一堂“方法与价值观”教育的精彩课例
——以苯的教学设计与对话为例

2015-09-22 02:51张文杰陈海荣
化学教与学 2015年10期
关键词:库勒陈老师张老师

张文杰 陈海荣

(江阴市山观高级中学 江苏 江阴 214437)

一堂“方法与价值观”教育的精彩课例
——以苯的教学设计与对话为例

张文杰陈海荣

(江阴市山观高级中学江苏江阴214437)

知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观是教育目标的三个方面。文章以苯的课堂教学设计为例,采用师师对话的模式,说明把方法、价值观教育与知识与技能整合在一起,阐述方法与价值观教育在教学中的巧妙设计,润物无声。

过程与方法;情感态度与价值观;苯

知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观是教育教学过程中应该达到的三个目标维度。在教学设计中,人们更容易关注知识与技能的传授,方法与价值观的教育容易缩水。三维目标在一节优秀的课堂教学中是相辅相成的,在教学设计中不能顾此失彼,而应做到最佳整合。

“苯”是在学习过烷烃和烯烃的基础上学习的,它有饱和烃与不饱和烃的性质,但又存在明显差异,是新的一类烃的代表。苯在工业生产中是一种重要的原料,“苯”的学习,不仅能让学生感受到“化学服务于生活”,而且使烃的知识得到完善和延伸,也是培养学生逻辑思维能力、观察能力、动手、动脑能力的重要内容。

古希腊生物家普罗塔戈说过这样一句话:“头脑不是一个要被填满的容器,而是一把需被点燃的火把。”好的教学设计就是引燃这支火把的火种。

一、情境引入——苯的发现

19世纪欧洲许多国家都使用煤气照明,煤气通常是压缩在桶里贮运的,人们发现这种桶里总会剩有一种油状液体,但长时间无人问津。英国化学家法拉第对之产生了兴趣,他花了整整五年时间提取这种液体,用蒸馏的方法在80℃左右将这种油状液体进行分离,这种物质就是苯。

张老师:“陈老师,在这短短的几句话中,承载了很多信息啊。有欧洲的照明史,有煤气的储存,有科学家法拉第,科学家的研究精神,有苯的物理性质和分离方法等。”

陈老师:“理科的教学语言就应该言简意赅。在引入中,不仅要告诉学生苯的发现和来源,更重要的是向同学们传达一种科学家的精神——关注常人视而不见的东西,并且能够持之以恒地研究。这种精神最值得传承下去。正是法拉第的贡献,我们才能进一步认识苯,研究苯。”

Michael Faraday(1791-1867)

二、初步认识苯——看、闻、验、查

陶行知说过:“行是知之始,知是行之成。”用亲身感受代替死背教科书是学生认知行为的最大提升。人们认知物质的直观方法就是感官,把经验转化为知识。看到颜色和状态;闻到气味;检验到溶解性和密度;查资料可以拓宽认知面。一瓶苯放到实验桌上,学生去亲历亲为,获得最直观的信息。

张老师:“一节实验课要花很长的时间准备,但是看到同学们的学习热情,还是很值得的。”

陈老师:“是啊,教师就应该为学生创造条件体验,提供机会探究。克服教师一言堂。通过体验学习,也无言地告诉了学生认知的科学方法,而不是一味地盲从他人或教科书。”

张老师:“在比较苯和水的密度大小时,您还让学生想方法鉴定苯在上层还是下层,而不是简单地告诉学生上层是苯,当然细心观察的同学能注意到苯滴入水中是浮在上层的。”

陈老师:“一个小问题也能调动学生的思维活性。学生再往试管中加水,发现下层的水面升高了,说明苯的密度比水小,在上层。学生通过动手实验独立解决问题,会体验到很大的成就感。”

张老师:“关于资料的查阅,你做的百度截图很清晰。这块知识完成后,您还让学生自己做了归纳与提炼,不担心浪费时间吗?”

陈老师:“课前学生时间和条件都受到限制,不然让学生亲自去查就好了。在这里,我代劳了,主要想让他们知道,查资料也是一种重要的学习方法。随着信息化的飞速发展,利用网络查资料会更便捷。像百度文库和百度百科对我们老师的教学都特有帮助。另外,归纳与总结是学生认识物质、增强记忆的高效方法。”

三、探求苯的分子式

法拉第发现了苯,并且做了提取。法国科学家日拉尔等人通过实验发现苯仅有碳、氢两种元素组成,其中碳元素的质量分数为92.3%,氢元素的质量分数为7.7%,苯蒸气的密度为相同条件下氢气的39倍。你能通过计算确定苯的分子式吗?

张老师:“陈老师,教材中已经把苯的分子式告诉了学生,您为什么又提供数据让学生计算呢?”

陈老师:“从物质的组成确定物质的化学式是化学研究中重要的一步。教师提供数据,让学生去计算,去分析,增强计算能力。确定了苯的分子式,也为后面苯的结构和化学性质的研究打下了基础。我们要做的就是要善于抓住机会,点燃学生思维的火花。”

四、初探苯的化学性质

作为一种由碳氢两种元素组成的有机物,苯具备怎样的化学性质呢?“可燃性。”学生会毫不犹豫地回答。燃烧的现象又如何呢?还有的同学提出了苯与酸性高锰酸钾容易反应,也有的同学提出了苯与溴水反应。

张老师:“很多课例在得到苯的分子式后,就来研究苯的结构,是否含有双键或叁键等不饱和键。您怎么想到要初探苯的化学性质呢?”

