以化学发展历程为线索的教学设计

2014-11-04 23:47艾水高
化学教学 2014年9期
关键词:历程化学结构

艾水高

摘要:以化学发展历程为线索进行教学设计,有助于进行科学方法教育。在教学设计时,要深入梳理化学历史事件中蕴含的知识、方法与情感要素;可在分析相关历史事件与教学目标联系的基础上,删除枝节内容,突出化学发展的主线;要结合学生实际情况,设计具体的教学环节与教学过程。此外,在以化学发展历史为线索的同时,也需要关注知识逻辑结构问题。

关键词:化学发展历程;教学设计;苯

文章编号:1005–6629(2014)9–0044–04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

化学具有非常古老的历史渊源,在一定程度上可以说,从人类学会使用火,就开始了最早的化学实践活动。化学史是化学发展的血脉,是化学学科中不可分割的组成部分,是体现化学学科人文特征的重要载体,也是化学教育的基本内容。化学史主要涉及科学家传记、化学历史事件、化学发展历程等内容。科学家传记主要介绍在化学领域作出杰出贡献的科学家,如拉瓦锡、居里夫人等;化学历史事件主要介绍影响化学历史发展的重要研究与应用成果,如α粒子散射实验、放射性的发现等;化学发展历程则主要介绍人类对于化学现象的认识过程,如人类对原子结构的认识、对苯的研究等。总体而言,化学发展历程整合了相关领域的杰出科学家与重要历史事件,并按时间演变的顺序排列,具有综合性、结构性与逻辑性。

目前,有关教学中化学史应用的研究主要集中于科学家传记与化学历史事件,对于应用化学发展历程的研究较少。化学发展历程中蕴含着哪些教育要素?如何融入化学发展历程?在融入化学发展历程时应该注意哪些问题?本文试图作一些初步的探讨。

1 化学发展历程是方法教育的重要载体

对于化学史的功能,可谓众说纷纭。但得到普遍认同的不外乎以下几点:第一,激发学生的学习动机与好奇心,提高学生的学习兴趣。第二,启发学生的探索精神,培养学生的人文素养;第三,培养学生的爱国主义精神,建立辩证唯物主义的世界观。第四,促进学生掌握科学方法,培养学生科学素养。

整体来看,有关化学史功能的认识集中于情感态度与价值观层面,这些功能的实现主要依赖于科学家孜孜以求的探究精神、实事求是的科学态度等个人魅力。而对于促进学生掌握科学方法的功能,虽然有所提及,但着墨不多。哲学家培根曾说过:“读史使人明智。”我国化学家傅鹰对此也有切身体会,正如他所说:“化学可以给人以知识,化学史可以给人以智慧。”在汉语语境中,智慧是以思考、分析、探索为基础的高级综合能力,以方法掌握为其必备基础。可见,促进方法掌握应该成为化学史的重要功能。

化学发展历程是依照时间顺序发展的化学历史事件序列,以单一化学历史事件为基础,强调历史事件的内在联系。在化学发展历程中,成功的研究往往以已有认识为前提,以两类研究方法为核心。一类是技术方法,新型技术方法的应用为科学家的研究奠定基础。二是思维方法,科学家创造性的思维是研究取得成果的关键。亦有研究表明,化学发展历程中所展现出的科学方法的进步,与学生的认知发展历程具有相似性,这就为学生在体验化学发展历程中理解与把握科学方法提供了理论基础。为此,也有必要将化学发展历程作为方法教育的载体。

2 以化学发展历程为线索的教学设计是进行方法教育的有效途径

广义而言,化学史应用主要有两种途径,即融入式和专题式。若将化学史素材整合至学生化学学习过程中,称为融入式应用。若利用课余时间对相关化学史作专题研究,称为专题式应用。相对而言,融入式应用能够满足多数学生的需要,且不过度影响教学安排,专题式应用更适合作为兴趣小组的活动方式。

