拉伸刚度计算公式:高中化学教学专题案例

高中化学教学专题案例

一、主题背景    

经常听见学生反应：“老师，你分析讲解的问题我全部可以听懂，可是不会自己做，不知该如何分析，该怎么办 ?”

也经常听见有些老师不无抱厌地说：“这类题目都讲烂了可学生还是不会。”

这些向我们提出一个在实践层面上必须加以解决的问题：

问题一：学生如何应用己学过的知识去解答相似的新题目呢？

问题二：教师可以通过什么途径培养学生的知识迁移应用能力呢？

下面的案例也许可以给我们一点有关这方面的启示。

二、情景描述

当我上完同分异构体这一节课后，有个学生提问一个老师看来很简单的问题：

生：一氯甲烷有没有存在同分异构体？

师：没有。

生：哦，我知道了。

第二天该学生又拿了一个相似的问题来请教：

生：二氯甲烷到底有没有存在同分异构体呢？

师：什么是同分异构体？

生：分子式相同而结构不同的化合物之间互称为同分异构体。

师：那你认为二氯甲烷存在哪几种同分异构体呢？

生：我画给你看，（学生画出两个碳氯键呈 180 o以及 90 o两种位置关系的平面结构示意图。）

师：你这种认识是把二氯甲烷看成平面结构，两个碳氯键才有 180 o和 90 o两种不同位置关系，而实际上，他们是四面体结构，你所写的这两种位置关系实际上是一样的，它们是同种物质，二氯甲烷不存在同分异构体。

生：哦，我知道了， 谢谢老师。

又过了一天，该学生又拿了一个类似的问题：

生：我认为乙烷的一氯取代有好几种产物，存在多种同分异构体，对吗？

师：那么请你写一写它的同分异构体。

生：（写出左边或右边甲基上的一个氢原子被一个氯原子取代等几种形式。）

师：乙烷可以看成甲烷中的一个氢原子被甲基取代，两个甲基是对称的，所以乙烷一氯取代产物只有一种。

生：为什么呢？（学生一脸茫然）

至此，教师己经明显感觉到了学生的困惑，并且注意到学生的问题在于对甲烷正四面体结构的理解。什么是空间对称结构，对学生来说是一个很抽象的问题。因此，教师决定进一步给学生一个明确的分析判断。

师：还是从甲烷开始讲起，甲烷是正四面体，（最好有正四面体的模型），它的四个氢原子在正四面体的四个顶角，在空间上都是以碳原子为中心而对称的，即无论从哪个角度看，都是一样，是可以完全重合的。氯原子无论取代甲烷上哪一个氢原子，产物都是一样，只有一种，二氯甲烷也是如此。

乙烷可以看成由两个甲基结合而成，每个甲基上的三个氢原子，它们所形成的碳氢键的键角、键长都是一样，所以三个氢原子空间位置是等同的，无论取代哪一个氢原子是一样的。两个甲基在空间位置上是完全对称，并且碳碳单键可以旋转，取代左边甲基上的一个氢原子与取代右边甲基上的一个氢原子是一样的。所以乙烷一氯取代只有一种。

生：我理解了

师：为了加深印象，这里有碳、氢、氯的原子模型，请你组装成一个一氯乙烷模型。

生：（动手组装），我真的会了， 谢谢老师。

师：再考考你，一氯丙烷有没有同分异构体？有几种同分异构体？

生：有，有两种。

师：所以，对于这一类要求判断烷烃的一氯取代物的题目，我们可以这样来做：首先，找到这种烃的对称结构，即找到结构中一样的碳原子，又叫“等效碳原子”。然后，看这个烃分子的结构中有几个甲基连在同一个碳原子上，由于甲烷是正四面体结构，所以连在同一个碳上的甲基是“等效的”。

三、问题讨论：

从上面情景描述中，我们至少可以发现这样的情况：

当学生第一次请教时，教师只是给出一个现成的答案，学生也不知道为什么是这样，囫囵吞枣，不求甚解。所以在遇到类似问题时就无从下手。

在解答第一个问题过程中，教师要把握住知识的迁移点：甲烷是正四面体，原因是四个碳氢键的键角、键长都是一样，四个氢原子是完全对称的。甲烷中的一个氢原子被一个氯原子取代后，形成一氯甲烷，一个碳氢键变成了一个碳氯键，键的方向不变，只是键长变长了，甲烷中其他的氢原子被一个氯原子取代，情况也完全一样，所以一氯甲烷没有同分异构体。

当学生第二次请教时，教师也给出了同分异构体判断依据，按理是比较容易解答，但对于上一个问题回答的不彻底，以及教师没有把握住知识的迁移点，从而造成学生解答上的困难。究其原因有二：一、由于我们书写局限，甲烷结构式课本上写成平面形状，学生有了这种先入为主的印象，造成两个碳氯键有 180 o与 90 o之分。二、学生忽视了甲烷立体结构中四个氢原子在空间上都是以碳原子为中心而对称的，无论氯原子取代哪两个氢原子，效果都是一样的。二氯甲烷也是四面体结构。而教师的解答，只讲一些表面的特征，没有深入实质的内容，学生也就只知道一个答案，不知所以然，对于迁移应用能力的培养能力也就减弱了许多。

由于前两个问题讲解教师不注重对学生知识迁移能力的培养，所以学生对于乙烷的一氯取代究竟如何也就无从下手，直到教师分析清楚甲烷结构特征，以及乙烷结构的对称性，碳碳单键可以旋转后，才使问题得以解决。这样抓住时机把问题进一步扩展，凡是求烷烃一氯取代物的同分异构体的题目均可从此下手。使学生得到进一步提高。

从问题讨论中，我们可以得到下列启示：

启示一：教师在教学中不要只是给出一个现成的答案。

启示二：教师要迅速找准知识的迁移点，注重学生知识迁移应用能力的培养，争取使学生能顺利解决同一类问题。

启示三：对于有机化学中同分异构体类型的题目，最好尽量借助于直观的球棍比例模型来讲解问题或教学，，才能使学生眼到手到，心里有直接的感受。

四．诠释与研究

当前化学教学中，存在着重视知识的传授，忽视能力培养；重视知识点无一遗漏的传授，忽视相关知识点内在有机联系的倾向。教师给学生答疑解惑，经常当着学生的面把题目解一遍，或有时仅仅只给一个答案，使学生只会死记硬背，缺乏应变能力。只见树木，不见森林；不善于用所学的知识解答新情境的问题，更不善于分析解决新问题，所以一碰到相似的问题，也就很难解决了。

学习的目的不是把知识贮存于大脑之中，而是最终要化为能力，去解决不同情境的问题，这要通过迁移来实现。教师给学生答疑解惑，是把学到的知识真正用在解决实际问题上，解决的方法和技巧，如何使用所学知识去解答，这些正是我们学生要模仿和实践应用的。如果教师讲解不到位，或者没有把握住知识的迁移点，学生就难以形成良好的知识迁移应用能力，更谈不上融会贯通，举一反三了。这是我们广大教师应注意和考虑的问题。