周新起
(浙江師范大學附中 浙江 金華 321004)
新課改更關(guān)注的是學生在學習過程中的體驗,以及伴隨這一過程而產(chǎn)生的積極情感體驗和正確的價值觀,提倡學習方式多樣化,學生參與知識的形成過程,自主建構(gòu)知識。本節(jié)課通過情景創(chuàng)設(shè)、圖表數(shù)據(jù)分析、動手做模型等方式激發(fā)學習主動性,更好地加深對脂肪烴結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的理解,樹立“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的學習思想,在設(shè)計上遵循新課改理念同時結(jié)合陶行知的教育思想,實現(xiàn)學生“在做中學”,更好地促進了學生對知識的理解。同時,本課在設(shè)計上突出“類別”,多處運用對比、重視學生的科學思維方法和能力的形成。
本節(jié)課是蘇教版《有機化學基礎(chǔ)》中專題三第一單元。學生在《化學2》中初步認識了甲烷、乙烯的結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的主要化學性質(zhì)取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、氧化反應(yīng),奠定了一定的知識基礎(chǔ),本節(jié)課在此基礎(chǔ)上通過烷烴、烯烴、炔烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的比較、歸納,進一步學習取代反應(yīng)、加成反應(yīng)及聚合反應(yīng)等有機反應(yīng),為后續(xù)各章節(jié)中其他烴及烴的衍生物的學習奠定基礎(chǔ)。
學生在學習本節(jié)內(nèi)容時已經(jīng)學習了各類別有機物中的典型代表物質(zhì)的性質(zhì)和相應(yīng)的化學反應(yīng),在學習本節(jié)課的知識時有一定認知基礎(chǔ),有利于本節(jié)課學習的展開;在思維能力上,高二學生思維活躍,具備一定的空間想象能力、信息收集處理能力、提出問題、分析問題、解決問題和歸納的能力,只要在課堂上創(chuàng)設(shè)適宜的探究情境,激發(fā)學生的學習興趣,學生會樂于發(fā)揮自己的學習熱情,在課堂中會不知不覺完成知識遷移,將自己的認知從感性水平提高到理性水平;在情感上,高二學生自我意識高度發(fā)展,社會屬性增強,對價值有自覺追求,渴望得到同伴、教師的接納和尊重,期望自身價值的體現(xiàn),為課堂開展探究活動提供可能性。
1.知識與技能
(1)了解常見的脂肪烴的物理性質(zhì)變化規(guī)律。
(2)能以典型代表物為例,列舉出烷烴、烯烴、炔烴和鹵代烴等有機化合物的主要化學性質(zhì)。
(3)能區(qū)分取代反應(yīng)和加成反應(yīng)的含義和特點,能判斷有機化學反應(yīng)的類型。
2.過程與方法
(1)通過圖表中的數(shù)據(jù)分析,養(yǎng)成分析問題、解決問題、知識整理和歸納能力。
(2)通過甲烷、乙烯、乙炔的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)對比,形成學生的知識遷移能力、歸納能力。
(3)通過分子模型培養(yǎng)空間想象能力和邏輯思維能力,運用形象生動的實物、模型、計算機課件等手段理解概念、掌握概念。
3.情感、態(tài)度與價值觀
對有機物的認識從代表物質(zhì)的性質(zhì)上升到此類別的性質(zhì),由點及面,形成系統(tǒng),學生樹立起“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的學習理念。
1.重點:脂肪烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
2.難點:有機物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。
本課堂采用探究的教學方法,通過圖表和數(shù)據(jù)的展示(直鏈烷烴的熔點和沸點、幾種烯烴的物理性質(zhì)),設(shè)定一些問題,提出一些假設(shè),再經(jīng)過師生討論及驗證來得出結(jié)論。
[引入]圖片展示:當把成熟的香蕉和盛開的鮮花放在一起的時候,鮮花凋謝了,請大家思考:成熟的香蕉釋放出了什么物質(zhì),促使鮮花加快凋謝?
[師生總結(jié)]乙烯,這是一種植物生長調(diào)節(jié)劑,加快了鮮花的調(diào)謝。
[過渡]展示圖片。其實烴與我們的生活聯(lián)系非常緊密,比如說,玫瑰之所以散發(fā)出芳香的氣味,是因為玫瑰能散發(fā)出一種苧烯的物質(zhì),其分子式為C10H16,同學們在飲食中經(jīng)常會攝入大量的胡蘿卜素,它在人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)化成維生素A,能夠治療夜盲癥,提高人體免疫能力,這是目前最安全補充維生素A的產(chǎn)品,其分子式為C40H56,
(設(shè)計意圖:從生活中常見的植物花卉入手開始本節(jié)化學課的學習,感到化學來源于生活,激發(fā)學生學習的興趣,引出本節(jié)課的課題。)
[知識回顧]烴按照是否含有苯環(huán)如何分類?指導(dǎo)學生閱讀書本。
[總結(jié)]烴的分類。
[過渡]我們已經(jīng)學習了甲烷、乙烯的物理性質(zhì),那么它們的物理性質(zhì)有哪些遞變規(guī)律呢?