融入式应用又可以分为三种类型:故事式、情境式、线索式。故事式应用一般在完成主要内容学习后,所呈现的故事虽然与学习内容有关,但并不建立明确联系。主要利用学生喜欢听故事的心理特征,激发学生兴趣,并进行情感态度教育。化学发展历程中一般涉及多个化学历史事件,集中以故事形式呈现会耗费较长时间。而若分散至课堂中,则又会影响原有课堂结构,削弱教学过程的连贯性。

情境式应用与学习内容的联系更为紧密。引入性情境可用于产生值得研究的问题,引发对于新内容的学习。应用性情境则可用于内容学习之后,通过解决与所学内容相关的问题,起到巩固课堂知识、发展应用能力的效果。这种处理方式使得化学发展历程与学习内容产生紧密联系,可促进学生的学习。不过,因为依照学科逻辑顺序组织课堂结构,化学发展历程中的各个事件被拆解。若无法依照事件发生的先后顺序排列,有可能给人以次序颠倒、逻辑混乱的感觉。

线索式应用以相关化学事件的发展顺序替代学习内容的逻辑顺序,以化学历史事件的更替作为区分各教学环节的标志。在每个教学环节中,通过再现历史情境,引导学生产生值得研究的问题;通过借鉴科学家研究的思路,引导学生感悟并应用科学方法;通过解决曾经面临的问题,发展学生应用知识解决问题的能力。这种处理方式将学生置于不断的研究与问题解决中,有助于激发学生的学习兴趣,促进他们的积极参与,引导他们体验科学的历程,掌握科学的方法。可见,相对于融入式应用和情境式应用而言,线索式应用更加有助于对学生进行方法教育。

3 以化学发展历程为线索进行教学设计的实施路径

以化学发展历程为线索进行教学设计,首先需要深入梳理相关化学历史事件,分析其中蕴含的知识、方法与情感要素;其次需要分析相关历史事件与教学目标的联系,删除与教学目标关系不大的枝节内容,或超出学生接受程度的学习内容,突出化学发展的主线;再次围绕整理后的化学历史事件,结合学生实际情况,设计教学环节与教学过程。在此以“苯分子结构的确定”为例进行说明。

3.1 化学发展历程整理

化学发展历程整理要求依顺序排列历史事件,解析研究过程,提炼知识要素、方法要素与情感要素。在整理化学发展历程时,需多方查阅资料,深入研究资料,细致整理资料,并注意辨别资料的真伪。要尽量选用真实发生的历史事件,少使用传奇性质的轶事,以免给学生造成科学家灵光一闪就推进了化学历史发展的虚幻感觉。

例如,在苯分子结构的确定历程中,涉及苯的最简式确定、分子式确定、结构式确定等阶段,其中结构式的确定经历了传统的凯库勒式和现代化学研究阶段,具体如表1所示。通过此过程,可以加深对于化学发展历程的理解,为有效选用化学历史事件奠定基础。需要指出的是,在描述凯库勒的研究时,需强调其研究基础,不宜过度渲染梦境的作用。

3.2 建立与教学目标联系

全面整理化学发展历程后,就需要依据教学目标,精选历史事件。具体而言,可依据两条原则进行筛选。一是内容的学习要求,若不在教学目标范围内,则需要排除。二是内容的学习难度,若已经超出了学生的接受能力,则也需要排除。在排除不适合的历史事件后,需要思考化学发展历程是否足以支持学生的学习进程。

例如,对于苯的结构,依据课程标准,参考教材内容,可确定学习目标:掌握苯分子的结构;了解确定苯的结构的思路与方法;认识到科学发展是不断完善的过程。依此进行分析,苯甲酸和石灰得到苯的反应不属于学习要求,因此就不必应用米希尔里希制取苯的实验。此外,苯的核磁共振氢谱图虽然对于确定苯的结构非常关键,但学生理解难度很大,因此也不宜应用核磁共振氢谱的内容。

