基于学生“课前预读教材”的化学单元教学实践

徐大珍 何彩霞

摘要： 以“乙烯、乙醇”的教学为载体，阐述以“结构决定性质”学科大概念为统领，将简单有机化合物知识结构的建构、形成认识有机物的思路方法與学生自主阅读能力培养相结合的多维目标单元教学实践，明确将学生课前“预读教材”作为学生学习新课的重要组成部分，并以此为基础来设计单元教学，以实现学生知识理解、思维发展与能力培养的协调统一。

关键词： 课前预读教材; 预习作业设计; 有机物结构与性质; 多维目标； 单元教学

文章编号： 10056629（2022）10004407

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

教材作为课程的载体，是教与学的重要资源。阅读教材是学生获取知识的重要途径，有利于提升阅读能力［1］，建构网络化知识，培养思维方法［2］。学生课前预读教材（以下简称“预读教材”）是指在教师讲授新课之前，学生独立地对教师要讲的内容预先自学教材，记录自己的所学和所思，以便带着问题听课。现实中，对于是否要求学生预读教材，老师们的看法及教学处理不尽一致：部分教师不主张让学生预读教材，认为这样会影响学生在课堂上的听讲；有的教师会让学生提前看一下教材，但没有明确的要求，对学生预读教材的学习情况并没有检查和反馈，课堂上教师的讲授也没有考虑学生课前预习的情况。上述情况均会导致学生的课前预习存在盲目、随意、散在等问题。如何将课前“预读教材”作为学生学习新课的重要组成部分，并以此为基础来设计课堂教学？按照多维目标单元教学的总体思路［3］，依据以学科大概念为统领促进学生知识理解、思维发展和能力培养同步协调统一的化学教学主张［4］，笔者开展了基于学生“预读教材”的单元教学实践探索。现以人教版教科书化学必修（第二册）［5］中“乙烯、乙醇”的教学为例展开探讨。

1 学科大概念统领下的单元知识分析

乙烯和乙醇作为重要的简单有机化合物的代表物，属于高中化学必修课程“主题4 简单的有机化合物及其应用”［6］中的重要内容，有助于丰富学生对于简单有机化合物的组成、结构（官能团）、性质及其相互关系的认识，对于发展学生化学思维，建构“结构决定性质”学科观念具有重要价值。

聚焦化学学科研究对象和任务，以“物质的组成结构决定物质性质及反应”学科大概念为统领，将有机化合物的结构与性质之间的关系具体化，依据《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》［7］中的相关要求，，抽提出单元大概念：有机化合物分子中的官能团决定其性质及反应，以强调认识官能团与性质的关系［8］，由此梳理出必修阶段以“乙烯、乙醇”为内容载体的单元知识层级结构（见图1），以揭示有机物官能团与性质及反应、实验现象与性质等不同知识间的实质性关联，其蕴含着认识有机化合物“组成/结构（官能团）”“典型性质/反应”“用途”及其相互关系的一般思路和方法。

2 “预读教材”作业及其评价方案设计

从学习过程的认知加工角度，学生的学习能力可分为阅读（输入）、思考（加工）和表达（输出）三种基本能力［9］。据此，在学生学习了“认识有机化合物”之后，以学生初步学习的有机化合物知识做铺垫，先后在乙烯、乙醇教学前布置如下的课前“预读教材”作业：课前自主阅读教材，在阅读过程中思考教材中的知识内容，可采用图文结合的方式来呈现自己对知识内容的理解，并写下自己的疑惑或期望学习的问题。

针对学生完成的“预读教材”作业，评价方案设计主要包括两大方面：一是对学生所进行的知识梳理的分析评价；二是对学生所提出的问题的分析评价。对于前者，依据学科大概念统领下的单元知识结构及认识思路，主要从三个维度来分析（见表1）：（1）知识内容［包括有机物名称、组成、结构特点（官能团）、典型性质、反应名称或类型等角度］；（2）知识间的关系（主要包括组成与分类、官能团与性质，性质与用途，实验现象与性质等知识间的关系）；（3）表达方式。对于后者，主要从“是什么”“为什么”“有什么用”或“怎么做”等角度将问题分类，以分析学生所提问题的内容指向。

以表1为参照，教师分析学生“预读教材”作业中所做的有关乙烯、乙醇的知识梳理，并结合学生所提出的问题，来了解学生的阅读预习情况、思维特点、学生的疑惑和希望解决的问题等，为单元学习目标和教学活动的设计提供参考。同时，表1也作为学生自评和他评的工具，对学生预读教材起到引领和促进作用。

