人教版《化學２（必修）》中“苯”的教學設計

文章編號：1005－6629(2007)11－0045－03中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

新課程高中化學必修課程中化學知識的邏輯性和系統性有所弱化，聯系社會的知識和知識的應用相對較強。而為了提高學生的科學探究能力，對培養學生科學方法的要求則沒有放松，為此“知識弱化了，怎樣培養能力和方法”的問題擺在了我們面前。本文以人教版《化學2（必修）》中“苯”的教學為例，分析實施科學方法教育的策略。

“有機化合物”在《化學2（必修）》中列第三章，從章節的數量看，學生已經學完了必修課程的3/4，已經基本達到了“認識實驗、假說、模型、比較、分類等科學方法對化學研究的作用”的要求。所以，在“苯”的教學中，要充分挖掘科學方法教育的因素，促進學生在運用科學方法探究苯的知識的過程中，進一步加深對有關科學方法的認識，提高科學探究的能力。

1 教學設計

學習任務一：用文獻方法了解苯的發現和來源

學習活動1：交流課前就“苯的發現和來源”查閱的有關資料。

學習活動2：在教師的帶領下，總結“苯的發現和來源”的文獻閱結果。

設計意圖：

（1）雖然文獻法不是化學教學活動中獲得事實材料的主流方法，但適當安排文獻方法的運用，能使學生體驗獲得事實材料的多種途徑。

（2）創設學生感興趣的情境，使他們從一個輕松的話題——“苯的發現和來源”入手，愉快地進入新的學習任務之中。

學習任務二：運用觀察方法認識苯的主要物理性質

學習活動1：通過對苯的觀察，感知苯的顏色、狀態、氣味等物理性質，并從記憶中搜尋嗅到苯的氣味的生活情景。

學習活動2：通過觀察苯與水（為了便于觀察，可在水中加一滴墨水）的混合實驗，感知苯的密度和水溶性等物理性質，并討論分離苯與水的方法。

學習活動3：在教師的帶領下，總結苯的主要物理性質，知道苯是一種重要的有機溶劑。

設計意圖：

觀察是獲取事實材料的主要方法，在科學研究中居于十分重要的地位。對苯的顏色、狀態、氣味的直接感知屬于自然觀察，通過與水的混合實驗感知苯的密度和水溶性屬于實驗觀察。這些觀察活動教科書都沒有安排，但確能使學生對苯的相關物理性質留下深刻印象，值得教師的重視和研究。

學習任務三：用假說方法確定苯分子的組成

學習活動1：根據通常情況下烷烴的狀態與分子中碳原子數的關系，估計苯分子中碳原子數的取值范圍。

學習活動2：閱讀教師提供的信息，推測苯分子的組成。

［信息］法國化學家熱拉爾等人首先確定苯的相對分子質量為78。

學習活動3：通過比較C6H6與乙烯分子中碳的質量分數，預測苯在空氣中燃燒時的現象。

學習活動4：通過觀察演示實驗（用玻棒蘸取苯在酒精燈上點燃），進一步確認苯分子的組成。

設計意圖：

（1）假說是人們根據已有的知識對于所需研究的事物或現象所做的初步解釋，它是在人們對于該事物或現象的原因沒有全面認識的情況下作出的推測，所以假說需要驗證真偽。學生對假說方法的認識，需要在科學教育活動中多次的體驗和不斷的深化。

（2）本節學習任務是在改造教科書呈現方式的基礎上設計的，目的是給學生增加體驗假說方法的機會。

發現問題——苯分子的組成是怎樣的？

提出假說——苯常溫下是液體，分子中的碳原子數應該大于5；如果碳原子數為5，則氫原子數為78－12×5＝18，超過飽和時所需的2×5＋2＝12，所以苯的分子式只能是C6H6。C6H6分子中碳的質量分數遠大于乙烯，乙烯在空氣中燃燒時火焰明亮伴有黑煙，苯在空氣中燃燒時黑煙應該更濃。

實驗檢驗——苯燃燒時產生明亮的帶有濃煙的火焰（因燃燒時的黑煙會污染環境，不宜分組實驗）。

得出結論——苯的分子式是C6H6。

學習任務四：認識苯的凱庫勒式，感悟直覺思維的意義

學習活動1：閱讀教師提供的信息和圖片，認識凱庫勒提出的苯的單雙鍵交替的環狀結構。

［信息］德國化學家凱庫勒為了苯分子的結構，苦思冥想不得其解。1865年的一天夜晚，凱庫勒在書房里打起了瞌睡，夢見一個個原子跳躍而出，并且像蛇一樣盤繞卷曲。一會兒眼前的蛇銜住了自己的尾巴，并旋轉不停。凱庫勒從夢中驚醒，繪制出了苯分子中碳原子呈環狀排列的結構。為了保持碳的4價，凱庫勒又在環內加了3個雙鍵，得到了苯的凱庫勒式。

