新時期高中化學高效課堂的構(gòu)建

新時期，教師構(gòu)建高效課堂成為提升教學質(zhì)量的關(guān)鍵。以人教版“乙烯與有機高分子材料”為例，本課旨在通過深入淺出的教學方式，激發(fā)學生學習化學的興趣，培養(yǎng)其科學素養(yǎng)和探究精神。乙烯作為重要的化工原料，不僅承載著豐富的化學知識，還與日常生活緊密相連。從塑料袋到合成纖維，從建筑材料到環(huán)保應(yīng)用，乙烯及其聚合物無處不在。通過本課程的學習，學生將深入了解乙烯的基本性質(zhì)、制備方法及廣泛應(yīng)用，進而認識到化學知識在解決實際問題中的價值，為未來的科學研究和技術(shù)創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

一、導入新知，激發(fā)興趣

教師：化學的世界里有著無數(shù)神奇而有趣的物質(zhì)，它們構(gòu)成了我們生活的多彩世界。下面我們將一起探索一種重要的化工原料——乙烯，以及它與有機高分子材料之間的密切聯(lián)系。通過學習，我希望能夠激發(fā)大家對化學的興趣，培養(yǎng)大家的科學素養(yǎng)和探究精神。

教師：同學們，大家在日常生活中有沒有注意到我們使用的很多物品，如塑料袋、礦泉水瓶、合成纖維衣物等，它們都是由什么材料制成的呢？

學生：（紛紛回答）塑料！

教師：對，這些物品確實都是由塑料制成的，而塑料屬于有機高分子材料的一種。那么，大家有沒有想過，這些有機高分子材料是怎么來的呢？它們的原料是什么？

學生：可能是從石油里提煉出來的吧？

教師：答案非常接近了！石油確實是制造有機高分子材料的重要原料之一，但具體到我們今天要學習的乙烯，它則是從石油裂解過程中得到的一種氣體。那么，乙烯又有著怎樣的特殊性質(zhì)，使它成為制造有機高分子材料的理想選擇呢？

學生：（疑惑地搖頭）不知道。

教師：沒關(guān)系，我們一起來看一個實驗。這是一個關(guān)于乙烯的加成反應(yīng)實驗。大家仔細觀察實驗現(xiàn)象，看看乙烯與溴蒸氣接觸后會發(fā)生什么變化。

（教師演示乙烯的加成反應(yīng)實驗，學生認真觀察并記錄實驗現(xiàn)象）

教師：好了，實驗結(jié)束了。大家看到了什么現(xiàn)象？

學生：溶液的顏色由紅棕色變成了無色！

教師：非常好！這個現(xiàn)象說明乙烯分子中的雙鍵與溴分子發(fā)生了加成反應(yīng)，生成了新的無色化合物。這就是乙烯的一個重要性質(zhì)——具有加成反應(yīng)活性。那么，這個性質(zhì)與乙烯成為有機高分子材料的原料有什么關(guān)系呢？

學生：（思考后回答）可能是因為乙烯可以與其他分子不斷發(fā)生加成反應(yīng)，形成長長的高分子鏈吧。

教師：完全正確！乙烯分子通過加成反應(yīng)可以形成高分子鏈，這些高分子鏈再經(jīng)過加工處理，就可以制成我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫母鞣N有機高分子材料了。

通過導入環(huán)節(jié)，學生了解了乙烯與有機高分子材料之間的密切聯(lián)系，也認識到了乙烯加成反應(yīng)活性的重要性。在接下來的學習中，學生將進一步深入探究乙烯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以及它在有機高分子材料制造中的具體應(yīng)用。

二、講授新知，引導探究

教師：本環(huán)節(jié)我們將了解乙烯的基本性質(zhì)和它在有機高分子材料制造中的重要性，那么乙烯究竟是如何通過加成反應(yīng)形成高分子鏈的？這些高分子鏈又具有哪些特殊的性質(zhì)和應(yīng)用呢？接下來我們一起深入探究這些問題。