3 基于“预读教材”的单元学习目标与教学思路

3.1 单元学习目标

（1） 通过观察、比较和分析，能辨识有机化合物乙烯、乙醇中的官能团（碳碳双键、羟基），能描述乙烯、乙醇的主要化学性质及相应性质实验的现象，能书写相关的反应式，能利用乙烯和乙醇的主要性质进行鉴别。

（2） 在有机化合物典型代表物乙烯和乙醇的学习过程中，能够建立官能团与性质及反应（氧化反应、加成反应、加聚反应等）的关联，加深对有机化合物的“结构决定性质、性质决定用途”的理解，归纳认识有机化合物的一般思路，并能用于分析和解释相关问题。

（3） 经历乙烯和乙醇的学习过程，通过自主阅读、同伴交流和教师指导，能够反思自己所完成的预读教材作业，意识到阅读、思考与表达是增进自身认识、提升学习效果的重要途径，能有意识地利用所学方法自主阅读教材。

3.2 单元教学整体思路

以上述学习目标为导向，本单元按照乙烯、乙醇分为两个课时（为非连续单元［10］）。每个课时均以学生课前阅读教材为起点，选取部分学生所完成的“预读教材”作业作为课堂交流研讨的素材，按照“课前自主预习课中解决问题课后反思提高”三步式单元教学思路展开教学活动（见图2）。其中“课中解决问题”包括分享交流部分学生所完成的“预读教材”作业、通过实验探究和理论分析集中讨论学生的疑问，落实核心主干知识等活动。

4 基于“预读教材”的单元教学实施片段

现列举乙烯和乙醇的部分教学片段以呈现基于“预读教材”单元教学视角下的实施情况。

4.1 第一课时 乙烯的课堂教學片段

作为本单元的第一课时，在学生完成“预读教材”作业的基础上，“乙烯”课堂教学围绕乙烯的组成结构、化学性质及反应（氧化反应、加成反应和加聚反应）这条知识主线，以某几位学生的预读作业为素材引发课堂探讨的开始。通过预读作业分析、实验现象观察描述与归纳总结等活动，引导学生深入认识乙烯的组成结构、性质及反应等主干知识内容及其相互关系，帮助学生逐渐体会高质量知识图的构成要素，引导学生从“是什么”“为什么”和“有什么用”或“怎么办”等角度进一步认识同伴的预习疑问或期待解决的问题。

［活动1.1］师生共同学习和分析关于乙烯的“预读教材”作业（见图3）。

甲同学：这位同学完成的乙烯知识梳理作业，按照教材的编写顺序，把乙烯、烃和有机高分子材料这些内容进行了分类，包含的知识比较全面。

乙同学：我比较欣赏这位同学画的乙烯化学性质知识图，他先用“因其含有碳碳双键——化学性质活泼”这样的表述来说明乙烯结构与性质的关系，再整理出乙烯具体的化学性质和相应的反应式。

活动设计意图及实施情况说明：将部分学生课前“预读教材”完成的乙烯知识梳理作业作为课堂教学中的学习材料，起到分享、交流和学习的作用，促进学生思考：阅读教材时，如何把握核心主干知识，以及如何将自己理解后的知识内容用知识图的形式准确地表达出来。

［活动1.2］实验探究：乙烯与酸性高锰酸钾的氧化反应、乙烯与溴的四氯化碳溶液的加成反应，回应并解决学生在预读教材时所提出的问题。

从学生完成的“预读教材”作业看，全班约95%的学生都提出了自己期待解决的问题。课上教师施以演示实验，在实验事实的基础上，针对学生所提出的主要问题，师生展开交流研讨，逐步形成对乙烯性质与反应的正确认识。

学生问题：乙烯能使酸性高锰酸钾和溴的四氯化碳两种溶液都褪色，二者反应原理是否相同？

实验操作：利用实验制取乙烯，将生成的乙烯分别通入酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液。

实验现象：酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液均褪色。

教师提示：乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色，高锰酸钾中+7价的锰元素被还原为+2价，高锰酸钾发生了还原反应，那么乙烯发生了什么反应？

教师提问：实验测定，乙烯与溴的四氯化碳溶液反应得到的有机产物是1，2二溴乙烷（教师提供其结构式），通过对比，反应前后有机化合物的结构发生了哪些变化？再次阅读教材，你是不是对“加成反应”有了更深层次的理解呢？

