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基于核心概念應(yīng)用的競賽有機化學教學方法研究
基于核心概念應(yīng)用的競賽有機化學教學方法研究
徐海波
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摘 要：從一個如何在競賽有機化學教學中提高教學效率的角度展開話題，通過對常態(tài)的競賽有機化學教學方法弊端的分析，在對競賽有機核心概念分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合布魯納的結(jié)構(gòu)認知理論以及發(fā)現(xiàn)學習理論，提出了基于核心概念應(yīng)用的競賽有機化學教學方法。
關(guān)鍵詞：化學競賽；有機化學；教學方法；學科結(jié)構(gòu)；發(fā)現(xiàn)學習
受一位朋友之托，用六天的時間給他的侄子講講競賽化學的內(nèi)容。我也覺得是個挑戰(zhàn)，所以稍有猶豫之后，接受了這個任務(wù)。接受任務(wù)還有一個重要原因，那就是在從事多年化學競賽培訓之后，我覺得確實應(yīng)該重新反思一下過去：化學競賽到底是培養(yǎng)了學生的記憶能力，還是分析解決問題的能力；是造就了一只完美的知識容器，還是激發(fā)學生潛力，培訓學科的科學素養(yǎng)。
正是基于這種想法，準備的過程成為一件十分痛苦的事情，尤其是看到厚厚的兩大本《基礎(chǔ)有機化學（邢其毅版）》，而只有六個小時，這種壓力尤其讓我感到痛苦。在壓力和責任面前，促使我在不斷地自我否定和肯定中，艱難地尋找著有效的教學方法。當然我要做的第一件事是明確常態(tài)的競賽有機化學是怎么教的，學生是如何學的。
一、常態(tài)的競賽有機化學教學方法
教學后的反思讓我充滿了恐懼，我真的把學生當成知識的容器了嗎？我從來不關(guān)心學生高中化學對他們學習的作用嗎？我不在乎學生在課堂上的興趣嗎？
在競賽課上，當教師拿了一本一本的教科書發(fā)給學生，學生買了一本又一本的化學練習冊去做，這些行為背后已經(jīng)把常態(tài)的競賽課堂的教學生態(tài)以最原始的方式暴露出來了，即陳述性知識、程序性知識的記、背、算等簡單認識能力的訓練。新的知識是通過大量機械訓練得到的，知識的存儲是呈點狀、線狀的。
從教學過程來看，“查缺補漏”教學法是不過分的。如羰基化合物性質(zhì)的教學，通常在呈現(xiàn)完紛繁復(fù)雜的各種類型的反應(yīng)之后，教師就開始“賣關(guān)子”了，為什么會有這些性質(zhì)呢？這個時間就是老師講誘導效應(yīng)，講共軛效應(yīng)，講親核試劑的時候了。似乎很完美，不過學生真的學到了什么？學生在這個過程中化學的認識能力真的提高了嗎？
過去的問題就是我們太在意教給學生“是什么”“怎么做”的問題，而過于忽視學生解決問題的策略和能力的訓練，而這正是競賽化學要幫助學生學會的。
在評價方面，通過卷子檢查學生這些知識記住了沒有，記準確了沒有。但競賽的最終目標是學生解決化學問題的能力提高了沒有，這種通過簡單的陳述性知識的記憶程序的檢測幾乎是無效的，也就是說這種高一級的認知能力一定要通過對學生的思維進行測量，外顯學生的思維過程，了解學生思維能力的發(fā)展情況。
因此，要讓化學競賽能成為撬動學生發(fā)展?jié)摿Φ母軛U，改進教學方法勢在必行。近五年的有機化學試題，內(nèi)容可謂豐富至極，物質(zhì)涉及烯烴、芳香烴，醇、醛和酮、羧酸和羧酸衍生物、含氮有機化合物等，反應(yīng)類型包括親電加成反應(yīng)、親核取代反應(yīng)、親核加成反應(yīng)等，還考過命名、異構(gòu)……基礎(chǔ)有機里所涉及的內(nèi)容幾乎都出現(xiàn)在了競賽考試中。當看到這些，也就明白了為什么各種各樣的培訓機構(gòu)組織的培訓都會找到各類名氣十足的大學教授了——高中老師確實有點搞不定呀。
不是反對教授這些內(nèi)容，但是這些真是競賽有機的核心化學知識嗎？核心化學知識是如何體現(xiàn)在各類物質(zhì)、各種反應(yīng)類型中的呢？基于對這些問題的反思，我提出了基于核心概念應(yīng)用的有機化學教學方法。
二、基于核心概念應(yīng)用的競賽有機化學教學方法
基于核心概念的教學方法，力圖改變傳統(tǒng)的培訓過程重知識、忽視解決問題能力的傾向，強調(diào)對學生認知結(jié)構(gòu)的重構(gòu)和高級認知能力的培養(yǎng)，重視對學生認知過程外顯化評價方式的開發(fā)，讓學生的知識和能力螺旋式上升。
1.競賽有機化學中的核心概念
對24屆、25屆、26屆化學競賽中有機化學內(nèi)容進行統(tǒng)計分析，提煉出有機化學中的核心知識和方法：
