以微项目教学促进高中有机化学深度学习

曹艳艳

摘要：为实现有机化学的深度学习，在高二理科班开设了选择性必修课程《有机化学基础》，新课标对此提出的要求是：通过本课程的学习，学生能建立“组成结构决定性质”的基本观念，形成基于官能团、化学键与反应类型认识有机化合物的一般思路;了解测定有机化合物结构、探究性质、设计合成路线的相关知识，发展化学学科核心素养。

关键词：微项目教学;有机化学;深度学习

鲁教版新教材以高观点、大视野、多角度诠释核心素养内涵，科学构建核心素养的发展进阶，基于进阶思考教材在每章末设置一个微观项目开展项目式教学，项目式教学旨在引导学生面对实际的化学问题学以致用，实现由所学知识向关键能力和核心素养的转化。

有机化学是在原子、分子水平上研究有机化合物的组成、结构、性质、转化及应用的科学。有机化合物中原子主要以共价键相结合，分子结构复杂，致使有机化合物种类繁多、数量庞大，学生在初学有机化学时感到难以切入。为了帮助学生解决这个难题，教材在第一章的章末设置了第一个微项目——模拟和表征有机化合物分子结构，本项目通过两个项目活动实现多角度认识有机化合物分子结构。项目活动1-利用模型模拟有机化合物的分子结构，首先让学生观察实验室里的有机化合物分子结构模型，写出这些模型对应的结构简式和分子式，并指出所属哪类有机化合物，学生通过亲自观察建立强烈的直观效果，从感性上认知原子或原子团的链接顺序、成键方式，使他们形成正确的价键理论;再让学生通过亲手拼插模型，认识甲烷的正四面体结构;最后学生通过组内交流谈论的方式搭建C4H10O的球棍模型，通过搭建模型学生能感受到有机化合物分子种类繁多的现象，并且能够建构有机化合物同分异构体书写的思路，即碳骨架異构、官能团位置异构、官能团类型异构、对映异构，准确认识有机化合物的分子结构，对进一步研究有机化合物的化学性质、探索结构改变与性质变化之间的关系都有这十分重要的意义。项目活动2-利用图谱表征有机化合物的分子结构，通过此项活动让学生知道可以通过现代仪器分析法快速、准确地测定有机化合物的分子结构，利用红外光谱可获得分子中所含有的化学键或官能团信息，利用核磁共振氢谱获得有机化合物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的相对数目信息，利用质谱精准测定相对分子量。学生基于两个项目活动达成本项目的学习目标即深入体会有机化合物的分子结构特征，形成多角度认识有机化合物分子结构的思路和方法，进一步体会“结构决定性质，性质反映结构”的学科思想。发展了“宏观辨识与微观探析”、“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。

为了实现有机化学反应的创造性应用，在第二章设置了第二个微项目——探秘神奇的医用胶，医用胶在外科手术中代替手术缝合线，既能减少患者的痛苦，又能使伤口愈合后保持美观。通过对医用胶结构与性能的探究，建立有机化合物宏观性能与微观分子结构之间的联系，体验有机化学反应在实践中的创造性应用;通过对医用胶改性的研讨，进一步巩固利用有机化学反应实现官能团转化的方法。此项目围绕两个项目活动展开，项目活动1-从性能需求探究医用胶的分子结构及粘合原理，项目活动2-通过结构转化改进医用胶的安全性等性能。为了让帮助学生完成项目活动，在每个项目中都给出了资料卡片，学生结合资料卡片上所给的相关信息，组内讨论小组合作完成项目活动，通过这样的活动提高学生的阅读能力、信息提取和整合能力，也发展了团队的协作能力，最后小组展示项目成果。通过探秘神奇的医用胶，学生深入领会“结构决定性质，性质反映结构”的学科思想，并形成应用有机化合物性质分析解释实际现象、利用有机化学反应解决材料改进问题的思路。重点发展“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”“变化观念与平衡思想”“科学探究与创新意识”的化学学科核心素养。

有机化学最终要服务于人类生活，有机合成赋予人类神奇的创造力，使人们能利用最简单的原料和反应制造出各种各样的有机化合物，对于高中生来说他们需要了解有机合成的基本方法和程序，为了实现有机化学的学习进阶，发展有机合成在新型材料研发中的应用，在第三章设置了第三个微项目——改进手机电池中的离子导体材料。锂离子电池工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无污染、循环寿命长等优点成为目前市场上手机电池的首选，但是传统的锂离子点是所用的离子导体多为液体，易发生泄露爆炸等危险，安全性低，因此研究人员不断改进离子导体材料。本项目通过设计离子导体材料，将研究材料性能问题转化为研究有机化合物的性质问题，聚焦有机化合物的功能集团，设计高分子化合物的分子结构，建立从化学视角分析、解决材料问题的思路和方法。让学生体会正逆合成路线的设计，并且学会评价合成路线，体会官能团保护、“绿色化学”等思想。为达成项目学习目标进而设置了两个项目活动，在项目活动一中引导学生在解决设计分子、改进材料性能的实际问题过程中，首先要依据产品需求充分分析材料性能，依据材料性能寻找关键结构单元，最终完成分子的结构设计，在项目活动二中小组合作完成设计路线，并且互评不同的合成路线，梳理分析评价的角度。最后进行项目成果展示。

为了凸显核心知识、促进学生学科核心素养发展鲁科版新教材遵循新课标基于学习进阶，设置的三个微项目层层深入，从模拟表征有机化合物分子结构到建立有机化合物宏观性能与微观分子结构之间的联系，再到设计高分子化合物的结构，系统的实现了有机化学的学习进阶，为学生深度学习有机化学提供了很好的素材，达成学生由知识到能力再到素养的进阶。

参考文献：

[1]沈旭红.高中有机化学教学策略分析[J].安徽教育科研，2020（22）：36-37.

[2]南举强.探究高中有机化学教学模式[J].高中数理化，2020（20）：66.