2022年4月22日上午,依托腾讯会议平台进行了北京市经开区“有机化学反应类型”单元教学备课研讨活动,本次活动指导专家为北京市海淀区教师进修学校陈颖老师、北京市昌平区教师进修学校于少华老师,授课教师为北京人大附中经开学校常晓燕老师和张璇老师。本次活动分为两个环节:教师说课和交流研讨。

酯化反应是取代反应吗-【高端备课】北京市经开区“有机化学反应类型”单元教学备课研讨活动顺利进行

教师说课

第一课时

认识有机化学反应类型

常晓燕老师进行了第一课时的说课展示,主要分为以下四个环节。

环节一:建立有机反应类型分析模型

教师以“人工合成淀粉的途径”作为引入,学生对“简单小分子合成复杂高分子”建立了初步认识。以“丙酸甲酯的合成”为素材,学生从官能团变化的角度分析物质的变化,尝试利用乙烷为原料丙酸乙酯。

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环节二:极性键和取代反应

以“乙醇的合成”为素材,学生分析乙烷到乙醇过程中官能团的变化。学生分析整个合成乙醇流程中化学键的变化情况,寻找断键位置,分析断键原因。在此过程中,学生从化学键的角度总结取代反应的特点及规律,并从“化学键极性”的角度深化对酯化反应、水解反应等取代反应的认识。

环节三:取代反应与碳链延长

以“丙酸的合成”为素材,学生分析由乙烷或者溴乙烷到乙酸过程中的卤代烃与氰化钠的取代反应,掌握碳链延长的方法。在此过程中,教师引导学生理解“依据目标产物选择反应试剂”的思路,建构有机反应分析类型。

环节四:加成与消去、氧化与还原

通过认识马氏规则和反马氏规则,学生加深对“不对称烯烃加成”的理解,认识反应条件对反应的影响;通过分析“醇、醛、酸”的转化,学生从元素组成变化的角度分析反应类型,丰富对反应类型的分析角度。

第二课时

从有机化学反应类型的视角认识有机合成

张璇老师进行了第二课时的说课展示,主要分为以下五个环节。

环节一:逆推小分子结构简式

学生根据PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的分子结构推断PMMA的单体的分子结构。通过一连串的问题,教师探查学生是否建立了反应类型、官能团与化学键之间的关系,并用PMMA的单体甲基丙烯酸引出本节课的主要任务:如何使用丙烯为原料合成甲基丙烯酸。

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环节二:甲基丙烯酸合成路径的分析

学生分析原材料丙烯到目标产物甲基丙烯酸的过程发生了哪些变化。教师引导学生关注官能团的相对位置关系,分析如何缩短原材料和目标产物的差距,最终使学生发现延长碳链和在双键的α位置增加羧基官能团可以达成合成的任务。

环节三:甲基丙烯酸合成路径的设计

随后学生分析从丙烯到甲基丙烯酸的合成路径。教师重点关注学生能否将“分子结构特点”和“不饱和度的变化”与反应类型建立起联系,重点提升对于加成反应和氧化反应的模型的认知水平。

环节四:改变原材料,设计合成路径

学生尝试将合成甲基丙烯酸的原材料改为异丁烯,再次思考原材料到目标产物发生了哪些变化,建立通过改变原材料来优化合成路径的思路。学生通过“反应类型、原材料、转化顺序”等多个角度的调整与改变,设计出多种多样的合成路径。

环节五:从反应类型的角度解读人工合成淀粉

学生从反应类型的角度分析和理解人工合成淀粉的过程,思考不同的有机反应类型分别对应什么样的合成目标,并进一步体会有机化学反应类型在合成中的重要功能价值。

交流研讨

陈颖老师首先对教材内容做了解读,主要有以下五点建议。

第一,本节课聚焦的重点是化学反应,而不再是物质性质。聚焦于化学反应时,使用不熟悉的物质性质所涉及的反应也是可以的。针对反应这个新的这个认识对象,鲁科版教材给出了如下图所示的框架,学生可以应用反应的规律去完成一些实际的任务。

