問題導(dǎo)學(xué)之有機(jī)化合物教學(xué)的探幽入微——“乙烯”課例的教學(xué)及反思

吳小輝

（廣東省增城市第一中學(xué) 廣東 增城 511300）

高中化學(xué)必修模塊的有機(jī)化學(xué)內(nèi)容，是以典型有機(jī)化合物的學(xué)習(xí)為切入點，讓學(xué)生在初中有機(jī)物常識的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步從結(jié)構(gòu)角度，加深對有機(jī)物結(jié)構(gòu)的整體認(rèn)識。在教學(xué)中，有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)及其與性質(zhì)的關(guān)系始終是重點和難點。怎樣讓學(xué)生在步入“結(jié)構(gòu)殿堂”，進(jìn)而領(lǐng)悟結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的這一重要關(guān)系，成為教學(xué)中必須周全考慮的問題。

經(jīng)過不斷的思考與實踐，筆者認(rèn)為，采用問題導(dǎo)學(xué)模式能實現(xiàn)高效的課堂。具體說來，以現(xiàn)代教學(xué)媒體為手段、將“教學(xué)”改為“導(dǎo)學(xué)”，將學(xué)習(xí)目標(biāo)問題化，用“問題”啟發(fā)學(xué)生來鉆研，同時輔以模型策略將微觀分析形象化，引導(dǎo)學(xué)生深入微觀世界探究結(jié)構(gòu)奧秘、啟迪學(xué)生科學(xué)思維等。

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

一、教學(xué)障礙點分析

本節(jié)內(nèi)容的乙烯是以石油煉制的重要產(chǎn)品出現(xiàn)，起初學(xué)生會有一種距離感。對為什么要學(xué)習(xí)乙烯？它與我們的生產(chǎn)生活又有著什么聯(lián)系？有毒嗎？……產(chǎn)生一連串的問題。那么如何巧妙地拉近乙烯與學(xué)生的距離，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣是本節(jié)課的第一個要解決的低層次的障礙點。

本節(jié)內(nèi)容涉及到乙烯分子的結(jié)構(gòu)問題，較為抽象，學(xué)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(jié)構(gòu)理論本身抽象，涉及到的結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)是中學(xué)生所不具備的。怎樣讓學(xué)生在步入“結(jié)構(gòu)殿堂”，進(jìn)而領(lǐng)悟結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的這一重要關(guān)系，成為學(xué)習(xí)的第二個障礙點。

第三個障礙點是乙烯的化學(xué)性質(zhì)。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(xué)性質(zhì)。如何使學(xué)生順理成章地建構(gòu)乙烯的性質(zhì)認(rèn)識呢？烯烴中的代表物乙烯是否與烷烴有著相同的性質(zhì)呢？

本節(jié)內(nèi)容涉及到乙烯的加成反應(yīng)，抽象較難理解。如何突破難點，變抽象為形象，引導(dǎo)學(xué)生充分運用創(chuàng)造性思維或想象力去理解事物的本質(zhì)，促進(jìn)其發(fā)散思維的發(fā)展。這是本節(jié)課第四個障礙點。

二、教學(xué)策略及教學(xué)目標(biāo)

1．由情境創(chuàng)設(shè)和問題導(dǎo)讀，了解乙烯在生活及生產(chǎn)中的應(yīng)用和重要價值，并產(chǎn)生親近感。

2．通過自主建構(gòu)乙烷和乙烯分子的模型，通過結(jié)構(gòu)比較和有序推理過程，掌握乙烯分子的結(jié)構(gòu)組成與結(jié)構(gòu)。根據(jù)模型特點能正確書寫乙烯分子的組成、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)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(xué)性質(zhì)（燃燒、與酸性高錳酸鉀反應(yīng)、加成反應(yīng)）。

4．通過多媒體課件模擬加成反應(yīng)特點，加深加成反應(yīng)本質(zhì)的理解，并通過舉一反三，強(qiáng)化鞏固加成反應(yīng)。

5．通過歸納比較法，進(jìn)一步體會結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。

三、教學(xué)準(zhǔn)備

準(zhǔn)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(xué)過程

教學(xué)環(huán)節(jié)1 創(chuàng)設(shè)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(zhì)？為什么要學(xué)習(xí)乙烯？它與我們的生產(chǎn)生活又有著什么的聯(lián)系？有毒嗎？學(xué)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(jié)果是香蕉已經(jīng)全部變黃，請說明原因”生活情境引入課題主角——乙烯。通過創(chuàng)設(shè)如此貼近生活的情境，對乙烯充滿了親切感，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，并引導(dǎo)學(xué)生自覺、主動、深層次地參與學(xué)習(xí)的過程。

教學(xué)環(huán)節(jié)2問題導(dǎo)讀、認(rèn)識乙烯在生產(chǎn)中的用途

有了上述的情境鋪墊，學(xué)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(xué)習(xí)目標(biāo)，教師可以通過設(shè)置問題組，指導(dǎo)閱讀課本P66，那么可以通過指導(dǎo)學(xué)生閱讀，學(xué)會從課本獲取科學(xué)知識，學(xué)會篩選信息進(jìn)行交流。