陈老师:“得出了苯的分子式后,初探苯的化学性质,主要目的是为了分散教学难点。苯的可燃性是显而易见的,但是燃烧的现象就需要学生思考了,原因与含碳量有关。在这里,我是先让学生利用所学知识猜想燃烧现象,再通过实验验证,这也是探究性教学的基本做法。在初探化学性质时,学生很容易受到烯烃化学性质的影响。我们组织学生用酸性高锰酸钾和溴水两个实验来对猜想验证,这也为后面的探究苯的结构奠定思维基础。总体来说,就是运用了猜想加验证的学习方法。如果直接根据苯中所缺少的氢原子的个数来推测苯的结构,这对于我的学生而言是有难度的,不符合学情。”

五、苯分子C6H6的可能结构

根据苯分子中碳原子与氢原子的个数比和实验事实,教师引导学生分析苯分子的可能结构。

陈老师:“直接将苯分子的可能结构给学生,能够降低学生的思维负担,因此,我们备课时还要备学情,不能为了思考而思考,超越学生思维的思考也没有意义。在可能结构中,我们要引导学生利用所学知识和实验现象来分析排除,逐步来建构学生的正确认知。”

张老师:“是啊,排除了四种不可能的结构后,我观察到学生渴望知道苯结构的表情越来越明显。您的设计还是非常符合学生的认知规律的。”

在学生的期待心情中,教师又推出了一位大师——凯库勒。他曾经渴求探索苯的结构,并且还出现了因梦而成的佳话。

德国化学家凯库勒

凯库勒梦境示意图

苯的凯库勒式

苯的凯库勒结构简式

凯库勒说过:“我们应该会做梦!那么我们就可以发现真理,但不要在清醒的理智检验之前,就宣布我们的梦!”这又是大师思想的真谛。凯库勒苯环结构的有关观点:①6个碳原子构成平面六边形环;②每个碳原子均连接一个氢原子;③环内碳碳键以单双键交替。但是,如果是单双键交替的话,那么,在前面的实验中,为什么不能和溴水加成呢?为什么不能使酸性高锰酸钾溶液褪色呢?科学证明:苯只有一种碳碳键长,并且苯的邻位二卤代物只有一种结构。大师的结论也有问题吗?

陈老师:“教给学生学会质疑,也是教学的一项任务。不盲从、敢质疑、会思考是推动认知的原动力。”

美国化学家鲍林根据前人的经验和自己的实验结果得出了苯的模型。

苯的鲍林模型

苯的鲍林式结构简式

苯的比例模型

至此,苯环的结构特点归纳如下:①平面正六边形,分子中的六个碳原子和六个氢原子均在同一平面;②各个键角都是120°;③苯分子中碳碳键的键长为1.40×10-10m,介于单键(1.54×10-10m)和双键(1.33×10-10m)之间。人类对于苯的结构认识就更加的完善:苯环内是介于单键与双键之间的特殊共价键,而不是单双键交替的结构。由于对凯库勒的纪念,凯库勒结构简式可以继续使用。

六、再探苯的化学性质

苯的硝化反应装置图

苯的微观结构已经探究清楚。根据苯的结构特点可以猜想苯的化学性质——取代和加成。苯的取代和加成是否和烷烃与烯烃的相同呢?就进入了下一步的实验探究。有苯的溴代、苯的硝化反应和苯与氢气加成反应。

张老师:“苯的结构明确后,再探究苯的化学性质,可谓水到渠成。”

陈老师:“这一块知识是本课题的重点也是难点,在前面的教学中排除了苯不具有的性质,也就明确了苯与烷烃和烯烃的性质差异。苯的取代反应中溴代和硝化反应是比较有代表性的实验,因此要重点探究。由于液溴的特殊性质,在溴代反应中,我采用了视频辅助教学。苯硝化反应的实验中含有了一些学生以前没有接触过的元素,重点采用了分组探究学习。本实验中采用了水浴加热,兼具冷凝回流作用的长导管等,都应让学生体验观察。化学学科的特点就是以实验为基础,实验教学不能打折扣,尽量创造条件让学生体验。”

张老师:“在实验过程中,我看到学生能够做到井井有条,忙而不乱,相互配合。”

陈老师:“是的,这也是平时教学中给学生多加练习的结果。一堂课,老师付出的越多,学生收获的也就越多,尤其是知识以外的东西。”

七、了解苯的重要应用

陈老师:“研究物质的目的是为了应用。作为系统研究物质的一个完整流程,苯的应用也应该全面介绍,这也是“STS”教学的要求,也能激发学生的学习热情。性质决定用途也是重要的化学思想。”

八、结束语

张老师:“陈老师,本节课的教学设计的确是处处有匠心。尤其是在过程与方法,情感态度与价值观方面倾注了智慧,给人的感觉是润物细无声啊。”

陈老师:“授之以鱼不如授之以渔,在新课程改革中,我们更应该关注方法与价值观的教育,说实话,这也是当前很多中学生缺乏的。”

[1]王祖浩.高中化学教学参考书:化学必修2[M].南京:江苏教育出版社,2007

[2]王祖浩.普通高中课程标准实验教科书·化学必修1[M].南京:江苏教育出版社,2014:55

[3]王朝银.步步高学案导学设计·苏教版化学必修1[M].哈尔滨:黑龙江教育出版社,2013:91

1008-0546(2015)10-0070-03

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.024

猜你喜欢
库勒陈老师张老师
图的覆盖数与分子的凯库勒结构
张老师喝茶
小陈老师来上课
我们的“开心果”
把人物写得生动活泼吧
亏本买卖赚大钱
“认字”大师
凯库勒:有机化学里的“建筑师”