“來自石油和煤的化工原料——苯”教學設計和反思

楊曉麗 丁 艷

（江蘇省姜堰中學 江蘇 姜堰 225500）

一、設計思想

在高一化學基礎學習階段，借助“苯”的教學內容，嘗試創設一系列的問題情境，并組織開展相應的活動探究，引導學生提出問題，并設計方案解決問題，讓學生充分感受到化學以實驗為基礎的特點和化學學科的系統性，以及與生產生活的緊密聯系，同時培養學生敢于嘗試、嚴謹求實的科學精神。

二、教學內容分析

“苯”位于化學必修2 第三章第2 節的第二部分。 一方面，教材前面部分已借助于甲烷、乙烯的教學內容，介紹碳碳單鍵、碳碳雙鍵的一些特征反應；另一方面，初中教材也介紹了苯的一些知識，如分子式的書寫、不溶于水、有毒性、是化工原料等，故本節課的重點是苯的結構和化學性質， 以及由于結構的差異導致性質上與甲烷、乙烯的差異。

對于苯的結構， 用雜化軌道理論及價鍵理論中的大∏鍵來解釋苯分子的結構是選修3 的教學內容， 故此時只要引導學生結合前面所學的化學鍵的知識， 把苯中的化學鍵理解為是介于單雙鍵之間的一種特殊的化學鍵即可。 同時，借助于動畫模擬從化學鍵的斷裂和生成來演示化學反應的機理，引導學生從本質上把握有機反應。

實驗是理論研究的重要基礎， 是培養學生觀察、分析、探究能力的重要途徑。 掌握必要的化學實驗技能， 體驗和了解化學科學研究的一般過程和方法，是新課標的要求。 因此，雖然溴苯和硝基苯的制備實驗，由于實驗的毒害性教材已經去掉，但可以借助于實驗錄像展示，討論一些裝置和操作的作用，從而培養學生的實驗素養。

三、學情分析

此時，學生剛接觸有機，知識儲備很少，所以不能追求“一步到位”，過多的灌輸知識加重學生的學習負擔，使學生對學習產生畏難情緒；同時，學生有著強烈的好奇心和探索的欲望，參與意識強，我們應抓住這一點，多做實驗、多設計探究活動，調動多種感官，在增強感性認識的基礎上引導進行理性思考，學會通過對比、歸類的方法掌握物質的性質，并進一步認識學習物質的一般方法“結構——性質——用途”，逐步認識化學學科知識的系統性，培養科學素養。

四、教學設計

【新課引入】 同學們， 我們今天要研究的一種有機物，它是一種重要的有機化工原料和有機溶劑，國內年需求量就達200 萬噸以上，且年均5%的增長率。 同時，又因為它的毒性、以及在建筑裝潢材料中廣泛使用而讓老百姓們談之色變、避之不及。 那么，它是誰呢？

【設計意圖】由苯的兩面性——用途和毒性，引起學生的關注，激發探究意識；同時也為后面的幾位學生詳細介紹苯的重要性和毒性埋下伏筆。

【第一組活動】圍繞苯的物理性質展開

活動1：展示苯的樣品后，讓學生觀察，不強迫但鼓勵學生聞一聞氣味。 再布置任務：結合課本內容和生活經驗討論、整理歸納出苯的物理性質，得出結論。

【設計意圖】

（1）因苯有毒，所以不強迫學生聞氣味，但考慮吸入極少量并不會有傷害，且學生熟悉苯的氣味后在生活中遇到會知道防范，所以鼓勵學生體驗，由此激發學生勇于嘗試的意識。

（2）讓學生通過觀察、閱讀自學、討論交流而得出結論，為下面能運用苯的物理性質解釋實驗現象做好鋪墊。

活動2：趣味實驗演示：滴兩滴苯在手掌心，用打火機點燃。 苯在手掌上迅速燃燒，發出明亮火焰且冒濃烈黑煙，但手卻毫發無損（圖1）。

【設計意圖】

（1）苯極易揮發，它是一邊揮發一邊燃燒，且量少，所以不會燒傷手。利用這種表面危險、有違常理的實驗現象能充分調動起學生的積極性， 去尋找內在原因，強化了對苯揮發性的認識。

