精心設(shè)置加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的練習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生從題目中找到共性，分類歸化，建立認(rèn)識模型。學(xué)生在此過程中經(jīng)過觀察、類比、分析、推導(dǎo)、歸納等方法解決問題，充分鍛煉和培養(yǎng)記憶力、理解力、模仿力、分析力、創(chuàng)新力等關(guān)鍵能力。

3.問題設(shè)置有遞進(jìn)，習(xí)題設(shè)計(jì)有層次，教學(xué)評價有落實(shí)

從聚乙烯引入加聚反應(yīng)，從氨基酸的脫水縮合引入縮聚反應(yīng)，這些教學(xué)組織都是依據(jù)學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)來設(shè)計(jì)的，層層遞進(jìn)，做到了知識的銜接與鋪墊。學(xué)案中，習(xí)題精心設(shè)計(jì)，有層次有梯度，課堂練習(xí)與提問、學(xué)案投影展示、及時的點(diǎn)評，持續(xù)地評價學(xué)生對知識的理解和掌握情況，保證了課堂教學(xué)達(dá)到目標(biāo)所預(yù)期的教學(xué)效果。本節(jié)課的重點(diǎn)知識：“加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)與對比”也以表格的形式，讓學(xué)生在課堂的最后進(jìn)行歸納和總結(jié)，及時鞏固和加深對所學(xué)知識的理解和記憶。

4.教學(xué)還應(yīng)更關(guān)注學(xué)生的思維過程與認(rèn)識過程根據(jù)廣東省省培項(xiàng)目組的精心安排，公開課結(jié)束后，授課教師可以進(jìn)行問卷調(diào)查。在于老師的大力支持下，我在深圳福田中學(xué)還開展了面對面的學(xué)生課后訪談。這是我從教以來第一次真正意義上的學(xué)生課后訪談，也正是這一次課后訪談帶給我很多啟發(fā)：“為何乙烯發(fā)生加聚反應(yīng)時不會無限制地加聚下去？”“加聚反應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡式中不寫端基原子是因?yàn)闆]有端基原子嗎？”、“縮聚反應(yīng)的類型一定是一種單體和兩種單體嗎？”、“能否各種單體一起縮聚呢？”學(xué)生一連串的提問讓我意識到，一節(jié)課能帶給學(xué)生這么多的思考，對學(xué)生、對老師都是一種收獲。學(xué)生的提問也讓我意識到，在教學(xué)中除了關(guān)注核心知識和能力以外，我們還應(yīng)該注意到學(xué)生的思維方式和認(rèn)知過程，努力化解學(xué)生的認(rèn)知困難，解答學(xué)生的疑問。以后在教學(xué)中，我們都應(yīng)更多地開展課后訪談，及時反思自己的教學(xué)，根據(jù)學(xué)生的反饋調(diào)整自己的教學(xué)設(shè)計(jì)。

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