（1）電子效應(yīng)；
�。�2）常見的中間體產(chǎn)生，以及穩(wěn)定性，各類有機物的活化位置；
�。�3）親電試劑、親核試劑的特征，親電反應(yīng)、親核反應(yīng)的實質(zhì)。
2.教學流程的設(shè)計
教學流程的設(shè)計總是起源于學情的分析的，由于篇幅的原因，我們假設(shè)學生已完全掌握高中化學之物質(zhì)結(jié)構(gòu)課程標準的內(nèi)容。從元素周期律、電負性、共軛等高中基本概念出發(fā)，按照從原子到分子，從熟悉到陌生的原則挑選素材，通過三個核心內(nèi)容之間層次遞進的關(guān)系，讓學生以漸進的方式使用所學的知識，在學習“說題”的過程中外顯學生的思維過程，分析知識、方法、技能上的問題，并及時進行補救性教學。
教學流程的設(shè)計主要體現(xiàn)以下幾個特點：
�。�1）例子由淺到深，弱化定義性概念，核心過程的推進呈現(xiàn)螺旋上升的特點
弱化定義性概念的學習，是為了減少陳述性知識的記憶，而突出對概念實質(zhì)的理解，也避免為了概念的嚴謹性而偏離教學的主軌道。例如，共軛效應(yīng)的教學，以乙烯中的p-p共軛為基礎(chǔ)引入，從結(jié)構(gòu)上分析產(chǎn)生共軛的原因，共軛的結(jié)果，進而引出p-π、π-π、σ-p等各種類型的軛，結(jié)合原子電負性談及+C和-C；例子也由乙烯到苯酚，乙烯醛，叔丁基碳正離子，由淺入深，由熟悉到陌生，但始終圍繞著電子云流動、平均化，以及額外的穩(wěn)定性為主線。學生學的不是共軛概念的言上之意，而是共軛的言下之意，是在學習知識結(jié)構(gòu)之后，通過反復(fù)地使用結(jié)構(gòu)去應(yīng)用新的素材，在應(yīng)用的過程中掌握核心概念。
�。�2）在做中學，通過“說題”外顯思維過程，根據(jù)思維過程缺陷，及時進行補救教學
通過對已有知識結(jié)構(gòu)的重構(gòu)，強調(diào)在不斷地使用新的知識的過程中學習，這也是基于核心概念應(yīng)用教學方法中“應(yīng)用”二字的含義。在“做中學”，一是形成內(nèi)容豐富知識“庫”，二是要促進知識“庫”的結(jié)構(gòu)化。因此，強調(diào)兩個重要的過程，一是對期望未果的解釋，二是編排索引。
學生錯了，不知道是怎么錯的——由于知識、方法，甚至思維習慣的問題，都會出現(xiàn)這種情況，因此，及時對學生進行結(jié)果評價是很重要的它是引起學生反思、建構(gòu)的導火索。對錯誤的分析，是老師講的，還是學生自己發(fā)現(xiàn)的，對于學生能真正地發(fā)現(xiàn)自己的問題也是重要的。我提倡學生獨立鉆研，這將有利于學生進一步重建認知結(jié)構(gòu)，學生的認知能力也只能在這樣的過程中得到完善。
三、基于核心概念應(yīng)用的教學方法心理學假設(shè)：從結(jié)構(gòu)中“發(fā)現(xiàn)學習”
1.“教”結(jié)構(gòu)
學科基本結(jié)構(gòu)具有以下重要性：（1）它能使學科更容易理解；（2）不易遺忘；（3）保證訓練的充分遷移；（4）縮小“高級”知識和“低級”知識之間的間隙。因此，突出有機核心概念的教學，是為學生理解、分析復(fù)雜問題服務(wù)的。但是絕對不能忽視學生的主動性，只把學生當成被動的知識接受者，而應(yīng)該讓學生自覺、主動地參與到知識的建構(gòu)，掌握知識的整體和事物普遍性的聯(lián)系。
因此，教應(yīng)該是廣義上的教的過程，即教和學，在強調(diào)教師的引導作用時，同時也注重學生的主動建構(gòu)。
2.“用”結(jié)構(gòu)
“用”有遷移、轉(zhuǎn)換之意，也就是指將知識處理成適應(yīng)新任務(wù)的過程。從過程的角度上來看，用的過程包括以下幾個方面的特征：
�。�1）用科學家的視角去探索，實現(xiàn)“再發(fā)現(xiàn)”。
�。�2）科學、動態(tài)編排檢索，促進正遷移。
�。�3）根據(jù)評價，反思、重構(gòu)。
這些特征正是布魯納的發(fā)現(xiàn)教學所具有的基本特征。因此，基于本文中應(yīng)用的科學心理學含義就是發(fā)現(xiàn)學習。
當我和學生一起沉醉于對化學原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學實驗、元素化學的解構(gòu)、整合，形成單元教學整體教學的方式，基于核心概念應(yīng)用教學方法的建構(gòu)——這些變化都讓我們欣喜若狂。
以課后反思為基本方式的教學反思，從更新課堂教學價值觀開始，基于不同教學對象、內(nèi)容、認知能力水平等進行的課堂教學改革，一定會充分展現(xiàn)它具有巨大生命力的一面。