【問題組】閱讀課本P66，回答下列問題。

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

（2）衡量一個國家石油化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志是什么？

（3）說說我國乙烯的年生產(chǎn)能力。

教學(xué)環(huán)節(jié)3 模型建構(gòu)，乙烯分子浮出水面

學(xué)生通過以上教學(xué)過程的主動參與，已經(jīng)對乙烯的分子形成了表象的認(rèn)識，但還沒有深入認(rèn)識到結(jié)構(gòu)有什么特點。緊接著，通過設(shè)計學(xué)生活動如小組合作搭建模型，并設(shè)計以下系列問題，這些問題層層遞進(jìn)，旨在讓學(xué)生拾級而上。

【學(xué)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(jié)構(gòu)，即乙烯。

【問題設(shè)置】學(xué)生活動中，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的問題組，引導(dǎo)學(xué)生觀察乙烷、乙烯分子的結(jié)構(gòu)：

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

（2）乙烷分子內(nèi)兩個碳原子各失去一個氫原子后，碳原子間應(yīng)怎樣結(jié)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(guān)系有何特點？

（4）觀察乙烯分子中各化學(xué)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)。根據(jù)模型寫結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式和電子式、分子式，層層推進(jìn)，有利于學(xué)生更好地掌握乙烯的結(jié)構(gòu)。此認(rèn)知的建立也遵循了“宏觀－微觀－符號”的三重表征思維教學(xué)。

教學(xué)環(huán)節(jié)4 科學(xué)探究、知道乙烯的工業(yè)制法

學(xué)生通過上述自主學(xué)習(xí)的過程，對乙烯的工業(yè)價值和用途有一定的了解，乙烯可以用來制有機(jī)溶劑、燃料、塑料等，目前還不能滿足國家的工業(yè)生產(chǎn)需要。那么工業(yè)乙烯從哪里來呢？帶著強(qiáng)烈的好奇，引導(dǎo)學(xué)生觀察石蠟油的分解實驗。

【演示實驗】將分解產(chǎn)生的氣體通入溴水、高錳酸鉀溶液，分別觀察現(xiàn)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(chǎn)生的氣體全部是烷烴嗎？

【學(xué)生】不全是烷烴。因為烷烴的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)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(xué)環(huán)節(jié)5 雙管齊下，領(lǐng)會結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系

結(jié)合演示實驗設(shè)計了如下的一些問題：

（1）乙烯燃燒有什么現(xiàn)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(zhì)？（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(guān)化學(xué)方程式。

（4）通過課件模擬乙烯的加成反應(yīng)，變形象為抽象，引導(dǎo)學(xué)生理解加成反應(yīng)的本質(zhì)。

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

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

（7）實驗室制取氯乙烷，是采取CH3CH3與Cl2取代反應(yīng)好，還是采用CH2＝CH2與HCl加成反應(yīng)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(xiàn)象解釋、應(yīng)用鞏固等有機(jī)結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)的熱情，真正地變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，形成了本課的第二個高潮。在學(xué)習(xí)了乙烯的性質(zhì)之后，聯(lián)系乙烯的性質(zhì)再介紹其用途。

教學(xué)環(huán)節(jié)6歸納小結(jié)，反饋提高

經(jīng)過上述激烈的思維活動，最后應(yīng)該梳理知識，形成主干。本文通過學(xué)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(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，并進(jìn)一步強(qiáng)化結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的學(xué)科思想。因此，從結(jié)構(gòu)出發(fā)，抓住官能團(tuán)的特性是學(xué)好有機(jī)化學(xué)的關(guān)鍵。再次幫助建立有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的一般方法是：結(jié)構(gòu)→性質(zhì)→用途→制法→同類物質(zhì)。最后通過幾道層層遞進(jìn)的練習(xí)強(qiáng)化鞏固知識點。

【歸納學(xué)習(xí)結(jié)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(yīng) 氧化反應(yīng)與鹵素 取代反應(yīng)（純鹵素） 加成反應(yīng)（鹵素）

五、課堂教學(xué)反思

1．善備教材教參，明晰教學(xué)思路

新課程要求教師讀懂教科書和教參。本文緊扣本節(jié)課的知識核心――乙烯的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，把零散的課本知識環(huán)節(jié)化、問題化，但主線清晰，節(jié)省了大量的教學(xué)時間讓學(xué)生對重點內(nèi)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(chǔ)，提高了能力。這樣的教學(xué)安排詳略得當(dāng)，思路清晰，重點突出，尺度把握準(zhǔn)確?？偟膩碚f，這節(jié)課將新課程倡導(dǎo)的“三維目標(biāo)”融為一體，實現(xiàn)了課堂教學(xué)的高效性。

