黃金泉
摘要:設計有機合成路線流程圖是江蘇化學高考必考的一種典型題型,多數(shù)同學難于適從,很難有效突破,失分嚴重。逆合成“五步”分析法即觀察、拆分、轉(zhuǎn)化、閱讀、整理,對突破設計有機合成路線流程圖具有很強的指導性、針對性和實效性,尤其在二輪復習時?,F(xiàn)將此以課堂實錄的形式作一整理,供大家參考和借鑒。
關鍵詞:觀察;拆分;轉(zhuǎn)化;閱讀;整理;顯性信息;蘊含信息
文章編號:1008-0546(2019)03-0031-05 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2019.03.009
一、問題提出
設計有機合成路線流程圖,每年的江蘇高考考試說明都作如下說明:能利用不同類型有機化合物之間的轉(zhuǎn)化關系設計合理路線合成簡單有機化合物。盡管這種題型在高考有機綜合題(第17題)中只是以第(5)問出現(xiàn),分值6分,但它涉及的知識面廣、綜合性強、新信息量多。從平時考試卷面情況分析看,多數(shù)同學難于適從,不能進行有效突破,造成了心理上的壓力,有的同學甚至棄題不做。究其原因不僅僅是因為基礎知識遺漏,更重要的或許是沒能掌握有效的應對策略。如何沖破設計合成路線流程圖的藩籬?筆者在高三復習時摸索并提煉的逆合成"32步”分析法即觀察、拆分、轉(zhuǎn)化、閱讀、整理,對突破設計有機合成路線流程圖具有很強的指導性、針對性和實效性?,F(xiàn)將該教學方法以課堂實錄的形式作一整理和反思,以拋磚引玉。
二、教學過程
教學環(huán)節(jié)1:展示2017年江蘇高考題第17題第(5)問,讓學生了解該題型在高考中是怎樣考的(高考題略)
老師:這節(jié)課我們專門來解決第(5)問中涉及的有機合成路線問題。
教學環(huán)節(jié)2:當堂練習,感悟逆合成分析法的思路
老師:請大家完成隨堂學案中的例1。你要準備回答,你是怎樣設計的?思維的起點是怎樣的?從這個思維的起點開始你怎樣完成這個設計的?
學生活動:完成例1
老師:投影學生甲的答案,請你講述你是怎樣設計的?
學生甲:我是這樣考慮的,先將原料乙烯與Br2加成生成1,2一二溴乙烷,然后將1,2一二溴乙烷在堿性條件下水解得到乙二醇,再將乙二醇氧化成乙二醛,然后進一步氧化成乙二酸。最后將得到的乙二醇和乙二酸在濃硫酸、加熱條件下發(fā)生酯化生成乙二酸乙二酯。
老師:你是怎么想到這樣設計的?
學生甲:我是從酯基處觀察目標產(chǎn)物,找到了乙烯的“影子”,然后把它拆分,拆完后再往前追進行轉(zhuǎn)化,最后整理出了這樣的合成路線流程圖。
老師:分析得很到位。我們就把這種從產(chǎn)物分子開始,逆向轉(zhuǎn)化,逐級向原料分子逼近的分析方法稱之為逆合成分析法。根據(jù)剛才同學的思路分析,我們來總結一下。
教學環(huán)節(jié)3:初步形成逆合成分析的一般思路和方法
老師:通過對這道題的分析,我們可以初步提煉出逆合成分析法的一般思路和方法。
逆合成分析的一般思路:從產(chǎn)物分子開始,逆向轉(zhuǎn)化,逐級向原料分子逼近。
逆合成分析的一般方法:
(1)觀察。觀察產(chǎn)物分子與原料分子間的架構關系(構建骨架)。
(2)拆分。把產(chǎn)物分子合理拆分(官能團、原料分子)。
(3)轉(zhuǎn)化。把下一級官能團轉(zhuǎn)化為上一級官能團。
(4)整理。整理合成路線流程圖(主要格式和條件)。
教學環(huán)節(jié)4:嘗試利用逆合成“四步”分析法,體驗高考題
老師:請同學們根據(jù)剛才提煉的方法完成隨堂學案中的例2(09年江蘇高考19題第(5)問)。
附:【例2】(09年江蘇19題第(5)問)多沙唑嗪鹽酸鹽是一種用于治療高血壓的藥物。多沙唑嗪的合成路線如下:
教學環(huán)節(jié)5:歸納總結逆合成“五步”分析法
老師:通過本題和剛才的例題相比,你覺得又增添了什么?通過本題的分析你有何收獲?