教師：首先，我們來回顧一下乙烯的分子結(jié)構(gòu)。乙烯的分子式是C2H4，它的分子中含有一個雙鍵，這個雙鍵使得乙烯具有特殊的加成反應(yīng)活性。那么，大家能不能告訴我，乙烯的加成反應(yīng)活性具體體現(xiàn)在哪些方面呢？

學生：（回憶后回答）乙烯可以與溴蒸氣、氫氣等發(fā)生加成反應(yīng)，生成新的化合物。

教師：很好！那么，在乙烯發(fā)生加成反應(yīng)的過程中，它的雙鍵會發(fā)生怎樣的變化呢？

學生：（思考后回答）雙鍵會斷裂，然后分別與反應(yīng)物中的原子或原子團結(jié)合，形成新的單鍵。

教師：非常準確！接下來，我們一起來看一個具體的例子。這是乙烯與溴的加成反應(yīng)方程式，大家仔細觀察一下，看看反應(yīng)物和生成物之間有什么變化。

（教師展示乙烯與溴的加成反應(yīng)方程式，學生認真觀察）

學生：反應(yīng)物中乙烯和溴分子都含有不飽和鍵，而生成物中則形成了新的飽和鍵。

教師：對！這個反應(yīng)過程中，乙烯的雙鍵與溴分子中的單鍵發(fā)生了加成反應(yīng)，生成了新的二溴乙烷分子，這個分子中的碳碳鍵和碳溴鍵都是單鍵，屬于飽和鍵。那么，這個反應(yīng)對我們理解乙烯的加成反應(yīng)活性有什么幫助呢？

學生：（思考后回答）可以幫助我們更好地理解乙烯分子中雙鍵的性質(zhì)，以及它如何與其他分子發(fā)生加成反應(yīng)。

教師：很好！接下來，我們再來看看乙烯如何通過加成反應(yīng)形成高分子鏈的。大家知道，高分子鏈是由許多小分子通過化學鍵連接而成的。那么，在乙烯形成高分子鏈的過程中，這些化學鍵是如何形成的呢？

學生：（疑惑地搖頭）不知道。

教師：沒關(guān)系，我們一起來看一個動畫演示。這是一個關(guān)于乙烯聚合反應(yīng)的動畫演示，大家仔細觀察一下，看看乙烯分子是如何通過加成反應(yīng)連接成高分子鏈的。

（教師播放乙烯聚合反應(yīng)的動畫演示，學生認真觀看）

教師：好了，動畫演示結(jié)束了。大家看到了什么？

學生：我看到了許多乙烯分子通過加成反應(yīng)連接在一起，形成了一條長長的高分子鏈！

教師：非常好！這個動畫演示清楚地展示了乙烯通過加成反應(yīng)形成高分子鏈的過程。那么，在這個過程中，乙烯的加成反應(yīng)活性起到了怎樣的作用呢？

學生：（思考后回答）乙烯的加成反應(yīng)活性使得它可以與其他乙烯分子發(fā)生加成反應(yīng)，從而連接成高分子鏈。

教師：對！那么，這個高分子鏈又具有哪些特殊的性質(zhì)和用途呢？

學生：（思考后回答）它可能具有很高的強度、韌性、耐熱性等性質(zhì)，可以用于制造各種塑料制品、合成纖維等。

教師：非常接近了！高分子鏈的確具有很高的強度、韌性、耐熱性等性質(zhì)，這些性質(zhì)使它們在制造各種塑料制品、合成纖維、橡膠等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。那么，大家能不能告訴我，這些高分子鏈的性質(zhì)與乙烯的加成反應(yīng)活性有什么關(guān)系呢？

學生：（思考后回答）可能是因為乙烯的加成反應(yīng)活性使它可以形成各種復(fù)雜的高分子結(jié)構(gòu)，從而賦予這些高分子鏈特殊的性質(zhì)吧？