排除相应内容后,进一步提炼有关苯研究的化学发展历程,得到如图1所示结果。值得指出的是,删减后的内容完全体现了苯的结构确定的思路,且显得非常精炼,有助于教学过程突出重点。

提炼化学发展历程后,就可以区分出相应的教学环节,并设计各环节的教学思路与方法。要注意深入分析化学史内容与学生已有基础的联系,挖掘对于学生学习最有价值的成分,在充分激发学生已有经验与方法的基础上,设计恰当的探究过程,引导学生在不断的发现问题、分析问题、解决问题的过程中,实现能力的发展。对于具体化学研究,既可能选择相对完整的过程,也可以选取其中关键的片断。

例如,对于苯的最简式、分子式的确定,因为已知含碳量、含氢量、相对分子质量,完全在学生能力范围内,问题解决难度不大,因而不必作为课堂教学重点,在此也不加赘述。而对于苯结构的确定,从凯库勒提出环状结构,到最终确定碳碳键是介于单双键之间的特殊的键,经历了漫长的研究,可重点引导学生参与、体验此历程。具体而言,可采用如下思路:

[介绍历史]在知道苯的分子式为C6H6后,对苯的结构,凯库勒在分析了大量的实验事实之后认为:这是一个很稳定的“核”,6个碳原子之间的结合非常牢固,而且排列十分紧凑,该“核”可以和其他碳原子形成一系列化合物。于是,他集中精力研究这6个碳原子的“核”。在提出了多种开链式结构但又因其与实验结果不符而一一否定。1865年,凯库勒终于悟出闭合链的形式是解决苯分子结构的关键,先以(Ⅰ)式表示苯结构。1866年,凯库勒又提出了(Ⅱ)式,后简化为(Ⅲ)式,也就是凯库勒式。

关于凯库勒悟出苯分子的环状结构的经过,一直是化学史上的一个趣闻。据他自己说这来自于一个梦。那是他在比利时的根特大学任教时,一天夜晚,他在书房中打起了瞌睡,眼前又出现了旋转的碳原子。碳原子的长链像蛇一样盘绕卷曲,忽见一蛇抓住了自己的尾巴,并旋转不停。他像触电般地猛醒过来,整理苯环结构的假说,又忙了一夜。对此,凯库勒说:“我们应该会做梦!……那么我们就可以发现真理,……但不要在清醒的理智检验之前,就宣布我们的梦。”其实关于凯库勒提出苯分子假说的传说有很多版本,但都是来源于梦,只不过是做梦的地点和梦境不太一样。凯库勒能够从梦中得到启发,成功地提出重要的结构学说,并不是偶然的。这是由于他善于独立思考,平时总是冥思苦想有关的原子、分子、结构等问题,才会梦其所思;更重要的是,他懂得化合价的真正意义,善于捕捉直觉形象;加之以事实为依据,以严肃的科学态度进行多方面的分析和探讨,这一切都为他取得成功奠定了基础。(设计意图:介绍历史,强调轶事背后严肃认真的科学态度,进行情感态度价值观教育)

[提出问题]若凯库勒提出的有关苯的结构是合理的,大家认为应该体现出怎样的性质?又该如何设计实验进行证明呢?

[学生讨论]因为存在多个碳碳双键,因而应该能够使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,可以将苯加入溴水及酸性高锰酸钾溶液中,观察是否褪色。

[进行实验]将苯加入溴水及酸性高锰酸钾溶液中,均没有出现褪色现象。

[学生分析]苯中应该没有典型的碳碳双键,说明凯库勒式仍然有待改进。

[教师讲解]凯库勒提出的苯分子结构有缺陷,但是他为苯分子结构的最终确定和对有机化学的发展作出了重大的贡献。为了纪念这位伟大的有机化学家,凯库勒式表示的苯分子一直沿用到今天。(设计意图:引导学生模拟科学研究,经历提出假设、设计方案、进行实验、获取结论的科学探究过程,让学生切实体验科学是不断发展的历程,存在的不足并不能否定科学家的伟大贡献)

[提供信息]化学发展到今天,有更多的先进方法和现代仪器可以为物质结构的确定提供更有力的证据。现提供一些实验的结果,请思考实验能够说明什么,可以获取哪些启示?