學生丙:通過本題的分析,我懂得了不僅要學會利用信息提示(顯性信息)來設計合成流程圖,還要學會閱讀已知的流程圖,到已知的流程圖中去尋找有用的信息(隱性信息),把蘊含在流程圖中的有用信息提取出來當成已知信息來使用。
老師:對。如何將上述初步形成的四步方法進一步完善?
學生?。簯撛诔醪教釤挼乃牟椒椒ㄖ性僭黾右徊?-閱讀。
老師:投影總結逆合成(五步)分析法(見PPT6)。
PPT6:逆合成(五步)分析法:
(1)觀察。觀察產(chǎn)物分子與原料分子間的架構關系(構建骨架)。
(2)拆分。把產(chǎn)物分子合理拆分(官能團、原料分子結構)。
(3)轉(zhuǎn)化。把下一級官能團轉(zhuǎn)化為上一級官能團(信息)。
(4)閱讀。信息提示、提供的流程圖。
(5)整理。整理合成路線流程圖(注意格式、條件)。
老師:在解題碰到困難時,要學會閱讀已知的流程圖,特別是要學會到提供的流程圖中尋找信息(隱性信息),在這“五步”法中最難的是第四步--閱讀。
教學環(huán)節(jié)6:應用逆合成“五步”分析法
老師:我們有了“五步”法,再來解決學案中的例3(2012年江蘇高考17題第(5)問)。這題有一定的難度,或者說你又會遇到新的困難。請大家仔細閱讀,然后相互交流,共同完成。
學生活動:練習例3。
附:【例3】(2012年江蘇17題第(5)問)化合物H是合成藥物鹽酸沙格雷酯的重要中間體,其合成路線如下:
教學環(huán)節(jié)7:規(guī)范答題
老師:究竟哪一種途徑更符合答題要求呢?
學生:各抒已見,意見不一。有的說是途徑1,有的說是途徑2,有的說是途徑3,有的同學認為都符合答題要求,等等。
老師:應該是途徑3!為什么呢?這是因為合成路線的設計,屬情境性試題。它主要考查我們對新信息閱讀、理解、捕捉、應用和吸取他人間接經(jīng)驗的能力。因此我們必須緊緊圍繞試題中的情境來答題。所以,應優(yōu)先利用題目中的顯性信息;其次,努力尋找流程圖中的隱含信息并加以利用;最后才開始考慮課本上的反應。投影參考答案(PPI19)。
小結:通過本題的學習,你又有哪些新的收獲?
學生:首先要優(yōu)先利用信息提示的反應;然后尋找隱性信息反應并加以使用;最后才考慮課本中的反應;不能把自學獲得的信息遷移用到設計合成路線圖中來。
三、一些感悟
本節(jié)課堂實錄是高三化學二輪專題復習課,設計的思路是從高考題引入,通過對課本習題的當堂練習,引導學生初步歸納出逆合成分析法的一般思路(即“四步”分析法)。然后利用該方法嘗試解決高考題,由此進一步完善為“五步”分析法,再利用該方法嘗試解決高考題,在碰到新情況、新問題時引導學生積極尋找有效的解決途徑,期間強調(diào)規(guī)范答題。這種“題進題出”的課堂教學,雖應試明顯,但針對性極強,能有效沖破設計合成路線流程圖的藩籬,效果極佳。但由于設計有機合成路線流程圖題的特點是情境過于開放,只有無機試劑任選,其它沒有要求,答案卻惟一,這就促使我們在平時復習時,務必指導學生根據(jù)設計要求如何利用或?qū)ふ矣行?、有用的新信息,又如何做到?guī)范答題。而筆者在實際教學中面臨的困惑是:設計路線流程圖時,信息提示的反應是否必須要用?有沒有選擇的余地?給出的路線流程圖中的相關反應,在設計路線圖時不引用是否算錯?通過自學獲得的反應信息,能否遷移到合成路線中去?課本上的拓展視野所涉及的反應算不算超綱?能否使用?等等。筆者期待著一個明確的說法。否則,老師們?nèi)菀酌允Ы虒W方法,考生也容易失去答題的信心。