沈向峰
上海市崇明中学 202150
摘 要 有机化学教学是高中化学教学的重要组成部分，蕴含了与化学学科核心素养紧密联系的素材。笔者在有机化学教学过程中，通过实践、反思总结出以核心素养为导向的有机化学教学策略，并用策略指导有机化学教学。
关键字 核心素养 有机化学 课堂教学 策略
有机化学教学是高中化学教学的重要组成部分，也蕴含了与化学学科核心素养紧密联系的素材。就化学学科核心素养的5个维度而言，不同的教学内容侧重点不同，素养水平也有差异，所以需要教师根据教学内容的特点以适切的教学策略进行教学，才能有效地提升学生的学科素养。化学学科核心素养的培养离不开化学课堂教学，从教学目标的确立到教学环节的设计，再到学生活动的设置，然后是课堂教学的实施，以及课后的评价都与素养紧密联系。针对不同的教学内容，有计划、有侧重地选择相关的维度指导教学各环节的实施，才能培养学生成为全面发展的人。因此，有必要在有机化学教学过程中，通过实践、反思总结出以核心素养为导向的有机化学教学策略，并用策略指导有机化学教学。现对化学核心素养导向下有机化学课堂教学的策略进行整理归纳。
一、强化实验的“现象、分析、结论”，增强宏微意识
有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、制备方法与运用的科学，是化学学科的重要组成部分，由于知识点繁多和抽象，学生不容易牢固地掌握知识。如果以核心素养为导向，强化实验的“现象、分析、结论”，不仅对知识掌握有积极作用，也能使核心素养尤其是“宏观辨识与微观探析”的培养有效落实。化学是一门以实验为基础的学科，化学实验教学几乎融入每一堂化学课。化学实验宏观地呈现了可能难以形容的实验现象，学生通过观察后结合理论分析，将直观的宏观现象与微观变化联系在一起，学会从原子、分子层面理解化学变化的本质。通过“现象、分析、结论”的强化，深刻理解知识，建构化学“宏观-微观-符号”思维模式。
案例：苯酚酸性强弱的研究
[师]引导学生实验：常温下，将苯酚加到NaOH溶液中。
[生]动手实验，观察、记录实验现象，交流汇报，书写反应方程式。
[师]演示实验：苯酚溶液中滴入几滴石蕊，发现溶液并没有变红。
[师]实验证明，苯酚具有一定的酸性，但酸性很弱，很可能弱于碳酸，那么如何通过实验比较苯酚和碳酸酸性的强弱呢？
[生]向苯酚钠溶液中通入二氧化碳。
[师]演示实验：向苯酚钠溶液中通入二氧化碳。
[生]观察，书写化学方程式。
[师]引导质疑：是否有不同的书写方法，主要是当CO2少量时，产物是否是Na2CO3。
[师]如何证明苯酚钠与少量CO2和H2O反应的产物是NaHCO3还是Na2CO3？
[生]1：滴入盐酸，观察是否马上产生气泡
2: 加入BaCl2溶液，观察是否产生白色沉淀
3：观察苯酚和Na2CO3是否能够共存
[师]从理论的角度分析，几个实验方案都是可行的，接下来我们选择方案3进行实验验证。
[师]演示实验：向苯酚的浊液中加入Na2CO3溶液，原浊液变澄清。
[生]一致认为Na2CO3可以与苯酚反应，即使CO2少量也不会生成Na2CO3。
[师]如果Na2CO3能与苯酚发生反应，的确可以说明产物是NaHCO3，那么问题是我们看到浊液变澄清，一定是化学反应引起的吗？
[生]一开始陷入沉思，有点丈二摸不着头脑，少数同学突然情不自禁叫起来“我知道什么意思了！”Na2CO3溶液中有水，溶剂增加，苯酚可能会溶解，应该加入Na2CO3固体。
[生]不但应该加入Na2CO3固体，而且要等恢复到室温以后再观察，因为加入Na2CO3固体，可能会引起溶液温度升高。
