基于理解的“脂肪烴的性質(zhì)”教學

葉蘭峰　孔琴飛　張禮聰　郭君瑞

基于理解的“脂肪烴的性質(zhì)”教學

葉蘭峰1孔琴飛1張禮聰1郭君瑞2

（1玉環(huán)中學浙江玉環(huán)317600；2臺州市教研室浙江臺州317700）

基于理解開展化學課堂教學，有利于學生對學科核心概念和原理的深層理解，有利于處理新舊知識的聯(lián)系，有利于新知識的貯存和內(nèi)化。針對“脂肪烴的性質(zhì)”第1課時教學，基于教材安排、章節(jié)順序、欄目設(shè)置、學生現(xiàn)狀四方面理解，作者認為如何將脂肪烴的化學性質(zhì)有效落實才是本課時教學的重中之重。

理解；脂肪烴的性質(zhì)

理解［1］是處于特定環(huán)境中的教育主體借助交流在認知、感情與行為上實現(xiàn)人的生命意義。赫爾巴特曾提出：“不能把知識作為冷冰冰的事實加以掌握，而要基于學習者的興趣去真正理解知識，從而把知識轉(zhuǎn)為意志和態(tài)度，使教學具有教育性意義。”2015版《浙江省普通高考考試說明》對化學學科中“理解”是這樣詮釋的，指對所學化學知識能理解、說明、判斷、分類、解釋，達到“知其所以然”。基于理解開展化學課堂教學，有利于學生對學科核心概念和原理的深層理解，有利于處理新舊知識的聯(lián)系，有利于新知識的貯存和內(nèi)化。

一、問題提出

《浙江省普通高中學科教學指導意見》針對“脂肪烴”的教學要求指出“能正確區(qū)分脂肪烴、芳香烴、飽和烴和不飽和烴；了解烷烴、烯烴、炔烴物理性質(zhì)的變化與分子中碳原子數(shù)的關(guān)系；以典型代表物為例，掌握烷烴、烯烴、炔烴等有機化合物的化學性質(zhì)，進一步掌握取代反應、加成反應、加聚反應等典型的有機反應類型；了解不飽和烴與氫氣、水、鹵代烴等物質(zhì)的加成反應；能依據(jù)烯烴的加聚反應分析有機高分子的鏈節(jié)和單體”，并且建議2課時完成教學。綜上所述，脂肪烴教學內(nèi)容豐富且飽滿，針對“脂肪烴的性質(zhì)”教學的第1課時，如何對內(nèi)容進行合理取舍是實現(xiàn)有效課堂的前提。

二、設(shè)計思想

基于教材安排的理解：“脂肪烴的性質(zhì)”屬于《有機化學基礎(chǔ)》的重要內(nèi)容，該模塊位于《化學2》之后，《化學2》對甲烷、乙烯等物質(zhì)的主要性質(zhì)已作詳細介紹。

基于章節(jié)順序的理解：該內(nèi)容位于“有機物的結(jié)構(gòu)與分類”之后，本課時的教學應凸顯“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”，即官能團在分子結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵作用。

基于欄目設(shè)置的理解：教材中的第一個欄目便是“交流與討論”，主要涉及直鏈烷烴熔點、沸點的變化規(guī)律，并通過查閱資料類推烯烴、炔烴的熔點、沸點的變化規(guī)律；第二個欄目是“整理與歸納”，主要是學生通過回顧甲烷、乙烯、乙炔的化學性質(zhì)自主歸納烷烴、烯烴、炔烴的異同點并以此引出二烯烴特殊的化學性質(zhì)；最后一個欄目是“問題解決”，主要目的是強化加聚反應中單烯烴、二烯烴的斷鍵實質(zhì)。

基于學生現(xiàn)狀的理解：臺州中學是浙江省重點高中，學生有著扎實的化學學科基礎(chǔ)，一定的獨立思考能力和較強的自學能力。脂肪烴的物理性質(zhì)對于該校的學生來說完全可以通過自學得以理解。