[投影]直鏈烷烴的熔點和沸點示意圖
圖1 直鏈烷烴的熔點和沸點
觀察與討論:(1)直鏈烷烴的熔點具有哪些遞變規(guī)律?
(2)哪些烴常溫下為氣態(tài)?與分子中所含的碳數(shù)有何關(guān)系?
[討論總結(jié)]:
(1)隨著碳數(shù)的升高,烷烴的熔點逐漸升高。
(2)當分子中所含碳數(shù)小于等于4時,常溫下為氣態(tài);當碳數(shù)介于5和16之間時常溫下為液態(tài);當碳數(shù)大于16時,常溫下為固態(tài)。
[問題與探究]為什么烷烴的熔點隨碳數(shù)的增多而逐漸升高呢?
[學生討論、回答]隨著碳數(shù)的增多,相對分子質(zhì)量逐漸增大,分子間作用力逐漸增大,所以熔點升高。
[追問]其他脂肪烴如烯烴、炔烴有沒有這樣類似的遞變規(guī)律?
[投影]烯烴、炔烴的物理性質(zhì)遞變規(guī)律(表略)。
[師生總結(jié)]從以上圖表數(shù)據(jù)中我們可以知道脂肪烴的物理性質(zhì)具有相似的遞變規(guī)律。
[過渡]我們知道結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。請同學們根據(jù)提供的分子模型搭建出乙烷、乙烯和乙炔的分子結(jié)構(gòu),并指出有哪些不同點?
[學生活動]用球棍模型連接乙烷、乙烯、乙炔的分子結(jié)構(gòu)模型,直觀的認識到三者之間結(jié)構(gòu)的主要差別。
[投影,引導(dǎo)學生填寫表格]
烷烴 烯烴 炔烴通式代表物 乙烷 乙烯 乙炔代表物的物理性質(zhì)成鍵特點主要化學性質(zhì)
(設(shè)計意圖:通過圖表中數(shù)據(jù)分析,掌握烴的物理性質(zhì)遞變規(guī)律與碳原子數(shù)的密切關(guān)系,培養(yǎng)學生歸納能力,同時培養(yǎng)學生從烷烴到烯烴的知識遷移能力。通過學生利用球棍模型組裝分子結(jié)構(gòu),學生細心觀察其模型,培養(yǎng)空間想象能力,更充分地認識物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)之間的關(guān)系,為學習脂肪烴的性質(zhì)奠定必備的基礎(chǔ)。以點帶面,顯示知識的內(nèi)在規(guī)律:在化學2的基礎(chǔ)上,通過對比乙烷、乙烯結(jié)構(gòu)、性質(zhì),演繹出烷烴、烯烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。教學時 “突出典型、挖掘本質(zhì)、揭示規(guī)律、掌握類型”,運用從個別到一般的科學方法??v橫對比、突出知識之間的聯(lián)系:學習中要不斷地對比,提示三者之間的異與同,以加深印象。這種對比成功之后,對滲透“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”這個有機化學的基本思想就水到渠成。)
[交流與討論1]氯乙烷可以通過乙烷和氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)得到,也可以用乙烯和氯化氫在一定條件下發(fā)生加成反應(yīng)得到,請問哪一種方法更好?
[學生回答]如果通過乙烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),則所得的產(chǎn)物除了氯乙烷之外,還可能得到其他產(chǎn)物,而通過乙烯和HCl加成能得到較純凈的氯乙烷。
[交流與討論2]乙烯和溴單質(zhì)有可能會發(fā)生哪些反應(yīng)?如何證明乙烯與溴的四氯化碳溶液發(fā)生的是加成反應(yīng)還是取代反應(yīng)?
[學生分組交流、討論]學生經(jīng)過思考后,提出:
(1)如果乙烯和溴的CCl4溶液發(fā)生取代反應(yīng)則產(chǎn)物除了有機物外還有HBr生成:
Br2+CH2=CH2→CH2=CHBr+HBr
(2)如果乙烯和溴的CCl4溶液發(fā)生加成反應(yīng)則反應(yīng)只生成有機物:
Br2+CH2=CH2→CH2BrCH2Br
因此提出只要能檢驗出是否有HBr生成是關(guān)鍵,并設(shè)計出如下方案:
如果硝酸銀溶液產(chǎn)生淡黃色沉淀,則說明乙烯通入溴的四氯化碳溶液后產(chǎn)生了HBr,則為取代反應(yīng),若無明顯現(xiàn)象,說明兩者之間發(fā)生加成反應(yīng)。
提出用溴水代替溴的四氯化碳溶液是否可行?教師根據(jù)溴水中含有HBr,如果利用上述方法進行驗證時會存在干擾,同時分析反應(yīng)前后水溶液中的離子濃度大小,通過測定反應(yīng)前后溶液的酸堿性變化,確定反應(yīng)的類型。[如果發(fā)生取代反應(yīng)則有HBr生成,會使溶液的酸性增強(pH變?。蝗绻l(fā)生加成反應(yīng)因為Br2的消耗會使溶液酸性減弱(pH變大)。]
[練習]請同學們書寫下列方程式:
乙烯與HCl的反應(yīng):
乙烯與H2O的反應(yīng):
乙炔與少量溴水反應(yīng):
乙炔與過量溴水反應(yīng):
(設(shè)計意圖:利用實驗方案的探究,通過對比、論證,加深對取代反應(yīng)和加成反應(yīng)的理解,完善、優(yōu)化知識結(jié)構(gòu),培養(yǎng)分析問題、解決問題的綜合能力,強化科學探究意識,學生能從感性認識轉(zhuǎn)化為知識和技能,并內(nèi)化到情感態(tài)度和價值觀中。)
[過渡]:如果是不對稱烯烴如 CH3—CH=CH2與HBr發(fā)生加成反應(yīng),那么可能會得到幾種產(chǎn)物?
