人类生存发展所需要的物质基础中最重要的应该是有机化合物。有机化合物广泛存在于社会生活、工农业生产和科学研究等各个领域。人类衣食住行等生活必需品中,糖类、油脂、蛋白质、石油、天然气、天然橡胶等来源于天然有机物。塑料、合成纤维、合成橡胶、合成药物等人工合成的有机物也广泛运用在人类生活中。有机物的大量使用丰富了人们的生产生活,提高了人类生存的质量。因此,人类对它的依赖性越来越强。有机合成为人类社会的发展开创一个新天地。在普通高中化学教材人教版的必修二第三章、第四章第二节和选修五《有机化学基础》中,重点呈现了常见有机化合物的基础知识。通过学习常见的烃和烃的衍生物的结构、性质及应用,进一步认识高分子化合物、生命中的营养物质和煤、石油、天然气的综合利用等基础知识,熟悉一般有机物的研究方法,知道有机物对社会生产、生活具有重要的意义。因此,借助有机化学的学习可以有效的帮助学生提高科学素养。
高中化学教学中,科学、技术、环境、社会的教育十分重要,而有机化学的教学中承载了许多与生活、健康、科技、社会、环境密切相关的内容。从最简单的有机物甲烷到资源的综合利用,学生知道了基本的化工原料和生活中的常见营养物质。认识这些基本的有机物,不仅让学生了解了这些物质的结构和性质,还能熟悉它们在生产、生活中的作用,使学生能够体会到合理膳食的重要性,关注身体健康。资源的综合利用,使得学生体会到不可再生资源日渐枯竭,让学生知道通过煤、石油、天然气的综合利用,提高资源的利用率,培养学生节约能源的意识。环境的持续恶化使得人类更加关注环保问题,所以中学化学课堂也要突出这些知识点。例如,以乙烯为原料生产环氧乙烷,介绍了“原子经济”,告诉学生如何实现百分之百的原子利用率,以减少副产物对环境的危害。在肥皂的去污原理及合成洗涤剂中,不仅让学生知道肥皂去污的原理,而且还让学生体会到大量使用合成洗涤剂所带来的一系列环境问题。在学习烃及其衍生物中,要求知道对自然界中烃的主要来源及其加工处理,通过活动感受烃及其衍生物对环境和健康可能产生的影响。在资料卡片增塑剂的毒性中,介绍了增塑剂的组成,以及是如何危害人体的,引导学生如何在生活中避免过多接触增塑剂。另外,在进入合成有机高分子时代中,从合成高分子化合物的基本方法到应用广泛的高分子材料,让学生真正了解最新的材料科学,体会新材料给人类社会生产生活带来的极大变化,让学生从化学的角度真正了解了高分子材料,普及了新的科学知识。
当前高中化学教学中,通过学习常见有机物的组成元素、结构特点,引导学生分析并验证常见有机物的性质及用途,从而增强高中学生的有机化学知识储备,培养化学思维,帮助学生理解基础知识进而形成自身知识结构。因为有机化学知识繁多,但规律性较强,所以高中有机化学教学中,需要重视理论知识的教学,让学生体会有机物转化的规律与联系,帮助学生进一步地树立“结构决定性质,性质反映结构”的学科思想。在高中有机化学学习中,需要让这个学科思想贯穿于整个学习过程。引导学生根据有机物的分子结构,设计探究实验,确定常见有机物的性质,并且更加深刻地理解官能团是怎样决定有机物的性质的。在此基础上,学会通过研究官能团,归纳总结不同类型的常见有机化合物的性质。我们还需要引导学生归纳总结有机化学反应规律,从而认识有机化学反应的本质。例如,通过学习常见的烃和烃的衍生物中具有代表性的物质,逐步上升到对不同类型化合物组成、结构和性质的了解。在学习以上常见有机化合物的基础上,带领学生将重要有机物之间的转化关系串连在一起,编织成网络,这样可以更好地认识有机化学反应的本质,最终实现知识的掌握和迁移,这个过程是发展学生科学素养的重要途径之一。(www.xing528.com)
有机化合物知识学习的重要方法之一就是进行实验探究。有机化学学习的目的是设计探究活动,引导学生学习有机化合物的组成、结构、性质及用途,掌握研究有机化学的常见方法,使学生进一步明确实验在科学探究中的重要作用,并培养学生的实验能力,提升学习有机化学的兴趣。在有机化合物的组成与结构中,课标提供了8项活动与探究建议。这些建议中关于组成和结构的分析既包含了化学发展史中经典的实验,如“李比希法分析碳氢元素含量的仪器装置与原理”,又有现代化学研究中常用的组成和结构分析方法,如“质谱仪、元素分析仪在有机化合物组成分析中的运用”和“同分异构体红外光谱和核磁共振图谱”等。在烃及其衍生物的性质与应用中,提供了8项活动与探究建议。其中,部分属于研究烃及其衍生物的代表物的性质,如“苯酚的化学性质及其检验”和“乙酸乙酯的水解”等,部分属于不同类有机物的性质进行对比研究的,如“比较甲烷、乙烯、乙炔、苯的化学性质”等,这些探究活动需要引导学生从结构的角度做深入思考,还有部分探究活动源自学生生活,能激发学生的学习兴趣,如“自制肥皂与肥皂的洗涤作用”,但在活动中需要注意将学生的兴趣引导到研究有机化学、关注有机化学与日常生活的关系上。在糖类、氨基酸和蛋白质中,提供了四项活动与探究,有些是在教学中多年使用的探究活动,如“蛋白质的性质”。此外,还选编了部分新的活动,如“酶的催化作用”和“蛋白质结构的复杂性”,有利于激发学生的学习兴趣,强化学生对化学科学与生产、生活联系的认识。在合成高分子化合物中,也是提供了四项活动与探究,其中既有常见高分子材料的区分与应用,如“区别聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯”等;又有一些涉及高分子化合物应用等。这些活动与探究能增进学生认识化学科学对社会发展的推动作用。
综上所述,有机化学的学习能够帮助学生认识与生产、生活密切相关的有机物,掌握研究有机化合物的方法,并通过探究实验,提高学生的实验技能。因此,高中生需要学好有机化学的基本概念和基本理论。然而,有机化学知识本身具有庞杂,需要一定的空间想象,但规律性较强的特点,学生学习单个知识点感觉通俗易懂,但是当学习的内容越来越多时,如果教师没有及时引导学生抓住“结构决定性质,性质反映结构”和“官能团则在分子结构中的关键作用”这两条主线,对所学知识进行串连,形成知识网络,学生学习就容易混淆,面对陌生有机物感觉无从下手。尤其是在学习了脂肪烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醛、羧酸和酯后,学生普遍对这些有机物的认识是孤立的,没有进行整体把握,面对有机合成的问题,无从下手。从2016年云南省高考化学统计数据看,全省154072名理科考生中,有119638名考生选考“有机化学基础”,占理科考生总数的77.65%,可见全省各学校对有机化学的重视程度很高。因此,有机化学是中学化学教学的重点之一,对高考化学得分影响较大。在有机化学教学中,教师应该关注学生的学习过程,引导学生学以致用,解决生活生产中的实际问题。基于以上的原因,中学化学教师迫切需要探索一套具有实效性的有机化学教学方法。
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