教師：非常好！這個理解是正確的。乙烯的加成反應(yīng)活性不僅使它可以形成高分子鏈，還可以通過不同的加成反應(yīng)方式和條件，控制高分子鏈的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。比如，通過改變加成反應(yīng)的催化劑、溫度、壓力等條件，可以制備出具有不同性質(zhì)的高分子材料。

教師：接下來，我們來看看乙烯在有機高分子材料制造中的具體用途。大家有沒有聽說過聚乙烯、聚丙烯這些材料呢？

學生：（紛紛回答）聽說過！

教師：對！聚乙烯、聚丙烯等都是乙烯通過聚合反應(yīng)得到的高分子材料。它們具有優(yōu)良的物理、化學性質(zhì)，如高強度、耐磨、耐腐蝕等，因此被廣泛應(yīng)用于包裝材料、電線電纜、管道等領(lǐng)域。那么，大家能不能告訴我，這些高分子材料是如何制備出來的呢？

學生：（思考后回答）可能是通過乙烯的聚合反應(yīng)制備出來的吧。

教師：非常正確！這些高分子材料確實是通過乙烯的聚合反應(yīng)制備出來的。不過，聚合反應(yīng)的過程和條件對最終產(chǎn)品的性質(zhì)有著很大的影響。比如，在聚乙烯的制備過程中，如果采用高壓聚乙烯工藝，可以得到低密度聚乙烯，這種聚乙烯具有較好的柔韌性和透明度，常用于包裝薄膜、塑料袋等；而如果采用低壓聚乙烯工藝，則可以得到高密度聚乙烯，這種聚乙烯具有較高的強度和硬度，常用于電線電纜、管道等。那么，大家能不能告訴我，為什么不同的聚合工藝會得到性質(zhì)不同的聚乙烯呢？

學生：（疑惑地思考）可能是聚合工藝的不同導致乙烯分子的排列方式不同，從而影響了最終產(chǎn)品的性質(zhì)吧。

教師：你的答案很接近了！實際上，不同的聚合工藝會影響乙烯分子的聚合度和鏈結(jié)構(gòu)，從而影響最終產(chǎn)品的性質(zhì)。比如，在高壓聚乙烯工藝中，乙烯分子在較高的壓力和溫度下發(fā)生自由基聚合，分子鏈較短且分支較多，因此得到的低密度聚乙烯具有較好的柔韌性和透明度；而在低壓聚乙烯工藝中，乙烯分子在較低的壓力和溫度下發(fā)生離子聚合，分子鏈較長且分支較少，因此得到的高密度聚乙烯具有較高的強度和硬度。

教師：接下來，我們再來看看乙烯在有機高分子材料制造中的另一個重要應(yīng)用——聚氯乙烯（PVC）。聚氯乙烯是通過氯乙烯分子的聚合反應(yīng)得到的高分子材料。它同樣具有優(yōu)良的物理、化學性質(zhì)，如耐腐蝕、絕緣性好等，因此被廣泛應(yīng)用于建筑材料、電線電纜、人造革等領(lǐng)域。那么，大家能不能告訴我，氯乙烯分子是如何通過聚合反應(yīng)得到聚氯乙烯的呢？

學生：（思考后回答）氯乙烯分子中的雙鍵可能通過加成反應(yīng)斷裂，然后與其他氯乙烯分子中的原子或原子團結(jié)合，形成新的單鍵，從而連接成高分子鏈吧。

教師：非常好！氯乙烯分子的確是通過加成反應(yīng)連接成高分子鏈的。不過，與乙烯的聚合反應(yīng)不同的是，氯乙烯的聚合反應(yīng)通常需要加入引發(fā)劑來啟動。引發(fā)劑可以吸收能量并分解成自由基或離子，這些自由基或離子可以攻擊氯乙烯分子中的雙鍵，從而引發(fā)聚合反應(yīng)。隨著反應(yīng)的進行，氯乙烯分子不斷加入高分子鏈，最終形成聚氯乙烯。

