“乙烯”教学案例及分析

沙晓红

（南京市第十三中学 江苏 南京 210008）

在实施以培养创新精神和实践能力为核心的素质教育的今天，引导学生认识科学的本质，应当成为变革现存教育教学模式的一个切入点。为提高学生的科学探究能力，利用化学课程中的实验，在教学中对教材中的部分实验指导学生进行创新性的改进并自主实验，有利于培养学生的创新思维和批判性思维，有利于对学生进行科学方法的训练，有利于培养学生的探究能力，全面提高学生科学素养。作为新型的化学教师必须转变观念，通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学探究过程，激发学习兴趣，提高探究能力。本文以《乙烯》这节市级公开课展开分析。

【教材分析】

人教版《化学》必修2中“来自石油和煤的两种基本化工原料”的内容涉及乙烯和苯两种烃的重要代表物，学生能初步从组成和结构的角度认识甲烷的性质，但需要对“结构与性质”的关系进一步深化认识，乙烯与苯的教学就能起到这种作用。另外，学生能从生活实际出发，认识乙烯和苯的广泛应用，再学习它们的性质，强化理论与实际的联系，使学生能够学以致用。本文就该节第一课时乙烯进行相关分析。教学的重点是乙烯的加成反应。通过对乙烷与乙烯的结构比较，引导学生从结构入手分析性质，进行实验探究。初步了解有机基本反应类型，形成对有机反应特殊性的正确认识，并能从结构上认识其特点。让学生通过对比，体会物质结构与性质间的辩证关系。

【教学方法】

教学中，充分发挥学生的自主探究能力，在教学过程中“以学生的发展为本”作为指导思想，主要通过以下几个方面实现：（1）采取了实验-推理-归纳-总结-巩固的教学方式；（2）内容涉及到乙烯分子的结构问题，较为抽象，学生较难理解，因此在教学中可使用球棍模型，这样可以增加学生的感性认识，并结合练习、对比的教学方法，帮助学生掌握这部分的知识；（3）本节内容涉及到乙烯的化学性质实验，对教材上部分实验进行改进，通过教师演示实验和学生动手探究实验，使学生在充分观察实验现象的基础上，深刻理解乙烯的化学性质；（4）在本节内容的教学中，用计算机模拟乙烯的加成反应，其作用在于突破难点，化小为大，变静为动，变抽象为形象。以学生为主体进行问题的设置和探究思路。做到问题设置层次明显，引导功效突出。

【教学目标】知识与技能：掌握乙烯分子的组成、电子式、结构式、结构简式；掌握乙烯的典型化学性质——加成反应。掌握乙烯的氧化反应；了解乙烯的物理性质；了解乙烯是石油裂化产物；了解乙烯的用途（乙烯与人类生活的意义）。

过程与方法：通过对比乙烷与乙烯的结构，引导学生从结构入手分析性质，进行实验探究，师生共同总结。

情感态度和价值观：通过对比，体会物质结构与性质间的辨证关系。

【教学过程】

〔引入〕两天前同学们开展了“水果的催熟实验”的实践活动。现请同学展示实验结果并汇报交流。

〔投影〕实验Ⅰ：无色透明的塑料袋中放青色、未熟的水果（蔬菜），封好袋口。

实验Ⅱ：无色透明的塑料袋中放青色、未熟的水果（蔬菜）和熟的水果，封好袋口。

对出现的现象进行探究，为什么会产生这样的现象？（可以到网上查阅相关资料）课上展示交流。

〔学生〕实验Ⅰ和实验Ⅱ对比，从颜色上看发现实验Ⅱ中的青香蕉已由青变黄，而实验Ⅰ中的香蕉仍是青色。我们预习了课本知识并查阅了资料。推测实验Ⅱ中熟苹果会释放出一种物质催熟了青香蕉，这种物质和乙烯有关。

〔投影〕（课件显示）在Google里搜索“水果催熟”和“乙烯”关键词，查询结果显示约有29600项符合的词条。

〔设问〕乙烯是一种重要的化工原料，乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。下面我们一起来探究来自石油的基本化工原料——乙烯。将石蜡油在加强热的条件下会产生什么样的物质呢？

〔实验探究〕将浸透了石蜡油（17个碳原子以上的液态烷烃混合物）的石棉放置在硬质试管的底部，试管中加入碎瓷片，给碎瓷片加强热，石蜡油蒸气通过灼热的碎瓷片表面发生反应，将反应后生成的气体分别通过酸性高锰酸钾溶液和溴的CCl4溶液中，观察现象，思考并回答：

