高中论文：在有机化学教学中培养学生专项能力的案例实践研究

1在有机化学教学中培养学生专项能力的案例实践研究一、研究背景结合历年广东高考理综化学试题中有机化学部分的命题特点，一般都是以现实问题立意，创设新情境，实现对有机化学基础知识和应用能力的考查。由这几年较为稳定的有机化学命题特点引申出来常考的典型能力包括：对陌生、复杂有机物的观察能力，书写复杂有机物典型官能团的反应化学方程式，对陌生有机反应断键、成键原理的分析能力，新情境下知识的提取和迁移应用能力等。以前我们很多时候会认为，学生的这种能力都是在高三的时候去培养和训练出来的，在高二的新授课阶段去做这个事情，会不会拔得太高了？通过教学实践发现，其实学生相关能力的培养是贯穿整个高二、高三阶段的，而且有时候教师在新授课阶段就树立起培养学生相关能力的意识，可以达到更好的教学效果。二、培养学生有机化学基础学习中相关能力的教学实践案例【案例 1】有机物常见官能团的识别能力和分子式的书写能力例题：请指出下列有机物中所含官能团的名称和分子式：1、 2、 3、 4、 5、 6、 COOCH3COOCH3 CCH7、 8、 设计意图：对常见有机物官能团的辨别能力是有机化学最基础的内容，也是学生必须掌握的知识，有机物分子式的书写能力隐含着学生对常见原子的成键特点的掌握。以近几2年广东高考试题和广州市一模、二模试题为素材，通过选取陌生有机化合物结构为情景，训练和评价学生的掌握情况，根据不同层次学生的作答反馈情况，教师可以及时作出教学策略的调整，结合以上素材反复重组题目，力求教学效果的最优化。【案例 2】典型有机物性质反应化学方程式的书写能力例题：请指出下列有机物中所含官能团的名称和分子式：1、化合物 I： 化合物 II： CH=2 CH22Br（1）化合物 I 的分子式为_ ， 1 mol 该物质完全燃烧需消耗_ mol O2。（2）请写出由化合物 II 通过消去反应制备化合物 I 的化学方程式（注明反应条件）：。2、请写出化合物 V： 与过量 C2H5OH 在酸催化下发生酯化反应的CHCOOH2化学方程式（注明反应条件） 。3、过渡金属催化的新型碳-碳偶联反应是近年来有机合成的研究热点之一，如反应：化合物可由化合物合成：（1）化合物与 Br2 加成的产物的结构简式为_。（2）请写出反应的化学方程式（注明反应条件）_。4、香豆素的结构为： ，请写出香豆素在过量 NaOH 溶液中完全水解的OO化学方程式：。反应 反应35、化合物经反应可转化为化合物：化合物反应化合物O2请写出反应的化学方程式： 。在以上练习的过程中，需要特别强化学生在做题时的思维过程。教师以“第 1 题”作为范例，引导学生建立有序的思维过程：新情境中的问题 如何完成知识的提取从目标入手抓住核心官能团：写出由化合物 II 通过消去反应制CH2Br备化合物 I 的化学方程式。CH=2 由反应物 提取核心CH2Br官能团“Br”的信息，判断得出这属于卤代烃的消去反应类型。提取核心官能团“典型物质”的断键原理信息：提取卤代烃典型代表物 发生消去反CH32Br应的断键原理。完成 发生消去反应的断CH32Br键原理提取： 。H将旧的断键原理迁移到新物质的运用：分析得出 的断键原理： 。CH2Br CHCH2BrH完成新物质方程式的书写： CH2BrCH=CH2+NaOHNaBr+H2O通过范例的讲解，再结合题组式的变式练习帮助学生初步掌握操作步骤的思维过程。设计意图：以近几年广东高考试题和广州市一模、二模试题为素材，创设陌生有机物的具体反应情景，训练学生的书写常见官能团性质反应化学方程式的书写能力。当然这种能力的训练，必须有一个前提：那就是学生已经能够理解、掌握选修 5 教材中同类官能团性质反应化学方程式，才能实现在新情境下知识的提取和迁移应用。反过来，这样的能力训练又可以强化学生对教材中所学知识的理解和记忆。对应训练题目的设计思路：第一阶段先进行简单迁移，即在陌生有机物中引入对应的典型官能团，由教材中相同的官能团反应性质就完全可以实现迁移运用，不存在陌生断键的分析。这样做对基础稍微薄弱的学生来说，跨度可以小一点，同时可以进一步检测学生对教材中典型物质反应化学方程式的掌握情况，如果发现学生存在问题较大，就说明教材内容不过关，得回头补充、消化教材内容。