讓學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)研究

一、 教學(xué)背景

1. 設(shè)計(jì)背景。傳統(tǒng)的教學(xué)方式對(duì)于幫助學(xué)生迅速掌握乙烯的知識(shí)、掌握有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的一般方法十分有效；但此方法對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維能力、解決問(wèn)題的能力、學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法相對(duì)較弱，不利于學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展，為此筆者從“三維目標(biāo)”出發(fā)，從“用途→性質(zhì)→結(jié)構(gòu)”來(lái)設(shè)計(jì)《乙烯》的教學(xué)方案，以強(qiáng)化課堂教學(xué)中的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和教學(xué)過(guò)程的探究性。

2. 知識(shí)背景。 乙烯作為石油化工中最重要的基礎(chǔ)原料和不飽和烴的典型代表物，是高中化學(xué)學(xué)習(xí)的重要知識(shí)。乙烯在教材中以與化石燃料相關(guān)的有機(jī)物呈現(xiàn)給學(xué)生，是在學(xué)習(xí)了《天然氣的利用甲烷》之后，作為石油煉制的重要產(chǎn)品出現(xiàn)。在此之前，學(xué)生學(xué)習(xí)了甲烷的性質(zhì)，知道了烷烴的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的關(guān)系，也知道了乙烯的結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，這些知識(shí)的儲(chǔ)備為本節(jié)課的教學(xué)奠定了重要的知識(shí)技能基礎(chǔ)。

二、 教學(xué)目標(biāo)

1. 知識(shí)與技能：探究乙烯分子的組成、結(jié)構(gòu)式，了解乙烯的化學(xué)性質(zhì)和加成反應(yīng)的原理。

2. 過(guò)程與方法：通過(guò)乙烯分子結(jié)構(gòu)的有序推理過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維和邏輯思維能力；利用乙烯和乙烷之間的比較，培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力；對(duì)乙烯的微觀結(jié)構(gòu)有一定的三維想象力。從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到結(jié)構(gòu)的推理，體會(huì)科學(xué)研究的方法，領(lǐng)悟科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法。

3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)對(duì)乙烯分子結(jié)構(gòu)的推理過(guò)程，從中體會(huì)到嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。結(jié)合乙烯結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，意識(shí)到化學(xué)世界的外在美，領(lǐng)悟到化學(xué)現(xiàn)象與化學(xué)本質(zhì)的辯證認(rèn)識(shí)。

三、 教法分析

本節(jié)課采用教師引導(dǎo)，學(xué)生為主，師生合作，突出思維活動(dòng)的探究教學(xué)形式。在教學(xué)中突出以下幾點(diǎn)：

1. 以感性知識(shí)為鋪墊，促進(jìn)理性思維的發(fā)展。

2. 以比較為載體，促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化。

3. 注重直觀教學(xué)，借助實(shí)驗(yàn)、模型、手勢(shì)、動(dòng)畫(huà)模擬等幫助學(xué)生理解。

四、 教學(xué)準(zhǔn)備

準(zhǔn)備分組實(shí)驗(yàn)需要的器材：試管、裝搭乙烯模型的器材、酸性高錳酸鉀溶液、溴的四氯化碳溶液。

五、 教學(xué)過(guò)程

1. 匯報(bào)成果，激起興趣。課前將學(xué)生分成幾個(gè)小組，分別領(lǐng)取“剛剛摘取不久的青香蕉和較熟的黃香蕉保存在一起，都變黃了，請(qǐng)說(shuō)明原因”、“說(shuō)出利用石油裂解產(chǎn)物乙烯制取重要的化工產(chǎn)品”、“說(shuō)說(shuō)我國(guó)乙烯的年生產(chǎn)能力”、“談?wù)勔蚁┰谌祟惾粘Ｉ钪械挠猛尽钡荣Y料收集任務(wù)，每個(gè)小組推選一人在課堂上作簡(jiǎn)短匯報(bào)(每人限時(shí)1.5分鐘)，教師評(píng)價(jià)總結(jié)后引入新課。