1.生成的气体中都是烷烃吗？

2.生成物具有的性质与烷烃有什么不同？

〔学生〕生成的气体能使高锰酸钾溶液紫红色褪为无色，也能使溴的CCl4溶液红棕色褪为无色。因为烷烃不具有此性质，所以生成的气体中不都是烷烃，含有与烷烃性质不同的物质。

〔投影〕（教师阐述）研究表明，石蜡油分解后的产物中含有烯烃和烷烃，烯烃分子中含有碳碳双键，乙烯是最简单的烯烃，也是烯烃的代表物。

〔设计意图〕通过情景创设布置学生实践活动（水果的催熟实验），从生活实际出发，寻找学生熟悉的素材组织教学，提高学生的教学参与度。给学生适当的动手实验、表达和交流机会。通过科学探究实验“石蜡油分解”，扩展认识，产生矛盾冲突，引导学生类比归纳。现象由性质决定，性质又由结构决定。回归到学生熟悉的规律理解中，得出烯烃中不同于烷烃的结构特征“碳碳双键”。整个设计是引发问题，归纳问题，实验探究。激发学生不断把问题的思考引向深入。

〔投影〕（想一想）请写出乙烷的电子式，然后设想从乙烷分子中每个碳原子上去掉一个氢原子后的电子式，分析其能否稳定存在？为什么？如何改变可稳定存在？

〔学生交流〕当乙烷中按上所述后书写的电子式不能稳定存在，因为碳原子未满8电子稳定结构，移动两个成单电子于两个碳原子中间即可达到稳定。

〔投影〕（列表）书写出乙烷和乙烯的电子式、结构式、结构简式、碳碳键的类型及分之内各原子的相对位置。通过比较分析得出两者在结构上的区别。

〔学生〕乙烷中是碳碳单键，分子中各原子不共平面；乙烯中是碳碳双键，分子结构发生变化。

〔投影〕（教师阐述）配合使用球棍模型，发现乙烯是共平面的分子结构，键角120°。

〔设计意图〕本块设计主要考虑学生已有的知识水平，寻找一个合理的切入点，学生能掌握电子式的书写。从乙烷到乙烯电子式的书写，目的是创设一个情境，让学生自然而然地层层递进认识。再利用球棍模型使其形象具体化，让学生对乙烯的分子结构深入理解。始终以学生为主体，考虑学生的认知水平，考虑学生的思维特点，注重学生思维能力的发展。

〔提问〕结构决定性质，下面我们继续学习乙烯的性质。现在给大家展示一瓶排水法收集的乙烯，请同学们归纳出乙烯的物理性质。

〔学生〕通常情况下，乙烯是无色稍有气味的气体，难溶于水，密度比空气略小。

〔实验探究〕点燃一瓶经验纯的乙烯，观察现象并分析化学性质，写出化学反应方程式。

〔学生〕乙烯具有可燃性，燃烧时火焰明亮，有少量黑烟生成。反应方程式为：

〔提问〕在该反应中元素化合价如何变化？乙烯发生了什么反应？

〔学生〕在反应中碳元素化合价升高，氧元素化合价降低，氢元素化合价不变。由此可知乙烯发生了氧化反应，被氧气氧化。

〔质问〕（联系甲烷的性质，把问题继续引向深入）我们已经知道甲烷不能被酸性高锰酸钾氧化，不能使其褪色。那么乙烯也是如此吗？

〔学生〕乙烯有不同于烷烃的结构，在石蜡油分解的实验中，烯烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色。我推测乙烯能被高锰酸钾氧化。

〔实验探究〕（改进教材实验，学生人人动手实验）投影出实验内容：

实验药品：乙烯气体，酸性KMnO4溶液

实验仪器：针筒，医用玻璃瓶

实验装置：如右图所示

实验步骤：

1.取液：用针筒吸取酸性KMnO4溶液3-4mL。

2.注液：①左手按住医用玻璃瓶（集有乙烯气体）的橡胶塞，右手持针筒下部，小心将针头插入瓶塞内；②推动活塞，将溶液注射入瓶内，取下针筒。

3.振荡。观察溶液颜色的变化。

4.实验完毕，将实验用品置于烧杯中放好。

思考并回答：1.实验现象？2.分析原因。3.如何鉴别甲烷和乙烯？

〔学生交流〕实验现象为酸性KMnO4溶液颜色由紫红色褪为无色，我们讨论交流分析原因是乙烯中特征结构“碳碳双键”易被KMnO4氧化。同时得出结论：乙烯有不同于烷烃的性质，利用这个反应可以鉴别甲烷和乙烯。

〔投影〕（资料信息）使离子相结合或原子相结合的作用力称为化学键。这种作用力可以用键能来表示，键能越大化学键越稳定，键能小则不稳定易断裂。已知碳碳单键的键能为348kJ/mol，碳碳双键的键能为615kJ/mol。由此可知碳碳双键的键能大于单倍碳碳单键键能，小于双倍碳碳单键的键能。