教師：那么，在聚氯乙烯的制備過程中，哪些因素會影響最終產(chǎn)品的性質(zhì)呢？

學生：（思考后回答）可能是引發(fā)劑的種類和用量、聚合溫度和時間等因素吧。

教師：非常好！這些因素確實會影響聚氯乙烯的性質(zhì)。比如，不同的引發(fā)劑可能會得到不同分子量和結(jié)構(gòu)的聚氯乙烯；引發(fā)劑的用量越多，聚合反應(yīng)速率越快，但得到的聚氯乙烯分子量可能較低；聚合溫度和時間也會影響聚氯乙烯的分子量、結(jié)晶度和熱穩(wěn)定性等性質(zhì)。

通過學習，學生深入了解了乙烯的加成反應(yīng)活性及其在有機高分子材料制造中的應(yīng)用，乙烯通過加成反應(yīng)可以形成高分子鏈，這些高分子鏈具有特殊的性質(zhì)和應(yīng)用價值。在制備過程中，聚合工藝和條件對最終產(chǎn)品的性質(zhì)有很大的影響。因此，化工廠需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求選擇合適的聚合工藝和條件，以制備出具有優(yōu)良性質(zhì)的高分子材料，同時要注意到乙烯及其聚合物在生產(chǎn)和應(yīng)用過程中對環(huán)境產(chǎn)生的影響，積極尋求環(huán)保、可持續(xù)的生產(chǎn)和應(yīng)用方式。

三、拓展應(yīng)用，深化理解

通過前面的學習，學生了解了乙烯的基本性質(zhì)、加成反應(yīng)活性及其在有機高分子材料制造中的應(yīng)用。然而化學知識不僅僅停留在理論和實驗室中，更重要的是它的實際應(yīng)用和拓展。下面將一起探討乙烯及其聚合物在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，并通過具體的例子來深化理解。

教師：大家知不知道生活中哪些物品是由乙烯或乙烯聚合物制成的呢？

學生A：塑料袋和保鮮膜應(yīng)該都是由聚乙烯制成的吧。

教師：對，聚乙烯是乙烯聚合物的一種，它廣泛應(yīng)用于包裝行業(yè)。那么，大家有沒有想過為什么聚乙烯會如此受歡迎呢？

學生B：可能是因為它輕便、耐用，而且價格比較便宜吧？

教師：是的，這些都是聚乙烯的優(yōu)點。那么，除了包裝行業(yè)，聚乙烯還有哪些應(yīng)用呢？

學生C：我聽說聚乙烯管道在建筑行業(yè)中也很常用，因為它們耐腐蝕、使用壽命長。

教師：沒錯，聚乙烯管道的確具有這些優(yōu)點。除此之外，聚乙烯還被廣泛應(yīng)用于電線電纜、人造革、汽車零部件等領(lǐng)域。這些都是乙烯聚合物在實際生活中的重要應(yīng)用。

教師：接下來，我們再來看看乙烯在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。大家知道嗎？乙烯在植物生長調(diào)節(jié)中也起到很大的作用。

學生D：（驚訝）乙烯還能用于調(diào)節(jié)植物生長？這真是太神奇了！

教師：是的，乙烯是一種重要的植物生長調(diào)節(jié)劑。它可以促進植物的生長和發(fā)育，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。比如，在水果成熟過程中，乙烯可以促進果實的成熟和軟化，使水果更加美味可口。

教師：那么，大家能不能告訴我，乙烯是如何在植物生長過程中發(fā)揮作用的呢？

學生E：（思考后回答）可能是乙烯通過與植物細胞內(nèi)的受體結(jié)合，從而觸發(fā)一系列的反應(yīng)吧？

教師：不錯！實際上，乙烯通過與植物細胞內(nèi)的受體結(jié)合，可以激活一系列的信號轉(zhuǎn)導途徑，進而調(diào)節(jié)植物的生長和發(fā)育過程。比如，乙烯可以促進植物細胞的伸長和分裂，提高植物的生長速度；同時，乙烯還可以調(diào)節(jié)植物的開花和結(jié)果過程，提高植物的繁殖能力。