“弱水三千，只取一瓢”，基于上述四方面的理解，筆者認為如何將脂肪烴的化學性質(zhì)有效落實才是本課時教學的重中之重。

三、教學實錄

1.基于課堂生成，理解基本概念

［問題思考1］寫出8個碳原子以內(nèi)的常見烴的結(jié)構(gòu)簡式，并說說書寫的規(guī)律。

［課單呈現(xiàn)1］

［規(guī)律表述］只含碳碳單鍵、碳氫單鍵的鏈狀烴稱為烷烴；含有碳碳雙鍵的烴稱為烯烴；含有碳碳三鍵的烴稱為炔烴；含苯環(huán)的烴稱為芳香烴。

［概念梳理］烷烴、烯烴、炔烴都屬于脂肪烴；含苯環(huán)的烴稱為芳香烴。脂肪烴可分為飽和烴和不飽和烴，像烷烴這種只含單鍵的鏈烴就屬于飽和烴，而烯烴、炔烴都含有不飽和鍵，都屬于不飽和烴。

設(shè)計意圖：基于課堂生成的［課單呈現(xiàn)1］，學生自主理解烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴、飽和烴、不飽和烴等基本概念，為后續(xù)教學作好鋪墊。

2.基于最近發(fā)展區(qū)，理解異同性質(zhì)

［問題思考2］以甲烷、乙烯、乙炔為例，各類脂肪烴具有哪些化學性質(zhì)，寫出相應的化學方程式。

［課單呈現(xiàn)2］

［追問1］烷烴、烯烴、炔烴的化學性質(zhì)有哪些異同點？

［學生表述］在點燃條件下烷烴、烯烴、炔烴均能與氧氣燃燒。烷烴能發(fā)生取代反應，但不能使酸性高錳酸鉀褪色；烯烴、炔烴均能發(fā)生加成反應和加聚反應，并使高錳酸鉀褪色。

［追問2］為什么烷烴與烯烴、炔烴的化學性質(zhì)如此不同，而烯烴、炔烴的化學性質(zhì)如此相似呢？

［學生表述］烯烴、炔烴都含有不飽和鍵，化學性質(zhì)相似；而烷烴只含飽和鍵，化學性質(zhì)不同。

［追問3］仔細觀察前面所填表格，烯烴、炔烴的化學性質(zhì)是否完全相同呢？

［學生表述］不完全相同。與溴水反應需要的量不同，乙烯完全反應需要1份溴水，而乙炔完全反應需要2份溴水。

［追問4］乙烯、乙炔都發(fā)生加成反應，為什么需求量不一樣？

［學生表述］不飽和鍵數(shù)目不同，試劑的需求量不同。

設(shè)計意圖：基于甲烷、乙烯、乙炔化學性質(zhì)對比分析，以追問的形式超越其最近發(fā)展區(qū)，從而得出下列結(jié)論：（1）結(jié)構(gòu)相似，性質(zhì)相似；結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)不同；（2）結(jié)構(gòu)相似，性質(zhì)相似，但不飽和鍵數(shù)目不同，試劑的需求量不同。

［問題思考3］與乙炔具有相同不飽和鍵數(shù)目的1，3-丁二烯（CH2＝CH-CH＝CH2），1份該物質(zhì)最多消耗幾份溴水？1，3-丁二烯（CH2＝CH-CH＝CH2）與足量溴水發(fā)生加成反應，請寫出化學方程式。

［學生板演］CH2＝CH-CH＝CH2+2Br2→CH2BrCHBr CHBrCH2Br

［追問5］乙炔、1，3-丁二烯分別與足量溴水反應是否完全相同？

［學生表述］溴水的消耗量相同，但溴在產(chǎn)物中位置的分布是不同的。

設(shè)計意圖：通過乙炔與1，3-丁二烯的對比分析，再次得出結(jié)論：不飽和鍵數(shù)目相同的兩種物質(zhì)與足量溴水反應，則消耗溴水的量是相同的，但溴元素在產(chǎn)物中的分布是不同的。

3.基于鏈環(huán)互變，理解斷鍵本質(zhì)

［問題思考4］1，3-丁二烯與Br2按物質(zhì)的量之比1∶1加成，請寫出可能的化學方程式。

［學生板演］CH2＝CH-CH＝CH2+Br2→CH2BrCHBr CH＝CH21，2-加成

CH2＝CH-CH＝CH2+Br2→CH2BrCH＝CHCH2Br1，4-加成

［資料呈現(xiàn)］較低溫度-80℃時，發(fā)生1，2-加成；較高溫高60℃時，發(fā)生1，4-加成。

［變式1］異戊二烯（CH2＝CH-C（CH3）＝CH2）與Br2按物質(zhì)的量之比1∶1加成，請寫出可能產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式。

