“思考與交流”引發(fā)的頭腦風(fēng)暴

蘇忠波

(廣東省佛山市順德區(qū)李兆基中學(xué) 528300)

一、課前準(zhǔn)備

人教版《選修5有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》第37頁(yè)“思考與交流”問(wèn)題3這樣問(wèn)到：根據(jù)苯與溴、濃硝酸反應(yīng)的條件，請(qǐng)你設(shè)計(jì)制備溴苯和硝基苯的實(shí)驗(yàn)方案.通常的教學(xué)方法是教師直接給出制備溴苯的化學(xué)反應(yīng)方程式和裝置,列出實(shí)驗(yàn)步驟，按部就班解題.這種教學(xué)方式學(xué)生都是被動(dòng)接受，缺乏主動(dòng)思考，能力難以得到鍛煉和提升.2018年考綱要求“在解決化學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中，運(yùn)用化學(xué)原理和科學(xué)方法，能設(shè)計(jì)合理方案，初步實(shí)踐科學(xué)探究.”所以在教學(xué)中逐步滲透一些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的知識(shí)勢(shì)在必行.經(jīng)過(guò)頭腦風(fēng)暴，筆者決定在課堂上讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)制備溴苯的實(shí)驗(yàn)方案，描述現(xiàn)象，相互評(píng)價(jià)，提出改進(jìn)意見(jiàn)，最后教師點(diǎn)評(píng).

二、課堂實(shí)錄

在高二理科班的實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生頭腦風(fēng)暴的成果遠(yuǎn)超筆者的設(shè)想.當(dāng)時(shí)課堂的情形是這樣的：

投影展示苯泄露事故圖片及處理措施，請(qǐng)同學(xué)歸納苯的物理和化學(xué)性質(zhì).提問(wèn)：根據(jù)苯與溴的性質(zhì)，設(shè)計(jì)制備溴苯的實(shí)驗(yàn)裝置和方案.5min時(shí)間，學(xué)生頭腦風(fēng)暴，設(shè)計(jì)自己的方案，畫(huà)出草圖并上臺(tái)展示.5min后,劉海韜同學(xué)展示他的設(shè)計(jì)方案(如圖1所示).

“剛才的材料里提到苯和液溴易揮發(fā)，那么揮發(fā)的苯和液溴要處理一下吧？我覺(jué)得應(yīng)該要進(jìn)行冷凝回流.”范德龍說(shuō).范德龍的實(shí)驗(yàn)方案也用實(shí)物投影儀投影出來(lái)(如圖2所示).

“請(qǐng)大家再次注意一下苯、液溴、溴苯、溴化氫的熔沸點(diǎn)，苯和液溴易揮發(fā)，而且這是放熱反應(yīng)，放出的熱量會(huì)加劇苯和液溴的揮發(fā).”針對(duì)上面幾位同學(xué)的發(fā)言，我提醒到.

圖1 圖2 圖3

“生成物HBr易揮發(fā)，它去哪里了，應(yīng)該要有尾氣處理吧？”范德龍又說(shuō)到.針對(duì)同學(xué)們提到的這些問(wèn)題，給他們兩分鐘優(yōu)化方案.

梁穎琳同學(xué)上臺(tái)展示她的方案(如圖3所示)：“因?yàn)楸胶鸵轰逡讚]發(fā)，同時(shí)它們又易溶于有機(jī)溶劑，所以我選擇CCl4來(lái)洗氣，目的是除去揮發(fā)的苯和溴，第三個(gè)瓶可以進(jìn)行尾氣處理.”

“最后一個(gè)容器中的導(dǎo)管不能伸入液面以下，否則會(huì)倒吸，可以改用倒扣的漏斗.”馮卓禧同學(xué)說(shuō)到.

“可以把導(dǎo)氣管長(zhǎng)度縮短，導(dǎo)氣管末端在液面上方但不接觸液面即可.”何展輝同學(xué)補(bǔ)充道.

