在對比中學習——“乙烯”的教學實錄

張禮聰 李婷婷 孔琴飛 潘小歐

摘要：以“乙烯”的教學為例，說明采用對比教學法將看似零散但相近的知識點串聯起來，有利于學生把握物質之間的內在聯系及變化，以達到構建完整的知識體系、建立科學的思維方法及提升能力的目的。

關鍵詞：對比教學法；乙烯；結構；性質

文章編號：1005–6629（2016）5–0055–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

對比法是準確揭示事物之間本質聯系與區別的科學研究方法。在教學過程中巧妙合理地運用對比法，可以更為準確地理解事物的本質特征，區分相近事物，把握事物之間的內在聯系及變化規律，有利于構建點、線、面、體的一體化知識體系[1]。

有機化學是研究有機化合物的結構、理化性質、合成方法、應用以及有機化合物之間相互轉化所遵循的理論和規律的一門科學[2]，是高中化學必不可少的部分。有機化學涉及的內容多、反應多，有大量內容需要理解記憶，因此在有機化學教學中，化多為少、化繁為簡，使所學知識更易被學生接受和理解，更有利于提高高中化學課堂的實效性。所以在有機化學教學中我們經常通過分析并比較相似或相近的知識點，來引導學生發現知識點的異同，幫助學生把孤立的、零散的知識串聯起來，并掌握知識的內在規律，不僅可以激發學生的探索欲和求知欲，還可以拓寬學生思維的寬度和廣度、建立科學的思維方法，并培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。

“乙烯”是蘇教版《化學2》中繼甲烷、烷烴后學習的另一重要有機物。就本課時的教學內容而言，重點是乙烯分子的結構特點、乙烯的化學性質及加成反應的概念；難點是加成反應概念的形成[3]。然而在本節課之前，學生已經學習了以甲烷為代表的簡單烷烴的結構、性質以及有機物結構表示方式等基礎知識，學生也掌握了碳的成鍵理論，這些知識的儲備為本節課的教學奠定了重要的知識基礎。運用對比教學法可以在乙烷結構、性質的基礎上構建乙烯的結構和性質，既鞏固原有知識，又更為清晰地獲得新知識，建立起更加完整、牢固的知識體系。

1 教學目標

[知識目標]

（1）了解乙烯的物理性質；

（2）掌握乙烯分子的組成、電子式、結構式、結構簡式；

（3）掌握乙烯的典型化學性質——加成反應。

[過程與方法]

（1）通過對乙烷與乙烯的結構比較，從結構入手分析性質；

（2）能夠運用對比歸納的方法，初步認識有機化合物結構與性質的關系；

（3）通過計算、分析、比較等方法正確建構有機化學的知識體系。

[情感態度價值觀]

通過多媒體展現等方式將抽象知識具體化、趣味化，提高學習興趣。

2 教學重難點

重點：乙烯的結構和化學性質

難點：乙烯的加成反應

3 教學過程

3.1 生活情境，建立比較視角

[情境]廣東盛產香蕉，上世紀八十年代，很多商家想把香蕉運到北方去賣，可結果卻損失慘重。因為熟透的香蕉沒等運到北方就全爛掉了。為減少損失商家們絞盡腦汁。其中比較好的方法如下：

甲商家：將七八成熟的香蕉摘下裝運，保全了70%，獲得了收益；同時發現成熟度高的香蕉周圍青香蕉往往成熟更快，腐爛呈區域性；

乙商家：將七八成熟的香蕉摘下，并用一定濃度高錳酸鉀溶液浸泡過的紙包住裝運，幾乎無損失，獲利頗豐；發現成熟度高的香蕉對腐爛的影響不大。

[思考]上述生活案例能告訴我們哪些信息？背后存在哪些科學和生活道理？

[結論]化學視角：

①成熟香蕉會產生某種催熟其他香蕉的化學物質；

②催熟香蕉的化學物質能與高錳酸鉀溶液反應。

道理啟示：

①觀察發現異同；比較才有差異；

②善于發現問題，要科學地尋找解決問題的方法。

設計意圖：化學源于生活，以生活中的化學情境引入新課，更能激發學生的探究欲，且有利于學生養成從生活現象中發現問題、提出問題的意識。同時通過案例初步建立比較視角在研究中的意義，為后繼教學埋好伏筆。