(材料1)现代化学研究表明:苯分子的邻位二元取代物只有一种结构。

根据共价键参数,苯分子中只有一种碳碳键,键长介于单键与双键之间,说明是一种特殊的化学键。

[教师总结]研究可以表明,苯分子中只有一种碳碳键,且介于碳碳单键与碳碳双键之间,因而不完全具备典型碳碳双键的性质。(设计意图:学生很难模仿科学家研究直接获取以上数据。为此,此处采用提供数据的途径,重点发展学生分析数据获取结论的能力。可见,根据可接受性,学生可以仅经历科学过程的某些片断,重点发展某方面的能力)

4 启示与展望

以化学发展历程为线索,有助于学生在经历、体验科学研究的过程中,促进能力的发展、情感的提升。不过,人类对知识的认识过程与知识的逻辑顺序并不一致,而形成知识的逻辑结构也是学生掌握学习内容的基本要求。因此,在教学完成后,要有意识地引导学生整理相关知识,形成相应逻辑结构,从而促进三维目标的协同实现。如学习完苯后,可以分别从结构与性质角度进行整理,并注重建立结构与性质之间的联系,促使学生更好地掌握知识,感悟知识间的内在联系。

参考文献:

[1]朱鹏飞,徐惠.“苯”的教学设计[J].化学教学,2014,(1):40~43.

例如,在苯分子结构的确定历程中,涉及苯的最简式确定、分子式确定、结构式确定等阶段,其中结构式的确定经历了传统的凯库勒式和现代化学研究阶段,具体如表1所示。通过此过程,可以加深对于化学发展历程的理解,为有效选用化学历史事件奠定基础。需要指出的是,在描述凯库勒的研究时,需强调其研究基础,不宜过度渲染梦境的作用。

3.2 建立与教学目标联系

全面整理化学发展历程后,就需要依据教学目标,精选历史事件。具体而言,可依据两条原则进行筛选。一是内容的学习要求,若不在教学目标范围内,则需要排除。二是内容的学习难度,若已经超出了学生的接受能力,则也需要排除。在排除不适合的历史事件后,需要思考化学发展历程是否足以支持学生的学习进程。

例如,对于苯的结构,依据课程标准,参考教材内容,可确定学习目标:掌握苯分子的结构;了解确定苯的结构的思路与方法;认识到科学发展是不断完善的过程。依此进行分析,苯甲酸和石灰得到苯的反应不属于学习要求,因此就不必应用米希尔里希制取苯的实验。此外,苯的核磁共振氢谱图虽然对于确定苯的结构非常关键,但学生理解难度很大,因此也不宜应用核磁共振氢谱的内容。

排除相应内容后,进一步提炼有关苯研究的化学发展历程,得到如图1所示结果。值得指出的是,删减后的内容完全体现了苯的结构确定的思路,且显得非常精炼,有助于教学过程突出重点。

提炼化学发展历程后,就可以区分出相应的教学环节,并设计各环节的教学思路与方法。要注意深入分析化学史内容与学生已有基础的联系,挖掘对于学生学习最有价值的成分,在充分激发学生已有经验与方法的基础上,设计恰当的探究过程,引导学生在不断的发现问题、分析问题、解决问题的过程中,实现能力的发展。对于具体化学研究,既可能选择相对完整的过程,也可以选取其中关键的片断。