［結(jié)論呈現(xiàn)］結(jié)構(gòu)特殊（單雙鍵交替），性質(zhì)特殊。

設(shè)計意圖：通過［問題思考4］得出斷鍵位置不同，產(chǎn)物也不同；再通過［變式1］、［變式2］得出有機物以簡單鏈狀呈現(xiàn)、復雜鏈狀呈現(xiàn)、復雜環(huán)狀呈現(xiàn)，只要官能團種類、個數(shù)、位置相同，性質(zhì)就相似；最后通過［變式3］讓學生感知逆向思維，得出二烯烴性質(zhì)特殊的本質(zhì)原因是分子結(jié)構(gòu)中的特殊結(jié)構(gòu)——單雙鍵交替。

［追問6］除溴水外，1，3-丁二烯還能和哪些物質(zhì)發(fā)生加成反應？1，3-丁二烯與1，3-丁二烯能否發(fā)生加成反應？

［問題思考5］1，3-丁二烯一定條件下發(fā)生加聚反應，請寫出可能產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式。

［課單呈現(xiàn)3］

［概念引入］上述高分子化合物中，不斷重復的結(jié)構(gòu)單元叫鏈節(jié)，以1，3-丁二烯的1，4-加聚產(chǎn)物為例，-CH2-CH＝CH-CH2-為鏈節(jié)，1，3-丁二烯為該高分子化合物的單體，n為聚合度。

［資料卡］通常指分子中雙鍵（或三鍵）與單鍵相互交替排列的體系，即共軛體系。共軛體系的特點是能量低且穩(wěn)定，所以1，3-丁二烯發(fā)生加聚反應是以1，4-加聚為主。

設(shè)計意圖：通過［追問6］引出1，3-丁二烯與1，3-丁二烯重復發(fā)生加成反應，順其自然地引出加聚反應、鏈節(jié)、單體、聚合度等概念；斷鍵位置不同，生成的高分子化合物不同，從而強化結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，并通過［資料卡］借助大學知識幫助學生理解1，3-丁二烯發(fā)生加聚反應為何以1，4-加聚為主。

［變式4］異戊二烯（CH2＝CH-C（CH3）＝CH2）通過1，4-加成得到高分子化合物，請寫出反應化學方程式。

［問題思考6］常用的橡皮塞是以天然橡膠為原料生產(chǎn)得到的，天然橡膠的主要成分是聚異戊二烯，實驗室中哪些化學試劑的儲存不宜選用橡皮塞？

［學生總結(jié)］（1）硝酸、酸性高錳酸鉀溶液、重鉻酸鉀溶液等具有強氧化性的物質(zhì)；

（2）溴水、氯水等能與聚異戊二烯發(fā)生加成反應；

（3）乙醇、四氯化碳、苯等能與聚異戊二烯相互溶解。

設(shè)計意圖：［變式4］的設(shè)置起到承上啟下的作用，不僅強化了加聚反應化學方程式的書寫，更架構(gòu)起了化學與生活聯(lián)系的橋梁。通過［問題思考6］學生更全面地理解了有機反應的本質(zhì)，同時彌補了物理性質(zhì)教學的“缺失”。

4.基于任務驅(qū)動，形成科學思維

［課堂任務］根據(jù)乙醇、乙二醇的分子結(jié)構(gòu)，請推測它們化學性質(zhì)的異同點。

［學生表述］上述兩種物質(zhì)都含有羥基，均能與活潑金屬發(fā)生取代反應、在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應、取代反應、與酸類物質(zhì)發(fā)生酯化反應等；但乙醇含有1個羥基、乙二醇含有2個羥基，肯定也存在性質(zhì)差異，如與酸發(fā)生酯化反應，產(chǎn)物含有酯基官能團數(shù)目不同等。

［資料卡］乙二醇遇新制氫氧化銅懸濁液反應，溶液呈現(xiàn)絳藍色現(xiàn)象。

［結(jié)論呈現(xiàn)］官能團種類相同，性質(zhì)相似；官能團數(shù)目不同，性質(zhì)差異。

設(shè)計意圖：［課堂任務］讓學生在“嘗試”中學會遷移應用，在解決新的化學問題時既能推測其“普遍性和相似性”，也能分析其“特殊性和差異性”，從而形成一種科學的化學思維方式。

［1］王玉紅.課堂因理解而精彩——構(gòu)建理解性學習課堂初探［J］.江蘇教育研究，2014（11A）：16-18

1008-0546（2016）11-0062-03

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2016.11.020