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英国“Advanced Chemistry”教材有机化学内容编排的评析

暑假社会实践报告 时间:2021-07-19 10:28:51

摘要 由Oxford University Press出版的“Advanced Chemistry”(高级化学)(2000版)有机化学部分内容的编写注重知识的系统性、方法性、技术性和实用性,有利于培养学生的化学素养和科学探究能力。

关键词 化学教材 内容编排 有机化学

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有机化学是与生命科学和人们日常生活密切相关的化学分支学科。高中化学教学内容中的有机化学部分具有双重的教育功能:一,能满足公民基本科学素养的要求,提供有机化学中最基本的核心知识;二,帮助学生了解有机化学学科的内容特点和主要研究方法,理解有机化学知识与社会、生活的联系。由Oxford University Press出版的“Advanced Chemistry”(高级化学)(2000版)是目前英国重点高中普遍选用的教材,其有机化学部分内容的编写注重了知识的系统性、方法性、技术性和实用性,对我国高中有机化学教学具有一定的借鉴作用。

1 英国“Advanced Chemistry”教材简介

“Advanced Chemistry”(高级化学)是面向16~18/19岁英国高等预科生(取得普通中等教育证书后,准备考入高等院校进一步学习的学生)编写的教科书,共32章,由物理化学(Physical Chemistry,15章),无机化学(Inorganic Chemistry,5章)和有机化学(Organic Chemistry,12章)3个版块构成,其编排形式与化学学科分支发展极为吻合。

2 “Advanced Chemistry”教材有机化学部分内容

“Advanced Chemistry”有机化学部分由12个章节构成,分为5部分:

(1)烃类,21~23章,是有机化学的核心内容,包括烷烃、烯烃以及芳香烃,见表1。

(2)烃的衍生物,24~28章,主要介绍了有机卤化物、醇类、醛、酮、羧酸和它们的衍生物以及胺和氨基酸,见表2。

(3)有机合成,第29章,清晰的介绍了有机合成中的几个著名反应:格氏反应,迪尔斯-阿尔德反应,聚合反应等,见表3。

(4)生物化学,第30章,系统介绍了油脂、碳水化合物、蛋白质、酶、核酸等,还简单介绍了酶的作用机理,蛋白质与核酸,化学与遗传,遗传密码等,见表4。

(5)制备与分离、光谱和结构,31和32章,全面介绍了四大谱(质谱、红外、紫外、核磁)的原理和应用,而且还介绍了电泳、色谱、原子光谱等,见表5。

3 “Advanced Chemistry”教材有机化学内容编排特点

3.1 内容选取

3.1.1 系统性与实用性

“Advanced Chemistry”教材有机化学内容具有很强的系统性,包含有机化学学科的基本内容,对烃,烃的衍生物,有机合成,生物化学,制备与分离,光谱和结构做了系统的介绍。同时,在每一章内,编者也都是从基础知识出发,引出若干个相关的具体知识,例如在介绍“醇”的时候,首先作为基础知识对“醇”做了一个简单的介绍,接着延伸出“醇的极性”、“伯醇、仲醇、叔醇和脱水反应”、“醇的氧化”、“苯酚和醚”、“多羟基醇”等相关具体知识,并通过对醇与化学工业、科学、技术及社会生活相关的化学基础知识的介绍,让学生体会到知识与生活、社会的联系,为以后的升学就业打下良好的基础。其次是知识应用的系统性。例如,在介绍石油工业时:将裂解—热裂解—催化裂解—热裂解和催化裂解的比较及其裂解原理做了系统介绍,环环相扣,步步逼近,把裂解这个问题讲得很清楚。

3.1.2 技术性与方法性

“Advanced Chemistry”有机化学教材非常注重科学方法教育。例如:科学抽象法、模型法、资料和事实的处理方法(含表格化、线图化、化学用语化)和假说法等各种科学方法直接或间接地隐含在教材内容中。同时专门设置“制备,分离及鉴别技术”(第31章)、“光谱学和结构”(第32章)系统地介绍有机化学实验研究方法。