學習活動2：從教師提供的上述信息中，感悟直覺思維對科學研究的意義。

設計意圖：

（1）由于學生只有甲烷與烷烴及乙烯等基本知識，對碳碳之間化學鍵的多樣性缺乏足夠的認識，他們難以猜想苯分子的可能結構，為此選擇了直接給出苯的凱庫勒式的策略。

（2）直覺思維是非邏輯性的，它能打破常規思維定勢和邏輯規則的束縛，因而是創造性思維的重要形式。凱庫勒之所以能夠從夢中得到啟發，是由于他一直致力于分子結構的研究，才會夢其所思；同時他又懂得化合價的真正含義，才捕捉到了直覺形象。近年來，有文獻表明，苯的環狀結構是奧地利中學教師勞斯密特在1861年提出的，比凱庫勒的夢早了4年。這一學習活動的設計，并不是要為誰論功，而是為了給出苯的環狀結構，同時引導學生感悟直覺思維的意義。

學習任務五：用假說方法確定苯分子中沒有與乙烯類似的雙鍵

學習活動1：根據乙烯的性質和苯的凱庫勒式，推測苯的性質。

學習活動2：進行苯與溴水、酸性高錳酸鉀溶液的混合實驗，得出苯分子中沒有與乙烯類似的雙鍵的結論（注意引導學生分析苯對溴水的萃取現象）。

設計意圖：

這一節的學習任務教科書原本就是按假說的模式編排的，這不僅能揭示苯的凱庫勒式存在的問題，而且能激發學生深入學習苯的結構和性質的興趣。

發現問題——苯的凱庫勒式是單雙鍵交替的環狀結構，其中的雙鍵與乙烯中的雙鍵類似嗎？

提出假設——如果苯分子中有與乙烯類似的雙鍵，則苯也能使溴水或酸性高錳酸鉀溶液褪色。

實驗檢驗——苯不能使溴水或酸性高錳酸鉀溶液褪色。

得出結論——苯分子中沒有與乙烯類似的雙鍵。

學習任務六：用模型方法認識苯分子的平面正六邊形結構

學習活動1：觀察苯分子結構的比例模型，認識苯分子的獨特結構。

學習活動2：根據教師提供的信息，進一步糾正凱庫勒式中的單雙鍵交替的環狀結構。

［信息］苯的鄰位二氯取代物只有一種結構。

設計意圖：

（1）受《課程標準》要求的限制，必修教科書中沒有介紹共價鍵的鍵參數，所以用鍵參數等分析苯分子結構的特殊性宜留在《選修5（有機化學基礎）》中進行。

（2）化學科學對微觀粒子結構及其變化的研究離不開模型方法。苯分子的比例模型屬于物理模型，它能為學生直觀地展示苯分子的獨特結構。而苯的鄰位二氯取代物只有一種結構的信息，又能使學生加深對苯環結構特殊性的認識。

學習任務七：用演繹方法完成苯的有關反應的化學方程式

學習活動1：根據教師提供的信息，運用已有知識完成苯的取代和加成反應的化學方程式。

［信息1］在一定條件下，苯能與溴、硝酸等物質發生取代反應，苯環上的氫原子分別被溴原子和硝基（－NO2）取代后， 生成溴苯（）和硝基苯

（）。

［信息2］在一定條件下，苯能與氫氣發生加成反應，生成環己烷（ ）。

學習活動2：由苯的取代和加成等性質，體會其在化工生產中的應用。

設計意圖：

（1）受《課程標準》要求的限制，苯與溴、硝酸等取代反應的實驗操作暫不宜介紹，因此無法通過實驗現象抽象出相關的化學方程式。

（2）演繹是從一般原理推論個別事物的推理方法。學生在前面的學習中，已經了解了甲烷的取代反應和乙烯的加成反應，從取代反應和加成反應的定義出發，用演繹方法完成苯的有關反應方程式既符合科學思維的規律，又能使學生進一步加深對取代反應和加成反應本質的認識。

學習任務八：用綜合方法對苯的結構和性質形成整體認識

學習活動1：閱讀教科書中關于苯的全部內容。

學習活動2：在教師的帶領下，總結苯的性質及其與結構的關系。

設計意圖：

綜合是把研究對象的各個部分或各個方面聯系起來考察，從整體上去認識和把握研究對象的思維方法。在對苯的結構、性質、用途等逐一學習以后，再進行全面地總結和歸納，能使學生對苯的有關知識形成一個整體的認識。

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