活动设计意图及实施情况说明：此活动设计是在整体了解乙烯主要知识内容的基础上，针对学生“阅读教材”作业中提出的问题，借助实验手段，通过观察、分析实验现象，最终达到深入理解乙烯的氧化反应和加成反应的目的。在实际教学过程中，经过实验观察和问题讨论，学生不仅理解了“因乙烯含有碳碳双键而使其化学性质活泼”这句话的含义，还表现出主动思考、积极参与的学习热情和行为。

［活动1.3］总结乙烯组成结构与性质及用途的关系（见图4）。

活动设计意图及实施情况说明：本节课的总结提高部分，以学科大概念“结构决定性质，性质决定用途”为统领，回应本单元学习目标——“有机化合物的组成结构决定其性质及反应、性质决定用途”，指导学生建立乙烯的结构、性质与用途间的逻辑关系，同时，让学生体会乙烯作为有机化合物代表物的学习价值。

4.2 第二课时 乙醇的课堂教学片段

通过“乙烯”的学习，学生对于按照“组成结构性质用途”的思路来整理有机物知识，有了较为深刻的印象。对于本单元第二课时“乙醇”的学习，约60%的学生“预读教材”后所画的乙醇的知识图都可圈可点。约80%的学生在“预读教材”时的疑问或期待解决的问题主要涉及两大方面：一是乙醇的组成与结构，二是乙醇的结构与性质的关系及实验设计。因此，“乙醇”课堂教学的重点就确定为乙醇组成与结构的理论分析，按照“实验设计现象分析化学反应”的知识主线来学习乙醇的性质及反应（与金属钠的反应、氧化反应）。

［活动2.1］师生一起讨论学生在乙醇“预读教材”作业中提出的有关乙醇组成与结构的问题。

教师课前将学生所提的问题编辑成“问题串”，课堂上以此引发学生的思考与讨论。问题串如下：

（1） 由乙醇的分子式（C2H6O）如何推知其结构式？乙醇有同分异构体吗？

（2） 乙醇可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代后的产物，那么乙醇分子能否反过来看成是水分子中的一个氢原子被乙基取代？

（3） 乙醇羟基中的氢原子为什么不如水分子中氢原子活泼？或者说，乙醇分子

羟基中的氢原子与水分子中的氢原子区别在哪儿？

活动设计意图及实施情况说明：将学生课前“预读教材”时提出的部分问题作为课堂教学素材，引发学生思考和交流。在引导学生思考如何提出高质量的问题的同时，引导学生将有机化合物的组成与结构建立联系，渗透从有机化合物的结构角度解释其化学性质的意识。

在课堂教学过程中，学生受到教材中“乙醇可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代后的产物”的启发，由乙烷的组成与结构入手，从取代和插入两个角度，分析分子式为C2H6O的有机化合物可能的结构有两种，从而找到乙醇的同分异构体。

对比乙醇和水的结构，得出乙醇的结构也可以看成是水分子中的一个氢原子被乙基所取代，从而推知乙醇和水分子中的羟基性质有所区别的原因，可能是受分子中羟基以外的原子或原子团的影响，即氢原子和乙基对羟基的化学性质产生了不同的影响。

［活动2.2］实验探究：乙醇与金属钠的反应、乙醇的催化氧化反应。

除上述理论分析外，此活动重在借助化学实验继续解决学生疑问，发展学生的科学认识。

学生问题：有什么证据能证明金属钠不与烷烃中的氢原子反应生成H2？

演示实验：乙醇与金属钠反应的实验。用针筒通过双孔胶塞将无水乙醇注入装有金属钠的试管中，同时将产生的气体导入盛有肥皂液的蒸发皿中。实验结束后，点燃肥皂泡。

设计意图及实施情况说明：在试管中实现金属钠与乙醇的反应，引导学生观察、分析实验现象，了解乙醇与金属钠反应缓慢，其剧烈程度远不如金属钠与水的反应。

演示实验结束后，再次展示保存在煤油中的金属钠，以此说明金属钠不与烷烃发生反应，因为煤油就是多种烷烃的混合物。结合上述乙醇组成与结构的理论分析和乙醇与金属钠反应的实验事实，促进学生深入理解乙醇结构中的官能团——羟基决定了乙醇与金属钠的反应。

学生问题：铜作为催化剂，是先参与反应变为CuO， CuO再与乙醇反应生成铜吗？

分组实验：乙醇的催化氧化实验。将螺旋状的铜丝在酒精灯上加热至红热，趁熱伸入提前装好无水乙醇的试管中，反复2～3次，闻试管中液体的气味。

设计意图及实施情况说明：学生完成分组实验操作，观察并分析实验现象。这一过程不仅解答了学生的疑问，还激起了部分学生的好奇心，课堂生成了新的问题：如何从断键和成键的角度分析乙醇的催化氧化反应？