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在以物质为研究对象时,学生的认识视角是有机物的结构性质、制备、转化等;而聚焦于化学反应时,学生就会把反应打开,从反应物、生成物、试剂、条件等这样的视角再去研究。

第二,有机反应类型是一个具有统领性的概念,不同的反应类型具有“深化学生对键的转化特点的理解”的功能。正因如此,课本上才会出现一些陌生的化学反应,学习陌生反应的重点仍然是让学生建立对有机反应规律的认识。最终使学生能够凭借对有机反应规律的认识,从理解应知应会的反应,迁移到理解陌生的反应。

第三,物质结构的知识会在有机反应类型的学习中发挥重要作用,使学生对有机反应建立更本质的认识。基于这个目的,鲁科版教材先安排学生更容易理解的加成反应,再安排情况较为复杂的取代反应。

第四,本节课的目的是让学生建立认识模型和应用认识模型。建议在建立认识模型的过程中,不要直接把模型直接给学生,而是要让学生自主地通过活动建立起模型,关注学生能否自主地体会有机反应模型的功能价值。

第五,模型建构的教学,要基于学生已有的经验,所以通常会探查一下学生已有的分析视角。教师可以追问学生的分析思路,根据学生已有的认识,为学生提示一些分析的框架。最后使学生归纳和体会有机反应的本质规律。

针对常晓燕老师的第一课时,陈颖老师首先与常老师讨论了课程的定位,选择定位于“建立多角度认识有机化学反应的模型”,包含了“学生对有机化学反应类型认识的发展与转化”、 “多角度认识有机反应”、“有机化学反应认识模型的建立与应用”三个主题。同时在具体的教学设计与实施上,陈颖老师提出以下建议:

第一,引入环节的目的性不够明确,没有聚焦到有机反应类型上,应该考虑进一步挖掘和分析或者进行调整。引入要符合本节课的教学目标,要能让学生能够意识到有机反应类型的重要价值。

第二,不能把“认识角度”知识化,不能直接给学生提供一个完整分析思路和认识角度,否则学生将会把这些思路和角度作为一种固定的知识。而要通过一定的活动,使学生自主建构自己的理解。所以,模型建构的过程应当是循序渐进的。

第三,在有机反应认识模型中,对于“主体变化”这一部分,要让学生自主分析出结论,而不是教师直接说出结论。所以应在此向学生提供一系列可供分析的素材,提供一些有机化学反应的实例。

第四,不建议第一课时用合成任务作为驱动性问题,因为可能会冲淡本课“发展学生关于有机反应的认识水平”这一目标;如果仍以合成任务作为驱动性问题,则其不适合聚焦于设计合成路线上,而适合聚焦于“分析陌生反应为何能发生”或其他以有机反应为分析对象的问题。

针对张璇老师的第二课时,陈颖老师首先与张老师讨论了课程的定位,选择定位于“以有机合成为任务,从多角度理解有机反应类型”、“有机反应认识模型在有机合成中的应用”。同时在教学设计上,陈颖老师指出有机合成是本节课一个大的任务情境,具体到学生任务的时候,不能只有有机合成的设计任务。所以可以将本节课的任务多样化:

第一,可以分析都用了何种类型的有机反应,用有机反应类型的特点分析局部合成路线的原理和目的。

第二,可以分析反应中的成键与断键,包括所使用试剂里的成键与断键,其中可以结合一些资料信息,让学生根据有机反应类型模型,分析陌生反应的成键与断键过程。

第三,可以推断局部的中间产物,并分析中间步骤实现了有机合成中的何种任务。

在教学实施上,于少华老师提出了第一节课可以用贴磁条的方式展现有机反应模型关键要素;并且于老师建议第二课时开始时黑板设为空白,避免学生直接用第一课时黑板上的模型解决问题而缺少自主思考。随着学生的理解过程,再将磁条贴于黑板。

本次备课研讨圆满结束,期待两位老师在试讲和正式讲中的精彩表现!

编辑 | 陈浩

审核 | 王全

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