基于混合式教学模式的有机化合物认知模型建构策略——以高三复习课“醇”为例

河南 熊建飞 吴利敏

混合式教学是一种将在线教学和传统教学的优势结合起来的“线上”+“线下”的教学模式，通过两种教学形式的有机结合，可以把学生的学习由浅度学习引向深度学习 。《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》中将“证据推理与模型认知”作为化学核心素养，要求“知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立认知模型，并能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质与规律”。高中化学学习的有机物种类较多，容易混淆，单凭记忆无法实现对不同有机物性质的掌握。通过对不同有机物认知模型的建构，可以使学生对不同的有机物有较为深刻的理解，从而形成一种根据已有的化学知识预测陌生有机物性质的能力。

高三复习课有别于新授课，从授课任务来看，新授课的任务是引导学生建构对新知识的理解与认知；复习课的任务是帮助学生对已有知识进行系统梳理、形成知识网络、建构模块知识的认知模型。从知识广度上来说，复习课涉及的知识要远远多于新授课的，新授课重在让学生学习新知识，而复习课则重在将已有知识串联在一起，形成网络，使知识系统化。有机物种类繁多，性质多样，因此，作为高三复习课，需要一种行之有效的教学方法。本文将混合式教学的优点与认知模型的建构进行融合，不仅提高了教学效率，同时还促进了学生学科核心素养的养成。

一、课前自主学习，掌握基础知识

课前自主学习分为两步，首先学习乙醇性质的微课，其次根据自学内容完成课前检测。

(1)学习微课《乙醇的结构与性质》，如表1所示。

续表

学生通过课前微课的学习，能够唤起对已有知识的记忆，为课堂建构认知模型和形成知识网络打下基础。微课突出知识的基础性，有难度的知识可以放到课堂上进行深度学习。相关实验可以分开学习，根据需要，一部分放到课前，一部分放到课中，如乙酸乙酯的制备和乙烯的实验室制法，这两个实验用于建构有机物制备模型，因此安排到课中学习。

(2)完成课前检测

课前检测题的编写依据有两个，一是为了检测微课学习效果；二是根据课中深度学习的需要，测试学生的知识水平和掌握程度，为课堂教学设计提供依据。

二、课中深度学习，建构认知模型

环节一：醇的结构与三种反应规律认知模型

1.醇的氧化反应

图2 醇的氧化反应认知模型

掌握醇的催化氧化断键与成键位置，能够根据α-H原子的个数判断出陌生有机物中羟基的催化氧化产物；将催化氧化机理迁移应用到醇与酸性高锰酸钾或酸性重铬酸钾的反应，明确只有含有α-H原子的醇才能使酸性高锰酸钾溶液褪色。

2.醇的取代反应

图3 醇的取代反应认知模型

明确醇的取代反应断键位置及其产物，加深对醇羟基的理解，有利于将羟基的取代反应迁移应用到含羟基的陌生有机物中。

3.醇的消去反应

图4 醇的消去反应认知模型

明确醇的消去反应条件、断键位置、消去规律，有利于将羟基的消去反应迁移应用到含羟基的陌生有机物中，提高解决有机推断问题的准确率和速率。

从醇的结构入手，明确发生每种反应的断键位置，通过三种反应类型认知模型的建构，使学生形成羟基性质的深刻认知，从而能够对含有羟基的陌生有机物进行性质预测。

环节二：醇与其他有机物的转化关系认知模型

学生活动一：完成烯烃、卤代烃、醇、醛、羧酸、酯转化关系图，以乙醇为例写出①到转化的反应条件及反应的方程式。通过有机物转化关系图的绘制，促进学生构建有机物之间相互联系的知识网络，同时突出醇在有机物转化关系中的重要地位。

图5 有机物转化关系图

通过转化关系方程式的书写，明确醇在有机合成中的重要位置，熟练掌握各类有机物之间转化的条件，有利于有机合成题中的物质的快速推断及有机合成路线思维的形成。

作为复习课，要有适当的广度，醇作为一种重要的有机物，在有机合成中占有重要的位置。以醇为桥梁，可以实现烯烃、卤代烃与醛、羧酸、酯的转化，通过化学方程式的书写，可以使学生建立各种官能团间的转化关系的认知模型。

环节三：有机物的制备认知模型建构

1.乙酸乙酯的制备

学生活动二：学习微课《乙酸乙酯的制备实验》，小组讨论合作完成下列问题。

(1)实验原理及特点

(2)实验装置

图6 乙酸乙酯制备装置图

(3)反应条件的选择

①加沸石或碎瓷片的作用是_______________；

②加热，目的是_______________(分别从速率和平衡的角度考虑)；

③浓硫酸的作用是________________；

④为了提高乙酸的转化率，可适当增加________的量；

⑤长导管的作用是________________。

(4)收集与净化：饱和Na2CO3溶液的作用是________________。

(5)产率的计算方法________________。

2.乙烯的实验室制法

学生活动三：学习微课《乙烯的实验室制法》，小组讨论合作完成下列问题。

(1)实验原理：反应的方程式________________。

(2)实验装置

图7 乙烯实验室制法装置图

(3)反应条件的选择

①加沸石或碎瓷片的作用是________________；

②加入试剂的顺序为________________；

③加热温度为________，原因是________________；

④浓硫酸的作用是________________；

⑤长导管的作用是________________。

(3)产物的检验

①烧瓶内溶液混合物逐渐变黑原因是________________；

②检验乙烯的试剂有________，NaOH溶液的作用为________________。

通过乙酸乙酯和乙烯的制备实验的学习，有利于学生形成分析有机合成实验题的能力，为陌生有机物的合成实验提供思路与思维方式。

教材中出现的有机物制备实验不多，而在高考题中经常出现以有机物制备为情景的实验综合题，其制备原理、条件控制、分离提纯其实是来源于教材实验的。因此对教材中为数不多的制备实验进行深入挖掘，可以使学生形成一种制备有机物的思维方法，进而迁移应用到陌生有机物制备的实验中。

环节四：绘制思维导图，建构知识网络

学生活动四：根据前面学习的知识，小组合作完成思维导图的绘制。

图8 “醇”知识思维导图

通过思维导图的绘制，建立起醇的物理性质及化学性质的知识框架，形成对醇的系统认识。

经过以上三个认知模型的建构，学生对醇的性质有了一个深入的认识，然后再通过思维导图的绘制，使这些模块知识系统化、网络化，从而形成对醇的整体认识。

环节五：认知模型的应用

学生活动五：完成2019年全国卷Ⅰ第36题

化合物G是一种药物合成中间体，其合成路线如图9所示：

图9

回答下列问题：

(1)A中的官能团名称是________。

(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳。写出B的结构简式，用星号(*)标出B中的手性碳________。

(3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式________。(不考虑立体异构，只需写出3个)

(4)反应④所需的试剂和条件是________。

(5)⑤的反应类型是________。

(6)写出F到G的反应方程式________________。

本题涉及的醇的性质包括醇的酯化反应及醇与高锰酸钾的反应。醇作为一种重要的有机物，在高考有机合成题中经常出现，通过体验高考试题，可以让学生体会在陌生情景中如何将已建立的认知模型进行迁移应用。在实战中，学生不仅可以巩固知识，还能加深对已有认知模型的理解。

三、实践反思