2. 自主探索，學(xué)習(xí)性質(zhì)。設(shè)問(wèn)：乙烯有著廣泛的用途， 這與乙烯的性質(zhì)有關(guān)。(1)乙烯有哪些物理性質(zhì)？(2)甲烷的燃燒產(chǎn)物是什么？乙烯能燃燒嗎？(3)甲烷、乙烷能使酸性高錳酸鉀或者溴的CCl₄溶液褪色嗎？乙烯能使酸性高錳酸鉀或者溴的CCl₄溶液褪色嗎？

學(xué)生活動(dòng)：回顧甲烷的性質(zhì)，猜測(cè)乙烯的性質(zhì)，然后利用提供的實(shí)驗(yàn)器材驗(yàn)證猜測(cè)是否準(zhǔn)確。

實(shí)驗(yàn)1：觀察充滿乙烯的集氣瓶，歸納乙烯的物理性質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)2：把乙烯氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中。

實(shí)驗(yàn)3：把乙烯氣體通入溴的四氯化碳溶液中。

教師歸納并板書(shū)。

（對(duì)乙烯性質(zhì)的探究應(yīng)建立在甲烷性質(zhì)的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)類比和猜測(cè)的方法推測(cè)乙烯的化學(xué)性質(zhì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究獲取乙烯的化學(xué)性質(zhì)，從而使學(xué)生學(xué)會(huì)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。通過(guò)比較甲烷和乙烯的性質(zhì)，能激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究乙烯結(jié)構(gòu)的欲望。）

3.層層推進(jìn)學(xué)結(jié)構(gòu)。提問(wèn)：甲烷的性質(zhì)中有上述現(xiàn)象嗎？甲烷的性質(zhì)是由怎樣的結(jié)構(gòu)決定呢？

學(xué)生：回憶甲烷的結(jié)構(gòu)，并推及烷烴，指出乙烷的成鍵方式，突出乙烷結(jié)構(gòu)中“Ｃ－Ｃ”單鍵和“飽和性”。

提問(wèn)：那么比乙烷少兩個(gè)H原子的乙烯會(huì)有怎樣的結(jié)構(gòu)呢？

學(xué)生分組活動(dòng)：將整個(gè)班級(jí)分為四大組。第一組推演乙烯的電子式，第二組推演結(jié)構(gòu)式，第三組推演結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，第四組用球棍組裝乙烯分子的球棍模型。

學(xué)生匯報(bào)：第一組至第三組的代表上黑板板演，第四組出示已完成的乙烯模型。所有學(xué)生一起完成表格(如表1）。

教師作出簡(jiǎn)短的評(píng)價(jià)后，展示乙烯的比例模型和球棍模型。

學(xué)生活動(dòng)：與乙烷的結(jié)構(gòu)對(duì)比，歸納出乙烯分子里含有碳碳雙鍵，乙烯分子中6個(gè)原子處于同一平面上。

教師：碳碳雙鍵是不是兩根碳碳單鍵的簡(jiǎn)單之和？有什么科學(xué)證據(jù)證明你的猜測(cè)？

呈現(xiàn)資料：在乙烯中拆開(kāi)1 mol C=C雙鍵，需要吸收615 kJ的能量。在乙烷中拆開(kāi)1 mol C-C單鍵，需要吸收348 kJ的能量。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生分析數(shù)據(jù)后得出，斷開(kāi)C=C雙鍵中的一個(gè)鍵要比一個(gè)碳碳單鍵所需的能量少，即C=C雙鍵中的一個(gè)鍵容易斷裂。

（讓學(xué)生了解科學(xué)理論是建立在事實(shí)之上的，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)精神。另外，有甲烷的結(jié)構(gòu)作鋪墊，使乙烯結(jié)構(gòu)的教學(xué)輕車熟路，水到渠成。）

4. 學(xué)以致用，探究性質(zhì)的奧秘。教師：根據(jù)乙烯結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，請(qǐng)對(duì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象作出合理的解釋。