例如,对于苯的最简式、分子式的确定,因为已知含碳量、含氢量、相对分子质量,完全在学生能力范围内,问题解决难度不大,因而不必作为课堂教学重点,在此也不加赘述。而对于苯结构的确定,从凯库勒提出环状结构,到最终确定碳碳键是介于单双键之间的特殊的键,经历了漫长的研究,可重点引导学生参与、体验此历程。具体而言,可采用如下思路:

[介绍历史]在知道苯的分子式为C6H6后,对苯的结构,凯库勒在分析了大量的实验事实之后认为:这是一个很稳定的“核”,6个碳原子之间的结合非常牢固,而且排列十分紧凑,该“核”可以和其他碳原子形成一系列化合物。于是,他集中精力研究这6个碳原子的“核”。在提出了多种开链式结构但又因其与实验结果不符而一一否定。1865年,凯库勒终于悟出闭合链的形式是解决苯分子结构的关键,先以(Ⅰ)式表示苯结构。1866年,凯库勒又提出了(Ⅱ)式,后简化为(Ⅲ)式,也就是凯库勒式。

关于凯库勒悟出苯分子的环状结构的经过,一直是化学史上的一个趣闻。据他自己说这来自于一个梦。那是他在比利时的根特大学任教时,一天夜晚,他在书房中打起了瞌睡,眼前又出现了旋转的碳原子。碳原子的长链像蛇一样盘绕卷曲,忽见一蛇抓住了自己的尾巴,并旋转不停。他像触电般地猛醒过来,整理苯环结构的假说,又忙了一夜。对此,凯库勒说:“我们应该会做梦!……那么我们就可以发现真理,……但不要在清醒的理智检验之前,就宣布我们的梦。”其实关于凯库勒提出苯分子假说的传说有很多版本,但都是来源于梦,只不过是做梦的地点和梦境不太一样。凯库勒能够从梦中得到启发,成功地提出重要的结构学说,并不是偶然的。这是由于他善于独立思考,平时总是冥思苦想有关的原子、分子、结构等问题,才会梦其所思;更重要的是,他懂得化合价的真正意义,善于捕捉直觉形象;加之以事实为依据,以严肃的科学态度进行多方面的分析和探讨,这一切都为他取得成功奠定了基础。(设计意图:介绍历史,强调轶事背后严肃认真的科学态度,进行情感态度价值观教育)

[提出问题]若凯库勒提出的有关苯的结构是合理的,大家认为应该体现出怎样的性质?又该如何设计实验进行证明呢?

[学生讨论]因为存在多个碳碳双键,因而应该能够使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,可以将苯加入溴水及酸性高锰酸钾溶液中,观察是否褪色。

[进行实验]将苯加入溴水及酸性高锰酸钾溶液中,均没有出现褪色现象。

[学生分析]苯中应该没有典型的碳碳双键,说明凯库勒式仍然有待改进。

[教师讲解]凯库勒提出的苯分子结构有缺陷,但是他为苯分子结构的最终确定和对有机化学的发展作出了重大的贡献。为了纪念这位伟大的有机化学家,凯库勒式表示的苯分子一直沿用到今天。(设计意图:引导学生模拟科学研究,经历提出假设、设计方案、进行实验、获取结论的科学探究过程,让学生切实体验科学是不断发展的历程,存在的不足并不能否定科学家的伟大贡献)

[提供信息]化学发展到今天,有更多的先进方法和现代仪器可以为物质结构的确定提供更有力的证据。现提供一些实验的结果,请思考实验能够说明什么,可以获取哪些启示?