［活动2.3］总结乙醇的官能团（羟基）与性质的关系（见图5）。

活动设计意图及实施情况说明：本节课的总结提高部分，让学生进一步理解单元大概念“有机化合物的官能团决定其性质及反应”。教学板书是本节课上师生讨论和生生讨论后思维外显化的产物，学生见证了它的生成过程，体会到了课上积极思考和正确表达是提高学习质量的重要途径。

5 单元教学反思

5.1 以课前预读教材为抓手，注重学生学习能力的培养

基于学生课前预读教材的单元教学，强调以学科大概念为统领，将简单有机化合物知识结构的建构、形成有机物的认识思路与学生自主阅读能力培养等进行整合，力图实现学生知识理解、思维发展与能力培养的协调统一［11］。

与以往预习不同，指向多维目标的课前预读教材，不仅仅是阅读，而是要求学生在“自主阅读”基础上完成“知识梳理”“提出问题”等作业，将自己的认识和思考显现出来，以促进学生养成自主阅读、思考及表达的习惯和能力。就预读教材的内容看，需要基于学生已有的知识经验来选取和安排阅读的教材内容（有上下位关系、并列关系的内容等），本单元选择以“乙烯、乙醇”为例来开展预读教材，可按照图1所示的知识层级关系引导学生在阅读过程中进行知识关联和类比迁移。通过课前预读教材作业及其评价反馈，给予学生明确的引导，有利于发挥“预读教材”作业的导学、促学和测查功能。此外，在课堂上将部分学生完成的“预读教材”作业进行分享与研讨，能起到同伴互助、相互学习以及促进学生自我反思的作用。学生对照他人作业，反思和优化自己的知识梳理和所提出的问题，是学生深化知识理解的过程，亦是提升自身思考能力的过程。

5.2 基于课前预读教材开展单元教学，需要教师做出积极的应对

基于课前预读教材开展单元教学，其中最为关键的是，要基于学生的已有认识以多维目标为导向来设计单元教学。为此，教师需要做出积极的应对，具体包括：（1）教师对学生预读教材作业进行分析评价，使之转化为课堂教学资源，如挑出具有代表性的“知识梳理”作业作为课堂上分享研讨的素材、遴选学生提出的有价值的问题并将其编辑成“问题串”作为课堂教学的问题线索。（2）针对学生提出的主要问题以及考虑到通过阅读教材无法完成的部分内容（如实验部分）等，选择教学关键内容展开课堂上的探究，以确定课堂上教学活动的侧重点。（3）考虑到学生预读教材可能存在的差异，在按照课前、课中和课后进行单元整体设计的同时，教师有意识、有侧重地进行个别指导，以兼顾学生的学习基础和不同的学习需求，如对于基础较好的学生，课后可延续课上的问题讨论；对于基础较薄弱的个别学生，教师会付出更多精力来协助他们落实核心主干知识、厘清知识间的内在关系。

需要说明的是，按照“自主阅读”“知识梳理”“提出问题”设计课前预读教材的作业，应依据学生完成的课前预读教材情况来设计和调控单元教学，这就需要教师进一步了解学情，根据学生的情况加以选择性地使用。

参考文献：

［1］乐进军. 科学阅读： 内涵、价值与策略［J］. 中国教师， 2021，（3）： 73～75.

［2］何清松. 基于教材深度阅读的单元复习教学实践——以“化学平衡移动”单元为例［J］. 中小学教学研究， 2018，（2）： 71～76.

［3］季苹等著. 多维目标单元： 孕育有结构的能力［M］. 北京： 教育科学出版社， 2019： 48～57，42～43.

［4］［11］何彩霞主编. 核心素养导向的化学教学探索［M］. 北京： 北京教育出版社， 2019： 2.

［5］人民教育出版社， 课程教材研究所， 化学课程教材研究开发中心编著.普通高中教科书·化学必修（第二册）［M］. 北京： 人民教育出版社， 2019： 67～82.

［6］［7］中华人民共和国教育部制订. 普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）［S］. 北京： 人民教育出版社， 2020： 21～23.

［8］［10］何彩霞. 化学学科核心素养导向的大概念单元教学探讨［J］. 化学教学， 2019，（11）： 44～48.

［9］余文森. 核心素养导向的课堂教学［M］. 上海： 上海教育出版社， 2017： 18.