問題導學之有機化合物教學的探幽入微——“乙烯”課例的教學及反思

吳小輝

（廣東省增城市第一中學 廣東 增城 511300）

高中化學必修模塊的有機化學內容，是以典型有機化合物的學習為切入點，讓學生在初中有機物常識的基礎上，進一步從結構角度，加深對有機物結構的整體認識。在教學中，有機物的分子結構及其與性質的關系始終是重點和難點。怎樣讓學生在步入“結構殿堂”，進而領悟結構決定性質的這一重要關系，成為教學中必須周全考慮的問題。

經過不斷的思考與實踐，筆者認為，采用問題導學模式能實現高效的課堂。具體說來，以現代教學媒體為手段、將“教學”改為“導學”，將學習目標問題化，用“問題”啟發學生來鉆研，同時輔以模型策略將微觀分析形象化，引導學生深入微觀世界探究結構奧秘、啟迪學生科學思維等。

本文試以人教版高中化學必修2第三章第二節“來自石油和煤的兩種基本化工原料”中的“乙烯”為教學案例闡釋基本的教學思路和教學策略。

一、教學障礙點分析

本節內容的乙烯是以石油煉制的重要產品出現，起初學生會有一種距離感。對為什么要學習乙烯？它與我們的生產生活又有著什么聯系？有毒嗎？……產生一連串的問題。那么如何巧妙地拉近乙烯與學生的距離，增強學生學習的興趣是本節課的第一個要解決的低層次的障礙點。

本節內容涉及到乙烯分子的結構問題，較為抽象，學生較難理解。一方面是因為微觀世界看不見、摸不著；另一方面，分子結構理論本身抽象，涉及到的結構化學基礎是中學生所不具備的。怎樣讓學生在步入“結構殿堂”，進而領悟結構決定性質的這一重要關系，成為學習的第二個障礙點。

第三個障礙點是乙烯的化學性質。教材保留了乙烯的燃燒、使酸性高錳酸鉀溶液、溴的四氯化碳溶液褪色的重要化學性質。如何使學生順理成章地建構乙烯的性質認識呢？烯烴中的代表物乙烯是否與烷烴有著相同的性質呢？

本節內容涉及到乙烯的加成反應，抽象較難理解。如何突破難點，變抽象為形象，引導學生充分運用創造性思維或想象力去理解事物的本質，促進其發散思維的發展。這是本節課第四個障礙點。

二、教學策略及教學目標

1．由情境創設和問題導讀，了解乙烯在生活及生產中的應用和重要價值，并產生親近感。

2．通過自主建構乙烷和乙烯分子的模型，通過結構比較和有序推理過程，掌握乙烯分子的結構組成與結構。根據模型特點能正確書寫乙烯分子的組成、結構式、結構簡式、電子式。

3．通過實驗探究和原因解釋，掌握乙烯的典型化學性質（燃燒、與酸性高錳酸鉀反應、加成反應）。

4．通過多媒體課件模擬加成反應特點，加深加成反應本質的理解，并通過舉一反三，強化鞏固加成反應。

5．通過歸納比較法，進一步體會結構決定性質。

三、教學準備

準備分組實驗需要的器材：裝搭乙烷和乙烯模型的器材、多媒體課件。

四、教學過程

教學環節1 創設生活情境、了解乙烯在生活中的用途

來自煤和石油的兩種基本原料之一——乙烯，它是什么物質？為什么要學習乙烯？它與我們的生產生活又有著什么的聯系？有毒嗎？學生對此充滿了疑惑。

教師可以“青香蕉和成熟的香蕉摻在一塊放置幾天的結果是香蕉已經全部變黃，請說明原因”生活情境引入課題主角——乙烯。通過創設如此貼近生活的情境，對乙烯充滿了親切感，激發學習化學的興趣，并引導學生自覺、主動、深層次地參與學習的過程。

教學環節2問題導讀、認識乙烯在生產中的用途

有了上述的情境鋪墊，學生還迫不及待想了解乙烯還有那些用途。這是一個較低層次的學習目標，教師可以通過設置問題組，指導閱讀課本P66，那么可以通過指導學生閱讀，學會從課本獲取科學知識，學會篩選信息進行交流。

【問題組】閱讀課本P66，回答下列問題。

（1）乙烯在化學工業上有哪些重要價值和用途？舉例說明利用石油裂解產物乙烯制取重要的化工產品。

（2）衡量一個國家石油化工產業發展水平的標志是什么？

（3）說說我國乙烯的年生產能力。

教學環節3 模型建構，乙烯分子浮出水面

學生通過以上教學過程的主動參與，已經對乙烯的分子形成了表象的認識，但還沒有深入認識到結構有什么特點。緊接著，通過設計學生活動如小組合作搭建模型，并設計以下系列問題，這些問題層層遞進，旨在讓學生拾級而上。