(材料1)现代化学研究表明:苯分子的邻位二元取代物只有一种结构。

根据共价键参数,苯分子中只有一种碳碳键,键长介于单键与双键之间,说明是一种特殊的化学键。

[教师总结]研究可以表明,苯分子中只有一种碳碳键,且介于碳碳单键与碳碳双键之间,因而不完全具备典型碳碳双键的性质。(设计意图:学生很难模仿科学家研究直接获取以上数据。为此,此处采用提供数据的途径,重点发展学生分析数据获取结论的能力。可见,根据可接受性,学生可以仅经历科学过程的某些片断,重点发展某方面的能力)

4 启示与展望

以化学发展历程为线索,有助于学生在经历、体验科学研究的过程中,促进能力的发展、情感的提升。不过,人类对知识的认识过程与知识的逻辑顺序并不一致,而形成知识的逻辑结构也是学生掌握学习内容的基本要求。因此,在教学完成后,要有意识地引导学生整理相关知识,形成相应逻辑结构,从而促进三维目标的协同实现。如学习完苯后,可以分别从结构与性质角度进行整理,并注重建立结构与性质之间的联系,促使学生更好地掌握知识,感悟知识间的内在联系。

参考文献:

[1]朱鹏飞,徐惠.“苯”的教学设计[J].化学教学,2014,(1):40~43.

例如,在苯分子结构的确定历程中,涉及苯的最简式确定、分子式确定、结构式确定等阶段,其中结构式的确定经历了传统的凯库勒式和现代化学研究阶段,具体如表1所示。通过此过程,可以加深对于化学发展历程的理解,为有效选用化学历史事件奠定基础。需要指出的是,在描述凯库勒的研究时,需强调其研究基础,不宜过度渲染梦境的作用。

3.2 建立与教学目标联系

全面整理化学发展历程后,就需要依据教学目标,精选历史事件。具体而言,可依据两条原则进行筛选。一是内容的学习要求,若不在教学目标范围内,则需要排除。二是内容的学习难度,若已经超出了学生的接受能力,则也需要排除。在排除不适合的历史事件后,需要思考化学发展历程是否足以支持学生的学习进程。

例如,对于苯的结构,依据课程标准,参考教材内容,可确定学习目标:掌握苯分子的结构;了解确定苯的结构的思路与方法;认识到科学发展是不断完善的过程。依此进行分析,苯甲酸和石灰得到苯的反应不属于学习要求,因此就不必应用米希尔里希制取苯的实验。此外,苯的核磁共振氢谱图虽然对于确定苯的结构非常关键,但学生理解难度很大,因此也不宜应用核磁共振氢谱的内容。

排除相应内容后,进一步提炼有关苯研究的化学发展历程,得到如图1所示结果。值得指出的是,删减后的内容完全体现了苯的结构确定的思路,且显得非常精炼,有助于教学过程突出重点。

提炼化学发展历程后,就可以区分出相应的教学环节,并设计各环节的教学思路与方法。要注意深入分析化学史内容与学生已有基础的联系,挖掘对于学生学习最有价值的成分,在充分激发学生已有经验与方法的基础上,设计恰当的探究过程,引导学生在不断的发现问题、分析问题、解决问题的过程中,实现能力的发展。对于具体化学研究,既可能选择相对完整的过程,也可以选取其中关键的片断。

例如,对于苯的最简式、分子式的确定,因为已知含碳量、含氢量、相对分子质量,完全在学生能力范围内,问题解决难度不大,因而不必作为课堂教学重点,在此也不加赘述。而对于苯结构的确定,从凯库勒提出环状结构,到最终确定碳碳键是介于单双键之间的特殊的键,经历了漫长的研究,可重点引导学生参与、体验此历程。具体而言,可采用如下思路:

[介绍历史]在知道苯的分子式为C6H6后,对苯的结构,凯库勒在分析了大量的实验事实之后认为:这是一个很稳定的“核”,6个碳原子之间的结合非常牢固,而且排列十分紧凑,该“核”可以和其他碳原子形成一系列化合物。于是,他集中精力研究这6个碳原子的“核”。在提出了多种开链式结构但又因其与实验结果不符而一一否定。1865年,凯库勒终于悟出闭合链的形式是解决苯分子结构的关键,先以(Ⅰ)式表示苯结构。1866年,凯库勒又提出了(Ⅱ)式,后简化为(Ⅲ)式,也就是凯库勒式。