教師：接下來，我們再來看看乙烯在環(huán)境保護中的應(yīng)用。隨著環(huán)境污染問題的日益嚴重，人們開始尋求環(huán)保、可持續(xù)的解決方案，而乙烯及其聚合物在這方面有很大的潛力。

學生F：我知道一種叫做生物降解塑料的東西，它是由可降解的聚合物制成的，可以用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的聚乙烯塑料。

教師：對，生物降解塑料就是一種環(huán)保的解決方案。它是由可降解的聚合物制成的，可以在自然環(huán)境中被微生物分解，從而減少對環(huán)境的污染。乙烯作為一種重要的化工原料，也可以被用來制備這種生物降解塑料。當然，這需要我們在制備過程中進行特殊的處理，以確保其具有良好的生物降解性能和機械性能。

教師：那么，大家能不能告訴我，乙烯在制備生物降解塑料中有哪些優(yōu)勢和面臨哪些挑戰(zhàn)呢？

學生G：（思考后回答）優(yōu)勢是乙烯原料豐富、價格較低，而且生物降解塑料具有環(huán)保性；面臨的挑戰(zhàn)是如何制備出具有良好機械性能和生物降解性能的塑料。

教師：非常好！你總結(jié)得很到位。乙烯在制備生物降解塑料中的確具有原料豐富、價格較低等優(yōu)勢；但是如何制備出具有良好機械性能和生物降解性能的塑料仍然是一個挑戰(zhàn)。

通過學習，學生深入了解了乙烯及其聚合物在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用和拓展，從包裝行業(yè)到建筑行業(yè)，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到環(huán)境保護，乙烯都發(fā)揮著重要的作用。同時，學生看到了乙烯及其聚合物在實際應(yīng)用中所面臨的機遇和挑戰(zhàn)。在未來的學習和探究中，我們要繼續(xù)關(guān)注乙烯及其聚合物的發(fā)展動態(tài)，不斷探索和創(chuàng)新，以推動化學工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

四、總結(jié)

本文以人教版“乙烯與有機高分子材料”為例，探討了新時期高中化學高效課堂的構(gòu)建。教師首先通過導入新知，激發(fā)學生對化學的學習興趣，引導學生認識到乙烯與有機高分子材料之間的密切聯(lián)系；接著，通過講授新知，深入探究了乙烯的基本性質(zhì)、加成反應(yīng)活性及其在有機高分子材料制造中的應(yīng)用，使學生理解了乙烯如何通過加成反應(yīng)形成高分子鏈，以及這些高分子鏈的特殊性質(zhì)和應(yīng)用價值；還拓展了乙烯及其聚合物在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，包括包裝行業(yè)、建筑行業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及環(huán)境保護等方面，使學生深刻認識到化學知識在解決實際問題中的價值。通過本文的學習，學生不僅能夠掌握乙烯與有機高分子材料的相關(guān)知識，還能夠培養(yǎng)科學素養(yǎng)和探究精神，激發(fā)對化學的學習興趣。同時，教師強調(diào)了乙烯及其聚合物在實際應(yīng)用中所面臨的機遇和挑戰(zhàn)，鼓勵學生關(guān)注化學工業(yè)的發(fā)展動態(tài)，不斷探索和創(chuàng)新。最終，教師倡導學生積極踐行環(huán)保、可持續(xù)的理念，為保護地球家園貢獻自己的力量，體現(xiàn)了新時代化學教育背景下對高效課堂的追求和對學生全面發(fā)展的關(guān)注。

（作者單位：甘肅省白銀市景泰縣第一中學）

編輯：陳鮮艷