【學生活動】2個人為一小組合作搭建乙烷分子，拆掉2個H，演變到新結構，即乙烯。

【問題設置】學生活動中，根據預先設置的問題組，引導學生觀察乙烷、乙烯分子的結構：

（1）乙烷分子C－C單鍵是否可以旋轉？ 2個碳原子和6個氫原子在空間的位置關系？

（2）乙烷分子內兩個碳原子各失去一個氫原子后，碳原子間應怎樣結合？

（3）觀察乙烯分子中的四個氫原子和兩個碳原子的位置關系有何特點？

（4）觀察乙烯分子中各化學鍵之間的鍵角。

通過上述模型探究和演繹推理，乙烯分子的結構浮出水面了：乙烯分子的6個原子共平面，鍵角120°，雙鍵不可旋轉。根據模型寫結構式、結構簡式和電子式、分子式，層層推進，有利于學生更好地掌握乙烯的結構。此認知的建立也遵循了“宏觀－微觀－符號”的三重表征思維教學。

教學環節4 科學探究、知道乙烯的工業制法

學生通過上述自主學習的過程，對乙烯的工業價值和用途有一定的了解，乙烯可以用來制有機溶劑、燃料、塑料等，目前還不能滿足國家的工業生產需要。那么工業乙烯從哪里來呢？帶著強烈的好奇，引導學生觀察石蠟油的分解實驗。

【演示實驗】將分解產生的氣體通入溴水、高錳酸鉀溶液，分別觀察現象、用排水集氣法收集一試管氣體，點燃，觀察燃燒的情況。

【問題】產生的氣體全部是烷烴嗎？

【學生】不全是烷烴。因為烷烴的化學性質穩定，不能使酸性高錳鉀溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。部分是乙烯。

教學環節5 雙管齊下，領會結構與性質的關系

結合演示實驗設計了如下的一些問題：

（1）乙烯燃燒有什么現象？說明了什么問題？

（2）乙烯通入高錳酸鉀溶液中褪色，說明乙烯什么性質？（從氧化還原的觀點去考慮）。

（3）乙烯的碳碳雙鍵中有一根鍵相對易斷，你能否解釋乙烯使溴水褪色的原因？并寫出有關化學方程式。

（4）通過課件模擬乙烯的加成反應，變形象為抽象，引導學生理解加成反應的本質。

（5）定義加成反應，并結合乙烯與溴反應方程式的書寫特點，寫出乙烯與氫氣、溴化氫、水等反應的化學方程式。

（6）畫出乙烯變成聚乙烯的化學過程，寫出有關化學方程式，并定義該反應的類型。

（7）實驗室制取氯乙烷，是采取CH3CH3與Cl2取代反應好，還是采用CH2＝CH2與HCl加成反應好？選擇正確的途徑制備氯乙烷。

通過上述的演示實驗、問題情境、演繹推理、現象解釋、應用鞏固等有機結合，激發了學生主動參與學習的熱情，真正地變“要我學”為“我要學”，形成了本課的第二個高潮。在學習了乙烯的性質之后，聯系乙烯的性質再介紹其用途。

教學環節6歸納小結，反饋提高

經過上述激烈的思維活動，最后應該梳理知識，形成主干。本文通過學生自主歸納乙烯和乙烷的相似處和不同之處，重點掌握其結構和化學性質，并進一步強化結構決定性質的學科思想。因此，從結構出發，抓住官能團的特性是學好有機化學的關鍵。再次幫助建立有機化學學習的一般方法是：結構→性質→用途→制法→同類物質。最后通過幾道層層遞進的練習強化鞏固知識點。

【歸納學習結果展示】

分子式 乙烷C2H6 乙烯C2H4碳碳鍵型 C－C單鍵 C=C雙鍵鍵能(kJ/mol) 348 615與氧氣 可燃性 可燃性與酸性高錳酸鉀 不反應 氧化反應與鹵素 取代反應（純鹵素） 加成反應（鹵素）

五、課堂教學反思

1．善備教材教參，明晰教學思路

新課程要求教師讀懂教科書和教參。本文緊扣本節課的知識核心――乙烯的結構和化學性質，把零散的課本知識環節化、問題化，但主線清晰，節省了大量的教學時間讓學生對重點內容多花時間，多花精力，在實驗探究，搭建模型活動中，師生互動、生生互動等活動的展開，夯實了基礎，提高了能力。這樣的教學安排詳略得當，思路清晰，重點突出，尺度把握準確?？偟膩碚f，這節課將新課程倡導的“三維目標”融為一體，實現了課堂教學的高效性。