[师]再次演示实验并小结苯酚的弱酸性。
[师]同样是含有羟基，乙醇分子的羟基难电离，不呈酸性，而苯酚分子里的羟基可电离出H＋，呈弱酸性，这说明什么问题？
[生]感悟结构决定性质，通过比较乙醇和苯酚的结构，得出是苯环对羟基化学性质的影响，使苯酚显弱酸性。
[教学反思]
本案例是《苯酚》化学性质教学中的一部分——“研究苯酚中羟基的弱酸性”。从确定苯酚具有酸性，到对比苯酚与碳酸的酸性强弱，再到探索二氧化碳与苯酚钠反应的产物，问题的难度逐个升高。整个过程中，教师引导学生针对不同的问题进行实验设计，并始终把宏观的实验现象与微观的变化联系起来分析问题。特别是探索苯酚钠与二氧化碳反应的产物，通过验证苯酚和碳酸钠是否共存来判断问题，研究方法得到创新，思维方式得以拓宽，逻辑判断能力得到提升，同时科学探究与创新意识素养也得到很好的培养。所以，在有机化学教学中强化实验的“现象、分析、结论”，不仅能增强学生的宏微意识，也能促进“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”等素养的提升。
二、巧用模型、图片、视频模拟微观过程，学会微观探析
在有机化学的教学过程中，对于烃及烃衍生物的学习，一般是以某种“代表物”为例，通过实验等方法探究物质的结构和性质，再结合微观结构进行分析，掌握官能团的性质，再运用“范例学习”方法进行迁移类比，从而了解同一类别物质的性质。分析过程的关键是掌握有机物发生反应时微观角度的断成键方式，需要学生具备很强的空间想象能力，如果利用模型、图片、多媒体技术模拟微观变化过程，对物质变化的微观过程可视化，有利于学生掌握物质的结构、性质及变化过程，也有利于学生“宏观辨识和微观探析”素养达到更高水平。
案例：乙烯与溴水中溴的反应原理
[演示实验]乙烯通入到溴水中，溴水颜色褪去。
[师]同学们，猜测一下，乙烯和溴水发生了怎样的化学反应？
[生]可能与甲烷相似，发生了取代反应。
[师]如何通过实验进行验证呢？
[生1]发生取代反应的话，会生成HBr，可以用酸碱指示剂检验。
[生2]还可以用AgNO3溶液或Na2CO3溶液检验是否生成了HBr，从而判断乙烯是否与溴单质发生了取代反应。
[学生实验]取溴水中通入足量乙烯气体后的反应样品，分别加入不同的检验试剂。
实验表明，乙烯和溴反应并没有生成HBr，意味着并非发生了取代反应，此时学生陷入了困惑，基于学生的认知水平，老师通过动画的方式模拟乙烯和溴单质反应的断成键方式，并帮助学生树立加成反应的概念。
[教学反思]
以上教学环节中，学生用肉眼能看到，乙烯和溴水发生反应，溴水颜色褪去，但无法看清其反应的原理，教师通过动画设计模拟乙烯断裂双键中的一对共用电子对，溴分子断开Br-Br键，然后两个溴原子分别与原来的不饱和碳原子连接，非常直观，学生也容易从微观角度理解反应的本质。其实，在取代反应、加成反应、消去反应等概念的教学中，同样可以选择球棍模型、动画视频等方式模拟各典型有机物的反应过程，将微观世界可视化，宏微结合的教学方式促进学生学会能从原子、分子水平分析有机物及其反应的微观特征，能依据物质的微观结构描述或预测物质的性质和在一定条件下可能发生的化学变化，能通过宏观与微观的结合对物质及其变化进行分类和表征。
三、联系生活、生产中的物质制备问题，树立变化观念、建立平衡思想
