建議 - 高二學生有機化合物概念與其視覺化表徵能力之探究

根據本研究的結果，從科學學習、研究設計、教學設計方面提出以下建議：

一、在科學學習方面－

建議將視覺化表徵能力應用於各個單元中，除了能培養學生視覺化表徵能力外，也能幫助學生概念的理解。

二、在研究設計方面－

由於教學內容設計要符合視覺化表徵能力，使得教學時間增加，因此建議教師能將教學時間拉長外，或許能在其它概念上培養視覺化表徵能力，而當學生在學習有機化合物單元時，能更有效的使用視覺化表徵能力。

三、教學設計方面－

學生經過視覺化表徵能力的教學後，仍有約 30%的學生沒有單鍵可旋轉的概念；約 35%的學生沒有習得醇類與醚類之物性與化性；約 30%的學生在繪製苯之衍生物的異構物有困難，因此建議教師在採用視覺化表徵能力教學方法上，還要輔助其它教學策略，以協助學生理解單鍵可旋轉的概念、幫助學生習得常見有機官能基之物性與化性、以及協助學生正確繪製苯之衍生物的異構物。

參考文獻

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附錄一、有機化合物概念試題

有機化合物概念試題

題號題目

某烷之結構式如下圖所示，其中文系統命名為：

(A) 2,4-二甲基己烷 (B) 3,5-二甲基己烷 (C) 2,4,5-二甲基戊烷 (D) 1,2,4-三甲基戊烷

(CH3)3CCH2CH2CH(CH3)2，其中文系統命名為：

(A)2,2,6-三甲基己烷 (B)2,2,5-三甲基己烷 (C)2,5-二甲基庚烷 (D)2,5,5-三甲基己烷

保麗龍球與竹籤可用來製作分子模型（球－棍），保麗龍球的尺寸分別代表不同原子的大小，竹籤則代表原子間的鍵結，並以竹籤的數目代表化學鍵的多寡。試問下列敘述，哪些正確？

(甲) 甲烷的模型需用五個保麗龍球與五支竹籤製作 (乙) 丙烷的模型需用十一個保麗龍球與十支竹籤製作

(丙) 甲烷的模型中，碳的保麗龍球尺寸大於氫的保麗龍球尺寸

(丁) 乙炔的模型需用四個保麗龍球與四支竹籤，且各球的球心呈一直線 (戊) 乙烯的模型需用六個保麗龍球與六支竹籤，且各球的球心皆在同一平面 (A)甲乙丁

(B)甲乙戊 (C)乙丙丁 (D)乙丙戊

某烯類之結構式如下圖所示，其中文系統命名為：

(A)2-甲基-2-乙基-3-丁烯 (B)3-甲基-3-乙基-1-丁烯 (C)3,3-二甲基-1-戊烯 (D)3,3-二甲基-4-戊烯

(CH3)2CCHCH2CHCH2，其中文系統命名為：

(A) 5-甲基-1,4-己二烯 (B) 2-甲基-2,5-己二烯 (C) 1,1-二甲基-1,4-戊二烯 (D) 5,5-二甲基-1,4-戊二烯

某芳香族化合物之結構式如下圖所示，其中文系統命名為：

(A)1,3,5-三硝基-2-甲苯 (B)2,4,6-三硝基甲苯 (C)1,3,5-三硝基-2-甲基苯 (D)2,4,6-三硝基-1-甲基甲苯

下列有四個化合物，哪些互為幾何異構物呢？

(A) 1 和 2 (B) 3 和 4 (C) 2 和 4

(D)四個全互為幾何異構物

(1) (2)

(3) (4)

下列哪一組結構與名稱配對不正確？

A 菲

B 蒽

C 聯苯

D 鄰二甲苯

有一烴類化合物，完全燃燒之後，在 STP 下產生 8 公升的 CO2(g)及 8 公升的 H2O(g)，下列敘述何者正確？

(A) 此化合物可能的化學式為 C8H8

(B) 此化合物可能為環辛炔 (C) 此化合物可能為環辛烷

(D) 每一莫耳化合物燃燒需氧氣 24 莫耳

正己烷、環己烯、甲苯、乙炔等與 0.005M KMnO4水溶液反應時，應加入何種溶劑最恰當？

(A) 水 (B) CCl4

今有甲、乙、丙、丁、戊五支依序分別含 10mL 的汽油、甲苯、丙酮、酒精、食醋後，各再加入 1mL 的蒸餾水。試問充分攪拌後，下列哪些試管內的溶液是均勻混合？

(A) 甲和丁 (B) 丁和戊 (C) 甲和丁和戊 (D) 丙和丁和戊

N-甲基乙醯胺是下列哪一個結構？

(A)