第二阶段，可进一步加大迁移的难度，如加入乙醇4陌生断键、成键的分析等，实现能力培养的螺旋式上升规律。【案例 3】陌生有机物或有机反应的断键、成键分析能力类型一：取代反应类型的断键方式例题 1：化合物可由化合物合成：在碱性条件下，由与 反应合成，其反应类型为 。CH3COCl分析：（1）先从反应物、生成物中找出反应前后的相同部位，用“”将其画出来。 CH3CHCH=CH2OCH3COClH+CH3COOCHCH=CH23（2）再根据反应物和生成物的异同部位，判断出断键位置，用“ ”将其画出来。CH3CHCH=CH2OCH3COClH+（3）根据断键位置和生成物的结构，判断出成键的连接方式。 CH3CHCH=CH2OCH3COClH+例题 2：直接生成碳-碳键的反应是实现高效、绿色有机合成的重要途径。交叉脱氢偶联反应是近年备受关注的一类直接生成碳-碳单键的新反应。例如： OH+HCOCH33VI OHCOCH33I1 分子 与 1 分子 在一定条件下可发生类似反应的反应，其NCH3CHC产物分子的结构简式为 。5分析：（1）先从反应物、生成物中找出反应前后的相同部位，用“”将其画出来。 OHCOOCH3C+OHCOOCH3C（2）再根据反应物和生成物的异同部位，判断出断键位置，用“ ”将其画出来。然后结合断键位置和生成物的结构，判断出成键的连接方式。 OHCOOCH3C+OHCOOCH3C（3）根据“反应”的断键和成键方式，迁移到 与 的反应。NCH3CHCNCH23CH+类型二：加成反应类型的断键方式例题 3：叠氮化合物应用广泛，如 NaN3，可用于汽车安全气囊，pHCH 2N3 可用于合成化合物 V（见下图，仅列出部分反应条件 Ph代表苯基 ）化合物 III 与 PhCH2N3 发生环加成反应成化合物 V，不同条件下环加反应还可生成化合物V 的同分异构体。该同分异构体的结构式为 _。分析：（1）先从反应物、生成物中找出反应前后的相同部位，用“”将其画出来。因为暂时不知道 PhCH2N3 的结构，只能先找出与 相同的部分。PhCCHNCH23C6PhCCHPhCH2N3+PhCH2NHPh（2）根据以上的相同部分判断出 的断键位置： ，同时还可以判PhCCHPhCCH12断出 PhCH2N3 的结构为： ，其断键位置是为： 。PhCH2NPhCH2N43（3） 与 加成反应的成键方式有两种：PhCCH12PhCH2N43第一种是与连接，与连接，得到 ；PhCH2NHPh第二种是与连接，与连接，得到PhCH2NPhH例题 4：共轭双烯与含有双键的化合物相互作用，能生成六元环状化合物，例如：在一定条件下，化合物和化合物也能发生类似反应的反应，生成两种化合物（互为同分异构体） ，其结构简式分别为： 、_ _。分析：（1）先从反应物、生成物中找出反应前后的相同部位，用“”将其画出来。 COOCH33+ COOCH3反应：（）COOCH3COOCH3 一定条件COOCH3COOCH3（）CH3CH2（） （）COOCH2CH3O7（2）根据以上的相同部分判断出其的断键位置：12 COOCH3343因为 为上下对称结构，因此它们的加成方式只有一种。COOCH343（3）根据“反应”的断键和成键方式，迁移到 与 的反CH32COOCH2CH3O应。得到它们的断键方式如下：12CH32 43COOCH2CH3O因为 为不对称结构，所以加成反应的成键方式有两种：43COOCH2CH3O第一种是与连接，与连接，得到 ；OCH32COOCH2CH3第二种是与连接，与连接，得到 。CH32CHOOCH2CH3类型三：其它反应类型的断键方式例题 5：光催化制氢是化学研究的热点之一。科学家利用含有呲啶环（呲啶的结构式为 其性质类似于苯）的化合物 II 作为中间体，实现了循环法制氢，示意图如下（仅列N出部分反应条件）：8化合物 I 合成方法如下：OCH+2CH3CCH2COOCH3+NH4HCO3O NH3CCH3COCH3OCH3OCO+4H2OCO2用化合物 代替 作原料，也能进行类似的上述反应，所得有机物的结OHCHOOCH构式为_。分析：（1）先从反应物、生成物中找出反应前后的相同部位， O