2．善用教學策略，破解學習障礙點

充分了解學生學習過程的障礙點，并采取有效教學策略使教學的操作性強，提高教學質量。通過試教，總結本文主要使用如下教學策略突破重難點。

（1）以問題載體策略。將教學內容轉化為循序漸進的問題，起到導讀、導議、導練、任務驅動的作用。通過問題設置引導學生自讀，實現較低層次的教學目標，即導讀。導議就是在教師的引導下，就有關問題（通常是與教材中重點和難點）展開全班討論，經充分討論后，提出見解和質疑，經分析判斷，尋找答案。導練即教師通過任務驅動讓學生進行變式訓練，培養學生遷移運用能力。如，乙烯的工業價值比較簡單，拋出兩個問題引導學生閱讀，使其體會成功的喜悅。乙烯的結構特點與化學性質是一個重點和難點，可以運用導議。如通過設計問題組 （見教學環節3和教學環節5），引導學生討論、分析，掌握結構特點。為了使學生更好地理解與掌握乙烯的加成反應，運用導練。如乙烯除了溴水之外，還可以與氫氣、鹵化氫、水等在一定條件下發生加成反應，寫出相應的反應的化學方程式。

（2）應用模型策略。即采用物質模型方法、想象模型方法以及符號模型方法幫助學生更為直觀地、深刻地理解化學理論，或者借助學生建構的化學模型來評價學生的學習效果，這樣有利于學生根據自身知識經驗建構新的知識體系。如筆者采用小組合作構建球棍模型代替乙烯分子，這樣在合作學習中增加學生對乙烯的感性，幫助學生掌握這部分的知識。又比如，采用多媒體課件模型模擬乙烯的加成反應。此法有效突破難點，變抽象為形象，引導學生充分運用創造性思維或想象力去理解事物的本質，促進其發散思維的發展。

（3）三重表征思維策略。在有機元素化合物化學理論的形成過程中，培養學生宏觀－微觀－符號的三重表征思維，樹立“結構決定性質”這一學科思想，試圖將零散繁雜的化學知識變成有序簡單的理論體系。例如，在教學中，通過自主閱讀和舉例，學生建立對乙烯的宏觀認識，并對乙烯產生親切感；然后通過活動探究理解乙烯分子的微觀結構；再要求學生根據模型書寫結構式、結構簡式、電子式、分子式，即符號表征乙烯分子。

（4）應用鞏固策略。圍繞化學理論的核心內容建構實際問題，通過演練促進學生更為全面準確地理解化學理論，也通過學生的應用結果了解其對知識的掌握情況并作出相應的教學補充和調整。例如，課堂上學生理解了乙烯的結構與加成反應特點，比較容易進行演繹推理，并且能將這種思維方式推廣與氫氣、氯化氫、水的加成。此時，可以設計一個開放性問題（一個氯乙烷制備的最佳方案問題），活躍學生的思維，深刻理解加成與取代反應的本質特點。同時在課堂最后集中練習幾道題目，以達到鞏固提高的效果。

3．轉變教學方式，實施問題導學，啟迪思維教學模式

問題導學，啟迪思維模式，即整個教學時學生是學習的主體，將教學內容通過問題為載體誘導學生分析材料，善于啟發和點撥，引導學生教材自主閱讀、知識同伴之間討論、交流、探索，結論學生自己歸納，知識體系學生自己建構，并及時通過適量的練習進行反饋，整個過程中教師精講點撥的時間不超過20min，學生自主學習的時間不少于20min。學生在參與探究中強化了情感認知，在討論中實現領悟知識，在交流中活化和啟迪思維，在點撥中消除學習障礙點，在引導中掌握解決問題的方法。它突破了以往課堂教學教師一言堂，死氣沉沉的局面，師生之間是平等開放的交流。學生只有積極主動地投入到問題解決的過程當中，做到“親歷親為”，知識才能夠為自己所掌握。那么我們的教學才能真正達到問題導學、啟迪思維，促進自主學習的良性發展。

［1］ 韓忠登．問題導學法在高中化學教學中的應用［J］．中學教學參考，2013，（11）

［2］ 丁革兵，等．高中化學新授課 “先學后教、以學定教”有效教學模式的研究與應用［J］．化學教育，2012，（8）

［3］ 祁軍艦．“問題—導學—歸納—創新”課堂教學模式初探［J］．考試周刊，2007，（49）