3.2 成分對比，確立微觀結構

[信息]經研究發現：成熟香蕉能釋放出一種具有催熟效果的無色、稍有氣味、難溶于水的氣態有機物，該有機物標準狀況下密度為1.25 g·L-1，其中含碳85.7%，含氫14.3%（均為質量分數）。

[任務]①歸納有機物的物理性質；②計算確定氣態有機物的分子式。

[結論]碳氫原子個數比是1：2，分子式是C2H4。

[問題]①該有機物屬于烴類嗎？②它是烷烴嗎？依據是什么？

[結論]①是烴類物質；

②烷烴通式CnH2n+2；碳原子數為2時，氫原子為數6，即乙烷：C2H6。

[任務]①書寫乙烷的電子式、結構式、結構簡式；

②嘗試書寫該有機物的電子式、結構式、結構簡式，并說明理由；

③動手組裝你得出的物質結構球棍模型。

理由：碳原子要形成四對共用電子對才能達到8電子穩定結構，每個碳原子與兩個氫原子形成兩個共價鍵，則碳原子剩余的兩個單電子要與另一個碳的兩個單電子形成兩對共用電子對，這樣碳原子達到穩定結構。

[定義]有機化學上把含有一個碳碳雙鍵的鏈烴稱為烯烴。此烯烴含有兩個碳故稱為乙烯。

設計意圖：通過計算確定有機物分子式是學習有機化學的基本技能，也是學生比較薄弱的部分。在學生強烈想知道結果的刺激下，順勢完成乙烯分子式確定，電子式、結構式、結構簡式書寫，提高了教學的實效性；同時建立了乙烷與乙烯微觀結構比較視角，不僅可以加深學生對碳四價理論的理解，而且可以讓學生自然而然地認識乙烯與乙烷結構的不同在于碳碳雙鍵，為下一環節性質進一步的比較做鋪墊。

3.3 性質比較，強化微觀認識

[設疑]你認為乙烷和乙烯化學性質會有什么差異？為什么？

[生1]乙烷不能與酸性高錳酸鉀溶液反應，乙烯能夠反應（解決情境中問題）。

[實驗]乙烯與高錳酸鉀溶液反應實驗。

[結論]乙烯能與酸性高錳酸鉀溶液反應，并且使溶液褪色。

[問題]你認為褪色的原因是什么？與乙烷比較說明了什么？

[生2]碳碳雙鍵易被酸性高錳酸鉀破壞（氧化），單鍵穩定不易被破壞。

[信息]乙烯可被高錳酸鉀氧化并產生二氧化碳。（解釋乙商家的做法蘊含的化學道理）

[問題]現有2瓶無色氣體，分別是乙烯與乙烷，你想如何鑒別它們？

[生3]用酸性高錳酸鉀溶液鑒別。

[教師]我現在沒有酸性高錳酸鉀溶液（故意發難，學生沉默）。

[生4]老師，它們含碳量不同，測含碳量行嗎？

[評價]師生一致同意生4觀點。

[過渡]現在沒有測含碳量儀器，這么辦？（進一步發難，激發學生挑戰力）

[生5]可以用燃燒方法，因為我注意到蠟燭（主要成分烴）燃燒冒出較多黑煙，乙烯可能比乙烷冒出黑煙多。（原因：含碳量高）

[實驗]比較乙烷、乙烯燃燒現象。

[結論]乙烷劇烈燃燒幾乎無黑煙，乙烯劇烈燃燒較多黑煙。

設計意圖：通過乙烷與乙烯結構對比-提出問題-猜想性質-實驗探究；[問題解決]任務驅動-對比結構-性質再次探究；兩次運用對比學習方式，不僅推進了乙烯、乙烷性質比較認識，還牢固地建立起了“結構決定性質”的思想，滲透學科基本觀念性認識，達成了基本理解。