(B)

(C)

(D)

二級丁醇是指下列哪一個結構？

(A)

(B)

(C)

(D)

本題組與下述有機物質的一般物性實驗有關。某生為了解碘、硫酸銅在不同溶劑中的溶解情形，各取 1g 的上述兩種物質，等分為三份後，分別投入水、酒精與甲苯中，觀察溶解情形，記錄如下表。(○表可溶，╳表難溶)

將硫酸銅的水溶液與碘的甲苯溶液倒入同一試管中，塞上橡皮塞，用力搖晃後靜置十分鐘，結果試管中會呈現什麼現象？

(1)呈同一相 (2)溶液分為兩層 (3)溶液下層為藍色 (4)溶液上層為藍色 (5)全部溶液皆為藍色 (A) 2 和 3

(B) 2 和 4 (C) 1 和 5 (D) 2 和 5

碘硫酸銅

水 ╳ ○

酒精 ○ ╳

甲苯 ○ ╳

四種有機化合物甲、乙、丙、丁的分子量及沸點如下表所示：

試問甲、乙、丙、丁四種化合物依序為下列何者？

(A)乙醛，丙烷，二甲醚，乙醇 (B)丙烷，乙醛，二甲醚，乙醇 (C)二甲醚，乙醇，乙醛，丙烷 (D)二甲醚，丙烷，乙醇，乙醛

化合物分子量沸點(℃) 甲 44 21 乙 44 －42 丙 46 －25 丁 46 78

附錄二、視覺化表徵能力試題

視覺化表徵能力試題

試題說明：

 本部分共有四個題組，除了第一個題組為參考範例不需作答外，其餘三個題組皆需作答。

 第一、二、三區為題組中 1-5、2-5、3-5 所需要的題目，其中第一、二區需填入 IUPAC 命名。

結構式

命名

選項 1-A 1-B 1-C 1-D

第二區烷烴類

示範區

示性式 SiO2 HCl NH4Cl CaCl2

選項 0-A 0-B 0-C 0-D

結構式

命名

選項 2-A 2-B 2-C

第三區

示性式 N2F2 N2F4 C2F2 CH2F2

結構式

選項 3-A 3-B 3-C 3-D

此部分共分成三大題組，並請參考以下範例後回答下列問題：

參考範例

一、

二、

三、

附錄三、視覺化表徵能力評分標準

1 1-A，解釋空白或解釋錯誤

視覺化表徵能力

分數評分分數

知覺 3 1 (2-丁烯) 2 4 (1-丁烯) 1 2 (2-甲基丙烯) 0 空白 or 3 (1-丙烯) 轉換 3

四個都畫對(任一化學結構式皆可)

2 其中一個畫錯 1 其中兩個畫錯

0 空白、三個以上畫錯

詮釋 3 C 雙鍵不能旋轉，並從烯基上横畫一條線，可發現 1≠2 且 3≠4

2 A 雙鍵不能旋轉，並從烯基上横畫一條線，可發現 1≠2 1 B(僅雙鍵不能旋轉對) 雙鍵不能旋轉，並從烯基上橫畫一條

線，可發現 1≠3 且 2≠4

0 D 雙鍵不能旋轉，只要不能旋轉，就有順反異構物連結 3 B，雙鍵不能旋轉，且可發現 1≠2 且 3≠4。(畫

圖解釋)

2 B，1≠2 且 3≠4(僅一半對) 1 選 B，但解釋空白或解釋錯誤 0 A or C

評估 3 含其中兩項即可：

3-A，雙鍵不能旋轉，且可發現 1≠2 且 3≠4。(畫圖解釋)

2 3-A，1≠2 且 3≠4(僅一半對) (畫圖解釋) 1 3-A，但解釋空白或解釋錯誤

0 3-B or 3-C or 3-D(CH2F2)錯誤答案

在文檔中高二學生有機化合物概念與其視覺化表徵能力之探究 (頁 141-167)