（2）苯有毒性且會有皮膚滲入，所以禁止學生做，但我還是做了，是考慮苯的量少且迅速揮發燃燒，尤其是能達到很好的教學效果，利大于弊，所以值得一試。

活動3： 小探究實驗引出兩個思考

實驗：試管取兩毫升苯，然后將試管放入冰水混合物中（圖2）。

現象和解釋： 苯凝為無色晶體，因為苯的熔點5.5℃，而冰水混合物為0℃。

思考：（1）標準狀況下，1mol 苯是22.4L 嗎？

解答：標況下苯的狀態決定了1mol 與22.4L 無關。

（2）冬天時，試劑瓶中苯會結冰，請幫老師想想辦法，如何從試劑瓶中取用苯？

解答：用熱毛巾捂或水浴加熱一會，讓苯融化再取用，而不是砸碎取用。

【設計意圖】 從一個簡單的實驗引出了對不同溫度下苯狀態的思考，然后聯系到平時解題時容易錯誤的問題——忽視溫度與狀態的聯系，較為自然的給學生留下深刻印象。 再聯系冬天苯試劑的取用，為了突出一個學以致用的理念，引導學生有意識的用學過的知識去解決實際問題。

【第二組活動】圍繞苯的結構展開

活動1：課前布置學生畫出分子式C6H6可能有的結構式，課上投影展示學生的作品，一一討論分析。

【設計意圖】以先備知識為基礎，激發學生通過自己的思考和創造寫出各種結構式， 鞏固碳的四價鍵理論、C—C 和C＝C 的結構，培養學生空間想象力，同時為下面實驗驗證提供依據。

活動2： 引導學生由所學的乙烯的知識設計兩個實驗（圖3），驗證苯中是否有C＝C？

實驗1：苯不能使溴水褪色，同時結合分層現象復習萃取分層的知識， 苯的不溶于水且比水輕的物理性質及溴的苯溶液的顏色。

圖1

圖2

圖3

實驗2：苯不能使酸性高錳酸鉀褪色，同時結合苯層仍為無色的現象，對比實驗1 中溶液的顏色指出鹽不溶于苯的性質。

【設計意圖】（1） 通過和學生一起進行實驗檢驗、討論分析，排除C＝C 和C≡C 的可能性，讓學生意識到實驗是化學研究的基礎。

（2） 鹽不溶于苯等非水溶性的有機溶劑和鹵素單質易溶于苯，這兩個知識是學生經常模糊的，而在有機物的鑒別和分離提純中會經常涉及，這里通過實驗強化記憶。

活動3： 通過介紹苯可以和氫氣發生加成反應排除飽和脂環烴等結構，排除了苯中全部C—C 的可能性，為懸念再加砝碼。

活動4：結合甲烷、乙烯、苯的球棍模型的比較，講解苯的真實結構，并明確幾種化學式的表達。

結構特點：平面正六邊形，所有碳碳鍵等長，是一種介于單雙鍵之間的獨特的化學鍵。

設疑：苯的分子結構到底是什么樣的？

提供信息1：1935 年， 詹斯用X 射線衍射法證實苯環呈平面的正六邊形。

提供信息2：隧道掃描顯微鏡下觀察到的苯的結構。

提供信息3： 科學實驗測得苯分子中的六個碳碳鍵完全相同。

【設計意圖】（1）培養學生獲取信息→分析信息→處理信息的能力，使學生認識到科研本身就是漫長而艱難的過程，必須付出辛勤和不懈的努力。

（2）使學生認識到新技術對科學發展的重要推動作用，鼓勵學生不斷探索自然界的奧秘。

活動5：是誰發現了苯的結構？

由課本P71 介紹凱庫勒關于苯結構提出的假說，再質疑這個史實的真實性，拿出最新事實證據：是奧地利的一位中學教師約瑟夫·勞施密特在1861 年就提出了苯的結構。 強調“實事求是”科學工作者的重要品質。

