“乙烯”教學案例及分析

摘要:本文通過乙烯的教學實例論證新課程改革所指導的探究式學習方式在課堂中的應用。通過對乙烯性質實驗指導學生進行創新性的改進并自主實驗，培養學生的創新思維和批判性思維，提高學生科學素養。

關鍵詞:乙烯;改進實驗;探究式學習;案例

在實施以培養創新精神和實踐能力為核心的素質教育的今天，引導學生認識科學的本質，應當成為變革現存教育教學模式的一個切入點。為提高學生的科學探究能力，利用化學課程中的實驗，在教學中對教材中的部分實驗指導學生進行創新性的改進并自主實驗，有利于培養學生的創新思維和批判性思維，有利于對學生進行科學方法的訓練，有利于培養學生的探究能力，全面提高學生科學素養。作為新型的化學教師必須轉變觀念，通過以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學探究過程，激發學習興趣，提高探究能力。本文以《乙烯》這節市級公開課展開分析。

【教材分析】

人教版《化學》必修2中“來自石油和煤的兩種基本化工原料”的內容涉及乙烯和苯兩種烴的重要代表物，學生能初步從組成和結構的角度認識甲烷的性質，但需要對“結構與性質”的關系進一步深化認識，乙烯與苯的教學就能起到這種作用。另外，學生能從生活實際出發，認識乙烯和苯的廣泛應用，再學習它們的性質，強化理論與實際的聯系，使學生能夠學以致用。本文就該節第一課時乙烯進行相關分析。教學的重點是乙烯的加成反應。通過對乙烷與乙烯的結構比較，引導學生從結構入手分析性質，進行實驗探究。初步了解有機基本反應類型，形成對有機反應特殊性的正確認識，并能從結構上認識其特點。讓學生通過對比，體會物質結構與性質間的辯證關系。

【教學方法】

教學中，充分發揮學生的自主探究能力，在教學過程中“以學生的發展為本”作為指導思想，主要通過以下幾個方面實現:(1)采取了實驗-推理-歸納-總結-鞏固的教學方式;(2)內容涉及到乙烯分子的結構問題，較為抽象，學生較難理解，因此在教學中可使用球棍模型，這樣可以增加學生的感性認識，并結合練習、對比的教學方法，幫助學生掌握這部分的知識;(3)本節內容涉及到乙烯的化學性質實驗，對教材上部分實驗進行改進，通過教師演示實驗和學生動手探究實驗，使學生在充分觀察實驗現象的基礎上，深刻理解乙烯的化學性質;(4)在本節內容的教學中，用計算機模擬乙烯的加成反應，其作用在于突破難點，化小為大，變靜為動，變抽象為形象。以學生為主體進行問題的設置和探究思路。做到問題設置層次明顯，引導功效突出。

【教學目標】知識與技能:掌握乙烯分子的組成、電子式、結構式、結構簡式;掌握乙烯的典型化學性質——加成反應。掌握乙烯的氧化反應;了解乙烯的物理性質;了解乙烯是石油裂化產物;了解乙烯的用途(乙烯與人類生活的意義)。

過程與方法:通過對比乙烷與乙烯的結構，引導學生從結構入手分析性質，進行實驗探究，師生共同總結。

情感態度和價值觀:通過對比，體會物質結構與性質間的辨證關系。

【教學過程】

〔引入〕兩天前同學們開展了“水果的催熟實驗”的實踐活動。現請同學展示實驗結果并匯報交流。

〔投影〕實驗Ⅰ:無色透明的塑料袋中放青色、未熟的水果(蔬菜)，封好袋口。

實驗Ⅱ:無色透明的塑料袋中放青色、未熟的水果(蔬菜)和熟的水果，封好袋口。

對出現的現象進行探究，為什么會產生這樣的現象?(可以到網上查閱相關資料)課上展示交流。

〔學生〕實驗Ⅰ和實驗Ⅱ對比，從顏色上看發現實驗Ⅱ中的青香蕉已由青變黃，而實驗Ⅰ中的香蕉仍是青色。我們預習了課本知識并查閱了資料。推測實驗Ⅱ中熟蘋果會釋放出一種物質催熟了青香蕉，這種物質和乙烯有關。

〔投影〕(課件顯示)在Google里搜索“水果催熟”和“乙烯”關鍵詞，查詢結果顯示約有29600項符合的詞條。

〔設問〕乙烯是一種重要的化工原料，乙烯的產量可以用來衡量一個國家的石油化工發展水平。下面我們一起來探究來自石油的基本化工原料——乙烯。將石蠟油在加強熱的條件下會產生什么樣的物質呢?

〔實驗探究〕將浸透了石蠟油(17個碳原子以上的液態烷烴混合物)的石棉放置在硬質試管的底部，試管中加入碎瓷片，給碎瓷片加強熱，石蠟油蒸氣通過灼熱的碎瓷片表面發生反應，將反應后生成的氣體分別通過酸性高錳酸鉀溶液和溴的CCl4溶液中，觀察現象，思考并回答:

1.生成的氣體中都是烷烴嗎?