2．善用教學(xué)策略，破解學(xué)習(xí)障礙點

充分了解學(xué)生學(xué)習(xí)過程的障礙點，并采取有效教學(xué)策略使教學(xué)的操作性強(qiáng)，提高教學(xué)質(zhì)量。通過試教，總結(jié)本文主要使用如下教學(xué)策略突破重難點。

（1）以問題載體策略。將教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為循序漸進(jìn)的問題，起到導(dǎo)讀、導(dǎo)議、導(dǎo)練、任務(wù)驅(qū)動的作用。通過問題設(shè)置引導(dǎo)學(xué)生自讀，實現(xiàn)較低層次的教學(xué)目標(biāo)，即導(dǎo)讀。導(dǎo)議就是在教師的引導(dǎo)下，就有關(guān)問題（通常是與教材中重點和難點）展開全班討論，經(jīng)充分討論后，提出見解和質(zhì)疑，經(jīng)分析判斷，尋找答案。導(dǎo)練即教師通過任務(wù)驅(qū)動讓學(xué)生進(jìn)行變式訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生遷移運用能力。如，乙烯的工業(yè)價值比較簡單，拋出兩個問題引導(dǎo)學(xué)生閱讀，使其體會成功的喜悅。乙烯的結(jié)構(gòu)特點與化學(xué)性質(zhì)是一個重點和難點，可以運用導(dǎo)議。如通過設(shè)計問題組 （見教學(xué)環(huán)節(jié)3和教學(xué)環(huán)節(jié)5），引導(dǎo)學(xué)生討論、分析，掌握結(jié)構(gòu)特點。為了使學(xué)生更好地理解與掌握乙烯的加成反應(yīng)，運用導(dǎo)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(fā)生加成反應(yīng)，寫出相應(yīng)的反應(yīng)的化學(xué)方程式。

（2）應(yīng)用模型策略。即采用物質(zhì)模型方法、想象模型方法以及符號模型方法幫助學(xué)生更為直觀地、深刻地理解化學(xué)理論，或者借助學(xué)生建構(gòu)的化學(xué)模型來評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，這樣有利于學(xué)生根據(jù)自身知識經(jīng)驗建構(gòu)新的知識體系。如筆者采用小組合作構(gòu)建球棍模型代替乙烯分子，這樣在合作學(xué)習(xí)中增加學(xué)生對乙烯的感性，幫助學(xué)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(yīng)。此法有效突破難點，變抽象為形象，引導(dǎo)學(xué)生充分運用創(chuàng)造性思維或想象力去理解事物的本質(zhì)，促進(jìn)其發(fā)散思維的發(fā)展。

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

（4）應(yīng)用鞏固策略。圍繞化學(xué)理論的核心內(nèi)容建構(gòu)實際問題，通過演練促進(jìn)學(xué)生更為全面準(zhǔn)確地理解化學(xué)理論，也通過學(xué)生的應(yīng)用結(jié)果了解其對知識的掌握情況并作出相應(yīng)的教學(xué)補(bǔ)充和調(diào)整。例如，課堂上學(xué)生理解了乙烯的結(jié)構(gòu)與加成反應(yīng)特點，比較容易進(jìn)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(shè)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(xué)生的思維，深刻理解加成與取代反應(yīng)的本質(zhì)特點。同時在課堂最后集中練習(xí)幾道題目，以達(dá)到鞏固提高的效果。

3．轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，實施問題導(dǎo)學(xué)，啟迪思維教學(xué)模式

問題導(dǎo)學(xué)，啟迪思維模式，即整個教學(xué)時學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，將教學(xué)內(nèi)容通過問題為載體誘導(dǎo)學(xué)生分析材料，善于啟發(fā)和點撥，引導(dǎo)學(xué)生教材自主閱讀、知識同伴之間討論、交流、探索，結(jié)論學(xué)生自己歸納，知識體系學(xué)生自己建構(gòu)，并及時通過適量的練習(xí)進(jìn)行反饋，整個過程中教師精講點撥的時間不超過20min，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時間不少于20min。學(xué)生在參與探究中強(qiáng)化了情感認(rèn)知，在討論中實現(xiàn)領(lǐng)悟知識，在交流中活化和啟迪思維，在點撥中消除學(xué)習(xí)障礙點，在引導(dǎo)中掌握解決問題的方法。它突破了以往課堂教學(xué)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(xué)生只有積極主動地投入到問題解決的過程當(dāng)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(xué)才能真正達(dá)到問題導(dǎo)學(xué)、啟迪思維，促進(jìn)自主學(xué)習(xí)的良性發(fā)展。

［1］ 韓忠登．問題導(dǎo)學(xué)法在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用［J］．中學(xué)教學(xué)參考，2013，（11）

［2］ 丁革兵，等．高中化學(xué)新授課 “先學(xué)后教、以學(xué)定教”有效教學(xué)模式的研究與應(yīng)用［J］．化學(xué)教育，2012，（8）

［3］ 祁軍艦．“問題—導(dǎo)學(xué)—歸納—創(chuàng)新”課堂教學(xué)模式初探［J］．考試周刊，2007，（49）