关于凯库勒悟出苯分子的环状结构的经过,一直是化学史上的一个趣闻。据他自己说这来自于一个梦。那是他在比利时的根特大学任教时,一天夜晚,他在书房中打起了瞌睡,眼前又出现了旋转的碳原子。碳原子的长链像蛇一样盘绕卷曲,忽见一蛇抓住了自己的尾巴,并旋转不停。他像触电般地猛醒过来,整理苯环结构的假说,又忙了一夜。对此,凯库勒说:“我们应该会做梦!……那么我们就可以发现真理,……但不要在清醒的理智检验之前,就宣布我们的梦。”其实关于凯库勒提出苯分子假说的传说有很多版本,但都是来源于梦,只不过是做梦的地点和梦境不太一样。凯库勒能够从梦中得到启发,成功地提出重要的结构学说,并不是偶然的。这是由于他善于独立思考,平时总是冥思苦想有关的原子、分子、结构等问题,才会梦其所思;更重要的是,他懂得化合价的真正意义,善于捕捉直觉形象;加之以事实为依据,以严肃的科学态度进行多方面的分析和探讨,这一切都为他取得成功奠定了基础。(设计意图:介绍历史,强调轶事背后严肃认真的科学态度,进行情感态度价值观教育)

[提出问题]若凯库勒提出的有关苯的结构是合理的,大家认为应该体现出怎样的性质?又该如何设计实验进行证明呢?

[学生讨论]因为存在多个碳碳双键,因而应该能够使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,可以将苯加入溴水及酸性高锰酸钾溶液中,观察是否褪色。

[进行实验]将苯加入溴水及酸性高锰酸钾溶液中,均没有出现褪色现象。

[学生分析]苯中应该没有典型的碳碳双键,说明凯库勒式仍然有待改进。

[教师讲解]凯库勒提出的苯分子结构有缺陷,但是他为苯分子结构的最终确定和对有机化学的发展作出了重大的贡献。为了纪念这位伟大的有机化学家,凯库勒式表示的苯分子一直沿用到今天。(设计意图:引导学生模拟科学研究,经历提出假设、设计方案、进行实验、获取结论的科学探究过程,让学生切实体验科学是不断发展的历程,存在的不足并不能否定科学家的伟大贡献)

[提供信息]化学发展到今天,有更多的先进方法和现代仪器可以为物质结构的确定提供更有力的证据。现提供一些实验的结果,请思考实验能够说明什么,可以获取哪些启示?

(材料1)现代化学研究表明:苯分子的邻位二元取代物只有一种结构。

根据共价键参数,苯分子中只有一种碳碳键,键长介于单键与双键之间,说明是一种特殊的化学键。

[教师总结]研究可以表明,苯分子中只有一种碳碳键,且介于碳碳单键与碳碳双键之间,因而不完全具备典型碳碳双键的性质。(设计意图:学生很难模仿科学家研究直接获取以上数据。为此,此处采用提供数据的途径,重点发展学生分析数据获取结论的能力。可见,根据可接受性,学生可以仅经历科学过程的某些片断,重点发展某方面的能力)

4 启示与展望

以化学发展历程为线索,有助于学生在经历、体验科学研究的过程中,促进能力的发展、情感的提升。不过,人类对知识的认识过程与知识的逻辑顺序并不一致,而形成知识的逻辑结构也是学生掌握学习内容的基本要求。因此,在教学完成后,要有意识地引导学生整理相关知识,形成相应逻辑结构,从而促进三维目标的协同实现。如学习完苯后,可以分别从结构与性质角度进行整理,并注重建立结构与性质之间的联系,促使学生更好地掌握知识,感悟知识间的内在联系。

参考文献:

[1]朱鹏飞,徐惠.“苯”的教学设计[J].化学教学,2014,(1):40~43.

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