2.生成物具有的性質與烷烴有什么不同?

〔學生〕生成的氣體能使高錳酸鉀溶液紫紅色褪為無色，也能使溴的CCl4溶液紅棕色褪為無色。因為烷烴不具有此性質，所以生成的氣體中不都是烷烴，含有與烷烴性質不同的物質。

〔投影〕(教師闡述)研究表明，石蠟油分解后的產物中含有烯烴和烷烴，烯烴分子中含有碳碳雙鍵，乙烯是最簡單的烯烴，也是烯烴的代表物。

〔設計意圖〕通過情景創設布置學生實踐活動(水果的催熟實驗)，從生活實際出發，尋找學生熟悉的素材組織教學，提高學生的教學參與度。給學生適當的動手實驗、表達和交流機會。通過科學探究實驗“石蠟油分解”，擴展認識，產生矛盾沖突，引導學生類比歸納。現象由性質決定，性質又由結構決定。回歸到學生熟悉的規律理解中，得出烯烴中不同于烷烴的結構特征“碳碳雙鍵”。整個設計是引發問題，歸納問題，實驗探究。激發學生不斷把問題的思考引向深入。

〔投影〕(想一想)請寫出乙烷的電子式，然后設想從乙烷分子中每個碳原子上去掉一個氫原子后的電子式，分析其能否穩定存在?為什么?如何改變可穩定存在?

〔學生交流〕當乙烷中按上所述后書寫的電子式不能穩定存在，因為碳原子未滿8電子穩定結構，移動兩個成單電子于兩個碳原子中間即可達到穩定。

〔投影〕(列表)書寫出乙烷和乙烯的電子式、結構式、結構簡式、碳碳鍵的類型及分之內各原子的相對位置。通過比較分析得出兩者在結構上的區別。

〔學生〕乙烷中是碳碳單鍵，分子中各原子不共平面;乙烯中是碳碳雙鍵，分子結構發生變化。

〔投影〕(教師闡述)配合使用球棍模型，發現乙烯是共平面的分子結構，鍵角120°。

〔設計意圖〕本塊設計主要考慮學生已有的知識水平，尋找一個合理的切入點，學生能掌握電子式的書寫。從乙烷到乙烯電子式的書寫，目的是創設一個情境，讓學生自然而然地層層遞進認識。再利用球棍模型使其形象具體化，讓學生對乙烯的分子結構深入理解。始終以學生為主體，考慮學生的認知水平，考慮學生的思維特點，注重學生思維能力的發展。

〔提問〕結構決定性質，下面我們繼續學習乙烯的性質。現在給大家展示一瓶排水法收集的乙烯，請同學們歸納出乙烯的物理性質。

〔學生〕通常情況下，乙烯是無色稍有氣味的氣體，難溶于水，密度比空氣略小。

〔實驗探究〕點燃一瓶經驗純的乙烯，觀察現象并分析化學性質，寫出化學反應方程式。

〔學生〕乙烯具有可燃性，燃燒時火焰明亮，有少量黑煙生成。反應方程式為:

C2H4+3O22CO2+2H2O

〔提問〕在該反應中元素化合價如何變化?乙烯發生了什么反應?

〔學生〕在反應中碳元素化合價升高，氧元素化合價降低，氫元素化合價不變。由此可知乙烯發生了氧化反應，被氧氣氧化。

〔質問〕(聯系甲烷的性質，把問題繼續引向深入)我們已經知道甲烷不能被酸性高錳酸鉀氧化，不能使其褪色。那么乙烯也是如此嗎?

〔學生〕乙烯有不同于烷烴的結構，在石蠟油分解的實驗中，烯烴能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。我推測乙烯能被高錳酸鉀氧化。

〔實驗探究〕(改進教材實驗，學生人人動手實驗)投影出實驗內容:

實驗藥品:乙烯氣體，酸性KMnO4溶液

實驗儀器:針筒，醫用玻璃瓶

實驗裝置:如右圖所示

實驗步驟:

1.取液:用針筒吸取酸性KMnO4溶液3-4mL。

2.注液:①左手按住醫用玻璃瓶(集有乙烯氣體)的橡膠塞，右手持針筒下部，小心將針頭插入瓶塞內;②推動活塞，將溶液注射入瓶內，取下針筒。

3.振蕩。觀察溶液顏色的變化。

4.實驗完畢，將實驗用品置于燒杯中放好。

思考并回答:1.實驗現象?2.分析原因。3.如何鑒別甲烷和乙烯?