3.1.3 前沿性

“Advanced Chemistry”有机化学内容将当代最新科技成果及快速增长着的研究领域,如环境化学、生物化学、营养、健康等直接反映到书中,并且在书中引进了一些新的合成方法及反应。例如:在第28章“胺和氨基酸”一章中有一个专门的“前沿进展”小节,介绍了加百利合成、磺胺类合成以及相转移催化等前沿知识。

3.2 内容呈现直观性

“Advanced Chemistry”有机化学运用了大量的模型,特别球棍模型与大量三维立体图形,增加了立体化学的直观性和可视性,如在第30章生物化学中讲述核酸时,大量三维立体图形的使用,使原本静止的DNA分子顿时鲜活了起来,就像它们原本就是会动的一样,让学生沉浸在DNA的动感世界里,学习也变得轻松了。同时教材编著者考虑到了情境认知理论,使其整体信息呈现双页面方式,这样编排更加人性化,不但便于学生阅读,而且有助于集中学生的注意力,发展学生的整体思维。

3.3 内容编排循序渐进性

根据奥苏贝尔的认知同化理论,要促进新知识的学习,首先要强调学生认知结构中与新知识有关的观念。即一方面,要尽可能先传授学科中具有最大包摄性、概括性和最有说服力的概念和原理,以便学生能对学习内容加以组织和综合。另一方面,要注意渐进性,也就是说,要使用安排学习内容顺序最有效的方法;构成学习内容的内在逻辑;组织和安排练习活动。奥苏贝尔还指出,如果过于强调各单元的独立性,或在学生没有掌握某些相关概念时,就学习新内容,无法使学生真正理解知识之间的组织和联系。“Advanced Chemistry”教材编著者采取了演绎的方法,把基本概念和基本理论集中安排在最前面第21章,其主要内容为:21.1有机化学和碳原子,21.2有机物分子,21.3立体化学,21.4官能团,21.5有机化合物的反应-1,21.6有机化合物的反应-2,这些基本概念和理论的提前学习为后续章节的学习打下基础。教材中官能团机理和立体化学的提前学习使得学生能够更好地掌握官能团反应及有机化学反应机理的理解和应用,有利于相关学习的深入。如教材将立体化学放在烯烃之前,对烯烃加成的区域选择性和立体选择性讨论得更加详细,使学生深入理解加成反应机理及产物的构型。教材还增加了反应机理内容,使学生学到基本反应的真谛,有助于分析和解决问题能力的提高。

在每一小节前都有一个学习目标(objectives),在每一小节的最后都有一个对本节重要内容的小结(summary),如在第21章第4小节“有机化合物的反应”最前面就有一个“objectives”包括:官能团;位置异构;官能团异构。同样在21.4节的最后,有这样一个“summary”:含有官能团的同分异构体有可能是位置异构,也有可能是官能团异构。即相当于在最开始提出问题,让学生像科学家一样经历真正的知识发现过程,探究问题并解剖问题,使之成为一个发现的过程,一个揭示自然事物的过程,并最终发现这些事物之间是如何联系的过程。这样有助于构建学生的认知结构,培养其科学探究的能力。

4 “Advanced Chemistry”教材有机化学部分的启示

如何探索有利于教学过程的教材体系新模式,“Advanced Chemistry”给予我们一些有益的启示。把结构、性质和合成三者割裂开来讨论,不利于学生全面、系统的学习有机化学知识;有关性质及反应的内容过多,单纯的为叙述反应,对反应的应用介绍不够,不利于对学生综合能力的培养。“Advanced Chemistry”有机化学内容加大了有机合成,反应机理在课程内容中的比例,将有机化合物的结构、性质、和合成三者有机结合起来,构成网络化的知识结构体系,同时与生产生活实际紧密联系起来,加强思维方法与技术方法教育等都是值得我们借鉴与研究的。

参考文献

[1] 周青,赵永春.化学教育,2006,27(11):23-25

[2] 苏桂田,张宝申,曹玉蓉,胡青梅.化学教育,2002,23(3):24-26

[3] Michael Clugston,Rosalind Flemming.Advanced CHEMISTRY.UK:Oxford University Press,2000

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