學(xué)生（獨(dú)立思考后回答）：乙烯中含有C=C的原因，C=C中有一個(gè)鍵不穩(wěn)定，容易斷裂，所以化學(xué)性質(zhì)比較活潑，能被酸性高錳酸鉀氧化而使酸性高錳酸鉀褪色。

教師（追問(wèn)）：乙烯又是怎樣使溴的四氯化碳溶液褪色的呢？下面我們來(lái)觀看這一反應(yīng)原理。

[電腦模擬]用FLASH模擬Br₂和CH₂=CH₂反應(yīng)的全過(guò)程，體現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)——舊鍵的斷裂與新鍵的生成，目的是讓學(xué)生知道溴為什么會(huì)褪色以及反應(yīng)的機(jī)理。

學(xué)生：(1)觀看，理解反應(yīng)的特點(diǎn)，指導(dǎo)教師板演乙烯與溴的四氯化碳溶液的加成反應(yīng)機(jī)理。(2)請(qǐng)學(xué)生用模型闡述反應(yīng)機(jī)理（用多種方法解釋同一原理，目的是想告訴學(xué)生學(xué)習(xí)的方法是多樣的，模型、手勢(shì)都是幫助我們理解抽象原理的好方法，在日常學(xué)習(xí)中，我們要多動(dòng)腦筋，理解化學(xué)，而不是死記硬背化學(xué)。）

5. 鞏固遷移，學(xué)乙炔。練習(xí)：乙烯不僅可以與溴發(fā)生反應(yīng)加成，在一定條件下還可以與H₂，Cl₂，HCl，H₂O等物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)。你能寫出有關(guān)反應(yīng)方程式嗎？

①與H₂反應(yīng)_____________。②與Cl₂反應(yīng)_____________。

③與HCl反應(yīng)____________。④與H₂O反應(yīng)____________。

學(xué)生活動(dòng)（4個(gè)學(xué)生板演）：

教師：乙烯能發(fā)生加成反應(yīng)，你認(rèn)為具有怎樣結(jié)構(gòu)特征的物質(zhì)也能發(fā)生加成反應(yīng)？

學(xué)生：找到結(jié)構(gòu)特征，知道加成反應(yīng)是不飽和烴都具有的性質(zhì)。

轉(zhuǎn)引：含有兩個(gè)碳原子的烴除乙烷、乙烯以外，還有乙炔。日常生活中我們可以看到工人們用氧炔焰來(lái)切割金屬，那就是乙炔在燃燒。乙炔比乙烯還少兩個(gè)氫原子，含有碳碳三鍵，你能預(yù)測(cè)乙炔可能有的化學(xué)性質(zhì)嗎？

學(xué)生：依據(jù)不飽和烴的特點(diǎn)說(shuō)出乙炔可能的化學(xué)性質(zhì)，并閱讀“問(wèn)題與解決”欄目，完成其中的問(wèn)題。

（有了乙烯的性質(zhì)鋪墊，乙炔的性質(zhì)可放手讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，運(yùn)用結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的思維方式大膽猜測(cè)乙炔的性質(zhì)，在練習(xí)中掌握性質(zhì)并學(xué)會(huì)知識(shí)的遷移。）

六、 教后反思

本節(jié)課以乙烯的性質(zhì)這個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容為探究的突破口，帶動(dòng)其他內(nèi)容的學(xué)習(xí)，逐步改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和習(xí)慣；將課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)思路落在讓學(xué)生對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容多花時(shí)間，多花精力，多作研究上；通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，搭建模型，師生互動(dòng)、生生互動(dòng)等活動(dòng)的展開(kāi)，夯實(shí)了基礎(chǔ)，提高了能力。

但由于本節(jié)課的開(kāi)放程度較大，大多數(shù)內(nèi)容都是由學(xué)生自主探究，讓學(xué)生討論的內(nèi)容多，交流的機(jī)會(huì)也多，作為老師必須控制好有序的動(dòng)態(tài)的課堂教學(xué)局面，何時(shí)討論何時(shí)交流，怎樣做到一張一弛有條不紊，把握好課堂的進(jìn)程是教師應(yīng)該重視的問(wèn)題。

（浙江永嘉羅浮中學(xué)）