〔學生交流〕實驗現象為酸性KMnO4溶液顏色由紫紅色褪為無色，我們討論交流分析原因是乙烯中特征結構“碳碳雙鍵”易被KMnO4氧化。同時得出結論:乙烯有不同于烷烴的性質，利用這個反應可以鑒別甲烷和乙烯。

〔投影〕(資料信息)使離子相結合或原子相結合的作用力稱為化學鍵。這種作用力可以用鍵能來表示，鍵能越大化學鍵越穩定，鍵能小則不穩定易斷裂。已知碳碳單鍵的鍵能為348kJ/mol，碳碳雙鍵的鍵能為615kJ/mol。由此可知碳碳雙鍵的鍵能大于單倍碳碳單鍵鍵能，小于雙倍碳碳單鍵的鍵能。

〔實驗探究〕(改進教材實驗，學生人人動手實驗)投影出實驗內容:

實驗藥品:乙烯氣體，溴的CCl4溶液

實驗儀器:針筒，醫用玻璃瓶

實驗裝置:同上

實驗步驟:

1.取液:用針筒吸取溴的CCl4溶液3-4mL。

2.注液:①左手按住醫用玻璃瓶(集有乙烯氣體)的橡膠塞，右手持針筒下部，小心將針頭插入瓶塞內;②推動活塞，將溶液注射入瓶內，取下針筒。

3.振蕩。觀察溶液顏色的變化。

4.實驗完畢，將實驗用品置于燒杯中放好。

思考并回答:1.實驗現象?2.分析原因。3.如何鑒別甲烷和乙烯?

〔學生交流〕實驗現象為溴的CCl4溶液溶液顏色由紅棕色褪為無色，我們結合資料信息，討論交流分析原因是與烷烴進行比較，碳碳雙鍵有一根鍵比較“脆弱”易斷裂，發生了相關的化學反應。同時得出結論:該反應也可以用來甲烷和乙烯。

〔設計意圖〕本塊設計主要是改進教材實驗為微型封閉實驗。從根本上改變傳統上“教師做實驗-學生看實驗，教師講實驗-學生背實驗”的模式。改進后的實驗藥品用量少，裝置封閉性好，污染少對環境友好，操作簡便安全。易于實現人手一套儀器，方便人人動手，解決了學生動手機會少的問題。有利于提高學生的興趣，增強動手能力和分析問題的能力，培養學生的創新思維和環保意識，形成科學探究的素養。

〔播放動畫〕(教師闡述)利用Flash動畫模擬乙烯分子和溴分子反應的歷程。得出結論:乙烯與溴反應時碳碳雙鍵斷開其中的一根，溴分子內共價鍵斷裂，兩個溴原子分別直接與兩個價鍵不飽和的碳原子相結合，形成新的兩根鍵。觀看結束請寫出反應方程式:CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br。

〔設計意圖〕在課堂教學適當利用多媒體輔助教學，使復雜枯燥的化學問題簡單化、形象化、具體化，能夠剖析分子的內部結構，深化學生對這些抽象的分子結構的認識和理解。了解化學反應中斷鍵和成鍵的實質，可使學生容易理解、記憶深刻。充分調動了學生學習的興趣，能夠主動地參與課堂教學。

〔教師〕乙烯與溴發生的反應是加成反應。它是指有機物分子中的不飽和的碳原子與其他原子或原子團直接結合生成新的化合物的反應，是烯烴不同于烷烴的特征反應。

〔投影〕課堂小結(略)

〔課堂練習〕略

〔教后反思〕

1.熟悉教材，明確教學思路，把握教材編寫思想是上好課的前提。我校使用的是人教版教材版本，但我還分別研讀了蘇教版、魯科版教材。每個版本對教學內容的展示都有各自的特點。本節內容蘇教版設計了“你知道嗎、觀察與思考、問題解決、交流討論”等教學安排;魯科版的“聯想質疑、交流研討、拓展視野”，包括人教版的“科學探究、學與問、實踐活動、科學視野”等都體現了教材編寫者的思想和教學要求。合理整合了各版本教材內容，確定本節課的教學思路。這堂市級公開課的專家點評也充分肯定研讀不同教材，廣泛查閱資料，對教材合理處理有利于提高教學效益，同時使得教學更有新意和創造性，發揮學生在教學過程中的主體和中心地位，真正成為學習的主人。

2.突出實驗教學，提高學生科學探究能力充分體現新課程理念，積極引導學生自主探究。根據新課程標準的要求，以提高學生的科學素養為主旨，在課堂中學生應該是主體，讓學生主動參與、親身實踐、自己探究。根據我校的實驗條件和學生特點，在本節內容的教學過程中既有學生實踐活動又有改進后的探究實驗，有利于學生對有機物分子結構中官能團決定性質的關系進一步深化認識。提高了學生實驗操作能力，培養了科學探究能力和合作精神。從教學反饋來看，學習效果好。

3.合理整合教學資源，教法得當 在教學過程中，整合了多種教學資源，除了實驗這一化學學習的重要途徑外，應用了多媒體技術輔助教學，優化了課堂教學，提高教學質量。采用探究式教學，設置的問題前后銜接過渡自然，難易度層層深入，不斷在舊問題解決的基礎上適時提出新問題來引導學生，解決新問題。較好地啟發學生的思維，激發了學生的求知欲，培養了學生分析思考問題的能力及合作交流學習的能力。從課堂教學的實踐看學生學習的積極性高，課堂教學目標達成率高，收到了預期效果。

參考文獻

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