化学学科核心素养中变化观念与平衡思想体现了化学学科独特的思想和方法，更具有学科内容特质。其在化学学科核心素养中占有举足轻重的地位。通过运用化学反应热力学、动力学两大理论中的方法，解决化学反应的速率、机理、方向、限度等问题，又通过无机物和有机物作为反应载体解决生产生活中的实际问题，体验变化观念的守恒性、平衡性、条件性及过程性四大特征，从而树立变化观念，建立平衡思想。有机化学中，具体涉及的内容主要包括：有机化合物的结构特点；典型有机物的性质；有机物的运用；有机反应类型与有机合成，如果在教学中能联系生活、生产以解决实际问题为导向展开学习，将有助于学生树立变化观念、建立平衡思想
案例：工业如何制备氯乙烷
[师]提出问题：氯乙烷, 可用作杀虫剂、冷冻剂、麻醉剂等，工业上制取是采用CH3CH3与Cl2取代反应, 还是采用CH2=CH2与HCl加成反应更好？
[生1]选择CH2=CH2与HCl加成反应制备氯乙烷，以该方式进行反应，产物只有一种。
[生2]不选择CH3CH3与Cl2取代反应制备氯乙烷的原因：氯气有毒；CH3CH3与Cl2取代反应的有机物产物有多种，还有二氯代物、三氯代物等等，后续的物质分离有很大困难。
[生3]就是因为取代反应的“复杂性”，该制备方案不符合“绿色化学的理念”，而加成反应能做到反应物的原子利用率达到100%，所以选择加成反应。
[师]总结归纳。
[教学反思]
《化学反应原理》教学中，变化观念和平衡思想的渗透已经很多，但化学平衡的移动作为高中教学的一大难点，在《有机化学》教学中继续巩固，“绿色化学”是工业生产的重要理念，化学源于生产生活实际，在化学教学过程中构建工业生产情境，利用解决生产中的实际问题，能有效培养变化观念和平衡思想。例如在酯化反应教学中引导学生思考浓硫酸的作用，首先浓硫酸具有脱水性，脱水促进酯化反应的进行；第二浓硫酸具有吸水性，水作为生成物被吸收，浓度减少使可逆反应向着正反应方向移动，提高反应物的转化率。我们不仅要体会教学内容中的“变化观念和平衡思想”素养，还要学会用这一素养解决化学问题，例如乙酸丁酯制备的教学，同学们经常把它的制备与乙酸乙酯的制备相混淆，而其实两者的制备存在3处明显的差异：加热方式不同、分离产品的时段不同、原料的配比不同，如果以“变化观念和平衡思想”引导学生思考、分析“差异”的原因，必然能取得较好的教学效果。这样的教学设计，结合物质制备问题，利用物质变化和平衡移动的思想指导物质制备的设计，有利于变化观念和平衡思想核心能力的培养。学生还能体验化学知识在“实现物质更高社会价值”方面所起的积极作用，学生学习动力足，学习兴趣高。
四、自主探究学习，培养科学探究精神
自主探究学习强调以学生为主体，学生在自身内驱动力的作用下，主动探索知识、内化知识，构建完整的化学知识体系，在自主学习的基础上进行合作交流、建构新知。通过探究学习，学生掌握知识、提升能力，提高学习兴趣。探究学习教学策略是以学生的探究学习活动为主体，为了使探究学习活动有效进行，通常给探究活动创设一个特定的情境，学生在真实的情境中按照科学探究的一般步骤解决问题。科学探究的一般步骤为：提出问题，建立假设，设计实验、进行实验，收集数据，交流讨论，得出结论。探究学习活动的步骤与之相似，但是并不是所有化学课堂都适用，教师需要根据教学的内容进行调整，选择合适的教学策略教学。自主探究学习教学策略主要用于实验探究，有机化学教学内容中气体的制备、分子结构的探索、典型有机物的性质、官能团的鉴定、有机合成等都和实验息息相关，都可以采用合作探究的方式开展教学。
案例：甲烷分子结构的探索
[师]甲烷的空间结构到底是怎样的呢？早在1904年，“近代化学之父”道尔顿就开始甲烷分子结构的研究。随后，在德国凯库勒、俄国布特列洛夫等一批