〔实验探究〕（改进教材实验，学生人人动手实验）投影出实验内容：

实验药品：乙烯气体，溴的CCl4溶液

实验仪器：针筒，医用玻璃瓶

实验装置：同上

实验步骤：

1.取液：用针筒吸取溴的CCl4溶液3-4mL。

2.注液：①左手按住医用玻璃瓶（集有乙烯气体）的橡胶塞，右手持针筒下部，小心将针头插入瓶塞内；②推动活塞，将溶液注射入瓶内，取下针筒。

3.振荡。观察溶液颜色的变化。

4.实验完毕，将实验用品置于烧杯中放好。

思考并回答：1.实验现象？2.分析原因。3.如何鉴别甲烷和乙烯？

〔学生交流〕实验现象为溴的CCl4溶液溶液颜色由红棕色褪为无色，我们结合资料信息，讨论交流分析原因是与烷烃进行比较，碳碳双键有一根键比较“脆弱”易断裂，发生了相关的化学反应。同时得出结论：该反应也可以用来甲烷和乙烯。

〔设计意图〕本块设计主要是改进教材实验为微型封闭实验。从根本上改变传统上“教师做实验-学生看实验，教师讲实验-学生背实验”的模式。改进后的实验药品用量少，装置封闭性好，污染少对环境友好，操作简便安全。易于实现人手一套仪器，方便人人动手，解决了学生动手机会少的问题。有利于提高学生的兴趣，增强动手能力和分析问题的能力，培养学生的创新思维和环保意识，形成科学探究的素养。

〔设计意图〕在课堂教学适当利用多媒体辅助教学，使复杂枯燥的化学问题简单化、形象化、具体化，能够剖析分子的内部结构，深化学生对这些抽象的分子结构的认识和理解。了解化学反应中断键和成键的实质，可使学生容易理解、记忆深刻。充分调动了学生学习的兴趣，能够主动地参与课堂教学。

〔教师〕乙烯与溴发生的反应是加成反应。它是指有机物分子中的不饱和的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应，是烯烃不同于烷烃的特征反应。

〔投影〕课堂小结（略）

〔课堂练习〕略

〔教后反思〕

1.熟悉教材，明确教学思路，把握教材编写思想是上好课的前提。我校使用的是人教版教材版本，但我还分别研读了苏教版、鲁科版教材。每个版本对教学内容的展示都有各自的特点。本节内容苏教版设计了“你知道吗、观察与思考、问题解决、交流讨论”等教学安排；鲁科版的“联想质疑、交流研讨、拓展视野”，包括人教版的“科学探究、学与问、实践活动、科学视野”等都体现了教材编写者的思想和教学要求。合理整合了各版本教材内容，确定本节课的教学思路。这堂市级公开课的专家点评也充分肯定研读不同教材，广泛查阅资料，对教材合理处理有利于提高教学效益，同时使得教学更有新意和创造性，发挥学生在教学过程中的主体和中心地位，真正成为学习的主人。

2.突出实验教学，提高学生科学探究能力充分体现新课程理念，积极引导学生自主探究。根据新课程标准的要求，以提高学生的科学素养为主旨，在课堂中学生应该是主体，让学生主动参与、亲身实践、自己探究。根据我校的实验条件和学生特点，在本节内容的教学过程中既有学生实践活动又有改进后的探究实验，有利于学生对有机物分子结构中官能团决定性质的关系进一步深化认识。提高了学生实验操作能力，培养了科学探究能力和合作精神。从教学反馈来看，学习效果好。

3.合理整合教学资源，教法得当 在教学过程中，整合了多种教学资源，除了实验这一化学学习的重要途径外，应用了多媒体技术辅助教学，优化了课堂教学，提高教学质量。采用探究式教学，设置的问题前后衔接过渡自然，难易度层层深入，不断在旧问题解决的基础上适时提出新问题来引导学生，解决新问题。较好地启发学生的思维，激发了学生的求知欲，培养了学生分析思考问题的能力及合作交流学习的能力。从课堂教学的实践看学生学习的积极性高，课堂教学目标达成率高，收到了预期效果。

［1］ 刘知新.化学教学论［M］.北京：高等教育出版社，2004：160

［2］ 人教社化学室.普通高中课程标准实验教科书化学2（必修）［M］.北京：人民教育出版社，2007

［3］ 杨兵.一次实验调演的启示［J］.化学教育，2009（4）

［4］ 许英慧.化学反应进行的方向［J］.化学教学，2008.10：18～21