圖4

經(jīng)過(guò)學(xué)生的一番頭腦風(fēng)暴，已經(jīng)把制備溴苯實(shí)驗(yàn)可能遇到的問(wèn)題和解決方案說(shuō)的七七八八.于是展示筆者的實(shí)驗(yàn)方案(如圖4所示)：用了一根長(zhǎng)玻璃導(dǎo)管進(jìn)行導(dǎo)氣和冷凝回流，讓同學(xué)們觀看實(shí)驗(yàn)過(guò)程，提醒注意圓底燒瓶、長(zhǎng)玻璃導(dǎo)管及錐形瓶里的現(xiàn)象.同時(shí)提出以下幾個(gè)問(wèn)題：1.導(dǎo)氣管里的紅褐色物質(zhì)是什么？為什么在玻璃管下端多一些，上端少一些？2.右端錐形瓶中無(wú)色的硝酸銀溶液為什么會(huì)有淺黃色沉淀產(chǎn)生？3.實(shí)驗(yàn)中發(fā)生哪些反應(yīng)？

“發(fā)生的反應(yīng)有：苯和溴反應(yīng)生成溴苯.”

“淺黃色沉淀是溴化銀，因?yàn)榘l(fā)生了這條反應(yīng)：

應(yīng)該是鐵粉先與液溴反應(yīng)生成催化劑三溴化鐵，所以沒(méi)有加鐵粉的時(shí)候沒(méi)現(xiàn)象”.

學(xué)生的頭腦風(fēng)暴又一次如火如荼地展開(kāi)！

“同學(xué)們的回答都非常好！”筆者欣喜地說(shuō)道.“這個(gè)實(shí)驗(yàn)首要解決的問(wèn)題是如何把揮發(fā)的苯和液溴盡量冷凝回流，從而提高原料利用率和減少對(duì)環(huán)境的污染，有沒(méi)有更強(qiáng)有力的冷凝回流措施？”我又拋出了一個(gè)問(wèn)題.

“圓底燒瓶上面接冷凝管，冷卻水下進(jìn)上出.”林曉晴說(shuō)道.

聽(tīng)到“冷凝管”這個(gè)詞筆者心中又一陣欣喜，在此之前的物質(zhì)分離和除雜章節(jié)里曾介紹過(guò)冷凝管.

“林曉晴同學(xué)的方案確實(shí)很棒！實(shí)驗(yàn)室常把冷凝管用于制備類似溴苯這一類反應(yīng)物易揮發(fā)的實(shí)驗(yàn)中.”給大家展示了一些使用冷凝管的實(shí)驗(yàn)案例(如圖5所示).

圖5

課堂已接近尾聲.筆者再次拋出一個(gè)問(wèn)題：根據(jù)苯、濃硝酸、濃硫酸、硝基苯的性質(zhì)，請(qǐng)你設(shè)計(jì)制備溴苯的實(shí)驗(yàn)裝置和方案.雖已下課，不少學(xué)生仍聚在一起寫(xiě)寫(xiě)畫(huà)畫(huà)，熱烈討論，嘴里時(shí)不時(shí)迸出硝基苯、冷凝回流、三口燒瓶等一些詞來(lái)……

三、課后反思

苯在高一必修2學(xué)過(guò)，高二的教學(xué)可以適當(dāng)進(jìn)行挖掘，加上學(xué)生已有一定的化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和動(dòng)手能力，高考有機(jī)化學(xué)也常考有機(jī)物制備和合成，讓學(xué)生根據(jù)苯的性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，提升實(shí)驗(yàn)操作能力，將物質(zhì)的分離和提純知識(shí)活學(xué)活用.教師課前先自我頭腦風(fēng)暴進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，課堂上通過(guò)問(wèn)題引發(fā)學(xué)生的頭腦風(fēng)暴，調(diào)動(dòng)了大部分學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，體現(xiàn)了學(xué)生是課堂的主體這一理念.化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提到，要注重對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，本節(jié)課也很好的讓學(xué)生得到了體驗(yàn)和鍛煉.