科学巨匠的努力下，有机化合物的经典结构理论基本建立，人们提出了一些甲烷分子结构的猜想。1874年，第一位诺贝尔化学奖的获得者——范特霍夫提出了碳原子具有四面体结构的假说。下面请同学们搭出历史上科学家猜想的甲烷分子结构。
[生]两人一组，完成甲烷分子结构模型的搭建并分享。
[生]模型1：平面正方形
模型2：四棱锥型
模型3：正四面体
[师]用4个气球进一步搭建直观模型。将四个气球用橡皮筋扎在一起—四面体型，把4个气球在黑板上压在一个平面内—平面四边形，用力上抛，使气球脱离黑板—四面体型。
[师]通过气球的演示，说明四面体是它自然状态。如果把四个气球看做碳原子周围的共用电子对，则中心就是碳原子，甲烷分子结构的自然取向应该是正四面体。近代，科学家通过X-射线和电子衍射等科学实验都证实了这一假说。在甲烷分子中4个C-H键的长度和强度相等，夹角相等。
[师]请同学们通过搭建二氯甲烷的模型来检验以下推理：因为二氯甲烷只有一种结构，再次证明甲烷分子的空间是正四面体型而不是平面正方形。
[教学反思]
以上过程中，学生动手搭建甲烷分子模型，将抽象知识转换为具体模型，对可能存在的几种结构有了直观认识，教师利用气球模型也非常直观的演示了自然状态下，正四面体比平面正四边形更易稳定存在。在学习完甲烷的化学性质后，再次通过模型搭建让学生验证只有甲烷分子的正四面体结构才能够解释二氯甲烷不存在同分异构体，前后紧密联系，学生对甲烷分子的空间结构有了更深刻的理解。这样的学习方式，学生学习由被动变为主动，让学生以探究的方式进行学习，将理论知识融入到实践探索当中，较好的掌握了本节课的重难点。在探究甲烷分子结构的过程中，学会分析问题、解决问题，提高实验探究能力。所以，基于化学核心素养设计的自主探究教学策略，实现了课堂中教师教学方式和学生学习方式的转型，给学生轻松自由的学习环境，让学生在活动中自主习得知识、思考与合作能力、科学探究精神，最终促进核心素养的发展。
五、强调学生主体地位，将“入眼、入耳”转为“入脑、入心”
传统教学模式强调“双基”，注重学生在课上仔细看、认真听，学生做到“入眼、入耳”就能掌握基础知识、基本技能，而其学习过程是被动的接受式学习。二期课改理念特别注重学生学习过程的体验，掌握知识的同时更要掌握学习方法，树立科学价值观，在这一理念指导下，基于“三维目标”的课堂教学改革如火如荼地开展，教师的教学方式的确也发生了一定变化，学生也逐步参与到知识获得的过程中，例如在课上进行思考、交流、实验等活动，学生的学习方式发生了一定的改变，开始“动脑”学习，但依然往往流于体验学习过程这一形式，学生并没有投入到“入心”的学习活动中，例如运用化学知识解决生活、生产的问题，用化学视角评论环境保护、能源开发等社会热点问题 ，再如对实验设计、工业生产的评价和优化等。只有在课堂上给学生足够的时间进行思考、交流、辨析，让学生有足够的“输出”，在运用知识解决实际问题的过程中将所学知识内化 ，实现“入心”学习，同时实现终身学习和终身发展的目标。可是，教学不可避免地受到时间的制约，每个学科的教学时间是限定的，这就需要教师根据教学内容的特点制定出不同维度、不同水平的素养目标，然后以素养目标设计出能让学生“入心”的问题、活动 ，再以“问题”“活动”为核心规划课时教学设计，也可以按以上思路进行单元教学设计或者模块教学。教学中，通过对学生真实水平“输出”的观察判断，我们能清晰地了解学生的学科素养水平所处的位置，为后续的教学目标制定提供依据，开展符合学生素养水平发展的教学活动，逐步实现学生“入心”学习，同时也落实了学科素养的培养。