[拓展視野]指導(dǎo)學生閱讀書本。馬氏規(guī)則:當不對稱的烯烴與鹵化氫發(fā)生加成反應(yīng)時,通?!皻浼拥胶瑲漭^多的不飽和碳原子一側(cè)”。
[展示實物]展示聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、天然橡膠和丁苯橡膠新產(chǎn)品或圖片。提出問題:這些塑料制品是怎么得到的呢?
[播放動畫]CH2=CH2發(fā)生加聚反應(yīng)生成聚乙烯。
(設(shè)計意圖:通過生活中常見的塑料制品,激發(fā)學生的好奇心和求知欲;通過動畫將乙烯的加聚反應(yīng)從抽象化到具體化,增強教學的啟發(fā)性,將知識點化難為易,幫助學生理解其發(fā)生原理,提高課堂教學效率。)
[提問]乙烯能夠發(fā)生加聚反應(yīng)主要與什么結(jié)構(gòu)有關(guān)?
[學生]碳碳雙鍵在反應(yīng)過程中不斷斷裂和連接。
[投影講解教師引入新概念]
加成聚合反應(yīng):這種一些具有不飽和鍵的有機化合物通過加成反應(yīng)聚合生成高分子化合物的反應(yīng),簡稱加聚反應(yīng)。該反應(yīng)的原理可如下表示:
單體:合成聚合物的分子,如乙烯。
聚合物:相對分子質(zhì)量較大高分子化合物,如聚乙烯。
聚合度:n
[練習]
1.聚丙烯的生成: ;
2.聚苯乙烯的生成: 。
(分別其指出單體、聚合物、鏈節(jié)和聚合度)
[師生活動]特別強調(diào):能夠發(fā)生加聚反應(yīng)是因為有機物分子中含有碳碳雙鍵的緣故。同時分析和解釋生成物的特點,及在書寫加聚反應(yīng)時應(yīng)注意反應(yīng)的條件,反應(yīng)物和生成物的書寫。
[課堂小結(jié)]脂肪烴物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。
[課外思考]如果烴分子中含有兩個碳碳雙鍵,那么該烴能否發(fā)生加成反應(yīng),化學性質(zhì)又有哪些變化呢?
1.從教學設(shè)計角度反思教學效果
本堂課首先通過尋找生活中常見的脂肪烴作為情景引入,然后利用圖表等形式,通過學生交流與探究,學生歸納總結(jié)烷烴、烯烴、炔烴的物理性質(zhì)變化規(guī)律,通過構(gòu)建分子模型讓學生認識到烷烴、烯烴和炔烴的不同結(jié)構(gòu),并通過表格對比,培養(yǎng)學生“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的學習方法,通過證明乙烯與溴水是發(fā)生加成反應(yīng)而不是取代反應(yīng),提高學生的實驗分析能力、探究能力和解決能力,通過丙烯和乙烯結(jié)構(gòu)對比,引出丙烯的不對稱加成,通過生活中常見的聚合物的播放及形成原理,來探索加成反應(yīng)原理及應(yīng)用。學生雖然已經(jīng)初步掌握了甲烷和乙烯基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì),但是本堂課不是簡單的知識重復(fù),基本完成了教學目標,重視課堂新知識的自然生成,教師的教學在其中起到了穿針引線的指導(dǎo)作用。
2.從學生角度反思教學效果
本堂課是一堂理論課,且有些知識已經(jīng)在《化學2》中已有了初步的認識,學生容易誤認為這是炒冷飯,所以本堂課通過生活中的化學情境、動手搭建模型、動畫等多種教學手段輔助教學,激發(fā)了學生的學習興趣,培養(yǎng)學生合作精神,提高學生課堂實踐能力。學生課堂上思維活躍,氣氛熱烈,積極思考課堂問題并能夠?qū)栴}大膽提出質(zhì)疑,提出自己的見解,充分發(fā)揮了學生學習的主觀能動性和創(chuàng)造性,體現(xiàn)了學生在課堂中的主體性。如在驗證乙烯與溴單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)時,有學生就提出疑問,溴水中本身就含有HBr,用溴的四氯化碳溶液代替更為合適,還有同學提出如果檢驗反應(yīng)前后溶液的酸堿性變化可以的話,也可以通過測定反應(yīng)前后溶液的導(dǎo)電性變化等,通過這些刺激了學生的求知欲。
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