3.4 歸類比較，深化微觀本質

[追問]是否還有其他方法可以用來鑒別乙烷和乙烯？

[生6]用氯氣、溴取代，氯氣、溴消耗量不同。（相同物質的量的2種氣體）

[探究]乙烷、乙烯與溴的四氯化碳溶液反應對比實驗。

[結論]乙烷不能使溴的四氯化碳溶液褪色；乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色。

[問題]乙烯是怎樣使溴的四氯化碳溶液褪色的呢？你是怎么想的？

[生7]肯定是碳碳鍵的緣故（雙鍵和單鍵不同）；

學生困惑：①為什么乙烷不取代？②乙烯反應又是如何發生？

[投影]資料卡：

[結論]乙烯碳碳雙鍵中一個鍵（π鍵）斷裂。

[定義]有機物分子中雙鍵（或叁鍵）兩端的碳原子與其他原子或原子團直接結合生成新的化合物的反應，叫做加成反應。

[任務]

①學生書寫乙烯與溴反應化學方程式。

②解釋乙烯（烯烴）易發生加成反應原因。

[思考]乙烯能不能跟乙烯分子加成？（學生茫然）

[生8]可以，但是它好像無限鏈接，停不下來。

[視頻]乙烯制備聚乙烯；聚乙烯的用途；加聚反應定義。

[總結]比較發現：加聚反應實質是加成反應。

設計意圖：以學生已學烷烴取代反應為支點，通過乙烯與溴的四氯化碳溶液反應實驗探索，鍵能數據支持，師生交流研討，進一步認識乙烯碳碳雙鍵對乙烯性質的影響，同時巧妙地再一次促使學生對比了乙烷性質；更為精妙之處是本環節教學自然讓學生從微觀本質認識引出加成反應，并對比了取代反應與加成反應的差異；對比角度沒有止步，通過教師引導性問題“乙烯與乙烯能加成嗎？”，將學生的思路打開，毫無障礙地從加成走向加聚，形成更深刻的相同類別比較，深化了結構決定性質的微觀本質認識。

3.5 問題解決，產生新的比較

[問題]①設計除去乙烷中混有少量乙烯的實驗方案。

②制備CH3CH2Cl可以選擇什么方法？哪一種方法更好？為什么？

③通過乙烯加成的方法能否得到CH3CHBr2？如何加成？

設計意圖：通過問題思考方式總結乙烯性質核心內容，反饋課堂掌握情況，培養學會應用已學知識解決實際問題能力。同時問題③為下一課時乙炔性質學習與乙烯對比開啟了新的窗口。

4 教學反思

本課時教學依據有機物的一般研究方法為設計背景。即確定組成元素——確定分子式——確定結構式——猜想性質——實驗探究的思路逐步展開乙烯的結構和性質認識，不僅能幫助學生搭建好學習的腳手架，而且還滲透了科學的方法論和認識論思想。本教學從“生活案例的比較視角為起點，通過結構上、性質上與乙烷的對比，不僅加深了學生對已有知識的理解，而且實現了乙烯知識的分解、細化、重組、演繹、歸納，輕松地突破課時教學的重、難點；同時培養了學生比較學習的一般策略思路：建立比較視角——尋找比較物質——比較物質結構——實驗比較性質——歸納比較認識。認識有機物的關鍵是把握好“結構決定性質的官能團思想”，本教學除了比較教學策略，還基于微粒觀的基本認識，實現從微觀本質上理解、解釋、指導宏觀性質學習；還通過巧妙設計問題——分析問題——解決問題——產生問題思路，實現問題有序推進，層層深入的問題化教學方式，培養學生問題意識和知識遷移問題解決能力；微粒觀構建，問題鏈方法運用，它們均融合在比較教學整體規劃之中，使得對比教學的策略更為充實和豐滿。

參考文獻：

[1]成群.對比教學法在中學化學教學中的應用[J].中學化學教與學，2011，（11）：18～19.

[2]陳玉.對比教學法在有機化學教學中的應用[J].化學工程與裝備，2012，（8）：229～231.

[3]浙江省基礎教育課程改革專業指導委員會.浙江省普通高中學科教學指導意見化學[M].杭州：浙江教育出版社，2012：26～30.