【設計意圖】由對教材提供的史實的質疑，培養學生實事求是、誠實質樸的科學品質。

【第三組活動】 圍繞介于單雙鍵之間的特殊的化學鍵展開苯的化學性質的研究。

活動1：結合實驗的現象書寫方程式并討論現象。

1.苯的氧化反應

苯燃燒的現象對比甲烷和乙烯，濃烈黑煙是因為含碳量高。

（2）苯結構穩定，不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化。

【設計意圖】 引導學生透過燃燒現象的不同找出內因，含碳量的不同，培養學生形成“透過現象看本質”、刨根究底的鉆研精神。

活動2：觀看動畫演示理解反應的實質，觀看實驗錄像來討論實驗裝置和操作。

2.苯的取代反應

3.苯的加成反應

【設計意圖】（1）用動畫模擬反應機理把抽象難理解的理論知識簡單形象化，便于學生認識反應本質。

（2）把新教材已刪去的污染大、毒性強的演示實驗在實驗室通風櫥中做拍成錄像放給學生看，并借助于錄像對重要的實驗操作進行討論分析，培養實驗素養。

活動3：小結苯的化學性質：能燃燒，難取代，難加成

【設計意圖】把苯的最重要的性質用反映其特征的幾個字來概括，便于學生記憶掌握。 通過不斷歸納總結，達到讓學生溫故知新的目的，訓練學生研究好的學習方法。

【第四組活動】圍繞苯的用途和毒性展開

活動1：組織學生介紹網上查到的苯的毒性的資料，并組織討論如何減少苯的危害。

【設計意圖】（1） 讓學生通過上網查資料等方式，親身感受到化學就在我們身邊，影響甚大。

（2） 讓學生能一分為二地認識苯的用途和危害，辯證的看待事物，同時增強綠色環保意識和參與解決社會問題的意識。

【課后思考】 你能找出有哪些事實可以證明苯分子中不是單雙鍵交替的？ 你能拿出我們本節課沒有講過的事實證據嗎？ 請列舉四個以上證據。

【設計意圖】鞏固所學知識，并期望學生能想到諸如鄰二溴苯只有一種這樣重要的事實證據來等等，將課堂思維延伸到課外。

五、教后反思

為了體現學科知識體系的完整性，本節課的教學內容覆蓋了苯的全部教學內容：既有苯的結構、性質的探究、討論，又有實驗的設計、實驗裝置的討論，還有苯的用途和危害介紹和治理方案的討論， 教學容量較大，所以也就不能再設計課堂練習這個環節。 在下次教學中，可以嘗試把教學的第四組活動即苯的用途和危害性討論作為課后實踐布置下去，供下節課討論，把這段時間用來進行課堂練習，以達到及時總結鞏固知識的目的。

本節課的前三個環節設計基本按照“提出問題→分析問題提出科學假說→實驗探究結合信息資料→解決問題、歸納總結”的線索進行教學。 從課堂實際情況看，學生的學習興趣很好被激發， 思維始終處于活躍的狀態，探究意識非常強烈，學生的觀察能力、邏輯思維能力和實驗能力都得到了較好的訓練，同時又培養了學生以實驗事實為依據、嚴謹求實、敢于創新的科學精神。

由于學生有機知識儲備還不足，整體思維能力還不夠強，所以提出的假說、設想不夠全面大膽、分析一些問題也不夠嚴謹，如苯的同分異構體的書寫有不少是錯誤的。 但學生在被要求課后查閱資料方面準備是非常充分的，查到的內容相當豐富，在課堂上學生參與討論的積極性也是非常高的，這些都反映出學生強烈的求知欲和巨大的學習熱情。 所以在以后的課堂教學中，教師還是應堅持注重發揮教師的主導和學生的主體作用，認真扮演好傾聽者和引導者的角色，讓學生充分思考、討論交流，使學生真正成為課堂的主人。