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中小学教学研究2020.3

高中化学项目教学实践研究

——

以“神奇的分子马达”为例

吴凌荔，江合佩

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1.厦门外国语学校，福建厦门361026；

2.厦门市教育科学研究院，福建厦门361003

摘要

本项目教学案例以“神奇的分子马达”为项目学习主题，以确定三蝶烯的结构、认识三蝶

烯的结构特点、合成三蝶烯及其衍生物为学习任务，立足于真实情境的问题解决，实现深度学

习，促使学生在真实问题情境任务探究活动中改变认知结构，实现知识结构化，建立学科观

念，培育核心素养。

关键词

高中化学；分子马达；三蝶烯；核心素养

仔细研读《普通高中化学课程标准（2017年版）》，我们发现项目学习不仅能提高学生解

决真实问题情境的能力，也能促进学生化学学科核心素养的发展。学生是项目实施的主

体，学生的基本知识和技能、关键能力和必备品格要在真实的问题情境中实践，并在探究和

解决问题的过程中获得。

一、项目学习主题的确立

（一）项目学习内容对学生核心素养发展的价值

有机化学基础模块对进一步发展学生的“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认

知”“科学态度与社会责任”“科学探究与创新意识”等方面的素养具有重要作用。学生通过

学习一些典型有机物的结构和性质，有了认识有机化合物的基本视角，且形成了研究一般

有机化合物的思路和方法。通过认识真实情境下的复杂有机化合物，可以提高学生的学科

分析能力、创新迁移能力，培育学生的关键能力。

（二）化学学科核心知识对学生认识科技发展的价值

有机物的结构决定其性质，人们只有确定了该分子的微观结构，才能对其进行进一步

作者简介：吴凌荔（1983-），女，福建莆田人，中学一级教师，硕士研究生。研究方向：中学化学教育学；江合佩

（1982-），男，江西景德镇人，中学高级教师，大学本科。研究方向：中学化学教育学。

基金项目：本文系全国教育科学“十三五”规划2018年度教育部规划课题“STEM视域下中学理化项目式学习课

程实践研究”（课题编号：FHB180605）暨福建省教育科学“十三五”规划2019年度教育教学改革专项课题（课题

编号：Fjjgzx19-059）的阶段性研究成果。

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精品课堂

的开发和利用。测定有机物结构的核心步骤，是确定其分子式、检测其含有的官能团及在

碳骨架中的位置。在“探究三蝶烯的结构”这一活动中，学生需要对以往所学知识进行深加

工，再度升华对有机化合物结构测定的一般程序的认识。

研究有机物的结构特点，对于认识有机物的化学性质和有机合成有着重要的意义。由

图1可见，在对三蝶烯的一氯代物同分异构体种类的讨论活动中，学生充分认识了三蝶烯的

对称性。

图1三蝶烯的对称性图2三蝶烯的化学性质

有机合成的前提是熟知各有机物的结构特点和化学性质，根据三蝶烯的结构式，学生

不难找到典型物质的典型反应（见图2）。

通过前面的分析讨论，学生认识到三蝶烯有着丰富的衍生化位点，可以通过有机合成

对三蝶烯的结构进行多种修饰以实现更多的功能。学生可以从结构和性质两个核心视角

来认识分子马达的各种雏形。最后，学生可以像科学家一样试着研究三蝶烯、三蝶烯-2，3，

6，7-四甲酸二酐的合成路线。

（三）项目学习目标

（1）通过对三蝶烯结构式的探究，形成确定有机化合物结构式的一般思路和方法。在

化学史的回顾中调动学习化学积极性，提升科学精神与社会责任。

（2）通过对三蝶烯及其衍生物的原子共面问题、一氯代物和二氯代物数目的探究，逐步

形成研究有机化合物结构特点的一般方法。培养证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探

析的核心素养。

（3）通过对三蝶烯及其衍生物性质的探究，激发学生对探秘神奇有机物世界的学习兴

趣，同时，培养学生类比、创新、迁移的能力。

（4）在从宏