婁心媛 陳 未

(江蘇省溧水高級中學(xué) 211200)

1 問題的提出

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中對于“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)的描述是通過分析、推理等方法認(rèn)識研究對象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立認(rèn)知模型，并能運用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)規(guī)律.乙烯是最簡單的不飽和烴，建立好正確的模型后為后面學(xué)習(xí)苯等奠定了基礎(chǔ).通過對乙烯進行深度學(xué)習(xí)，進一步強化了化學(xué)中物質(zhì)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”的觀念，培養(yǎng)學(xué)生形成“宏-微-符”的思維方式，建立模型和證據(jù)推理的化學(xué)核心素養(yǎng).

2 教學(xué)過程實錄

教學(xué)環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設(shè)情境，初識乙烯

引入：播放微視頻-專家介紹乙烯的催熟作用以及身邊的聚乙烯產(chǎn)品.

教師活動：了解了乙烯的生活用途后，帶領(lǐng)學(xué)生觀看“揚子石化”的宣傳片—乙烯來源于石油，是一種重要的化工原料.隨后，展示一瓶收集好的乙烯，讓學(xué)生觀察，并請學(xué)生代表進行操作驗證.

學(xué)生活動：學(xué)生歸納總結(jié)乙烯的物理性質(zhì)(顏色、氣味，加水驗證溶解性等).

設(shè)計意圖：基于生活中乙烯的用途，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生感受到化學(xué)源于生活，又服務(wù)于生活.揚子石化就坐落在南京，是著名化工企業(yè)，而乙烯又代表了一個國家的石油化工水平，立足化工生產(chǎn)國情，喚起學(xué)生的愛國情和責(zé)任感.

教學(xué)環(huán)節(jié)二：建模乙烯，實驗驗證

教師活動：帶領(lǐng)大家回顧前面學(xué)習(xí)的甲烷的化學(xué)性質(zhì).

學(xué)生活動：甲烷化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，不與強酸、強堿、強氧化劑如高錳酸鉀反應(yīng)，能燃燒，可初步推測乙烯能燃燒，不與高錳酸鉀反應(yīng)，結(jié)合資料卡片,猜測乙烯可與溴水發(fā)生了反應(yīng).

資料卡片1：①乙烯為易燃化學(xué)品，置于良好通風(fēng)處保存，并遠離火源.②水果采摘后會有大量乙烯產(chǎn)生，容易加快水果腐爛.果農(nóng)用如下方法保鮮水果：在水果箱中放入經(jīng)飽和高錳酸鉀水溶液浸過的磚塊或蛭石，密封保存，能延長水果的保質(zhì)期.③二溴乙烷(CH2Br-CH2Br)用作脂肪、油、樹脂等的溶劑，谷物和水果等殺菌劑、木材的殺蟲劑等.由乙烯與溴等量反應(yīng)制得.

學(xué)生活動：學(xué)生對比甲烷性質(zhì)并閱讀資料卡片，推測乙烯可能具有的化學(xué)性質(zhì)：①燃燒產(chǎn)生淡藍色火焰；②不與高錳酸鉀反應(yīng)；③使溴水褪色，并與乙烷作對比.

師生合作演示實驗，通過投屏展示給全班學(xué)生，學(xué)生完成表1.對比發(fā)現(xiàn)實驗1和2的實驗現(xiàn)象與預(yù)測的并不符合，實驗1乙烯燃燒有黑煙，是因為含碳量高，燃燒不充分；至于為什么能使高錳酸鉀溶液和溴水褪色，可能與乙烯的結(jié)構(gòu)有關(guān).

表1

設(shè)計意圖：學(xué)生結(jié)合已有的烷烴知識以及提取資料信息大膽的預(yù)測乙烯的化學(xué)性質(zhì)，通過客觀的實驗現(xiàn)象，形成了認(rèn)知沖突，激發(fā)了學(xué)生的求知欲，強化了有機物中結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的重要性，為下面探究乙烯的結(jié)構(gòu)作鋪墊.

教學(xué)環(huán)節(jié)三：分工合作，搭建乙烯

教師活動：利用碳價層電子4和氫價層電子1的理論事實，給出提示：價層電子對互斥理論，利用工具箱中的橡皮泥小球和棍子來搭建乙烷(C2H6)和乙烯(C2H4)的球棍模型，進行對比，并寫出乙烷和乙烯的分子式、電子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式以及空間構(gòu)型.

學(xué)生活動：小組分工合作，搭建模型，書寫表2.

表2

通過構(gòu)建實物模型(如圖1所示)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)與乙烷不同的是：乙烯是平面型結(jié)構(gòu)；存在著一個碳碳雙鍵，碳碳雙鍵的存在使得乙烯能夠使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色.因此，可以利用酸性高錳酸鉀溶液和溴水來鑒別乙烯和乙烷.

圖1

設(shè)計意圖：用實物模型將微觀物質(zhì)宏觀化，囿于思維限制，學(xué)生很難一下子搭出乙烯的模型.教師引導(dǎo)學(xué)生從熟悉的乙烷去入手,每個碳失去兩個氫原子后各有一個電子，又形成了一對共用電子對.整個探究過程中，學(xué)生興致高昂，積極主動參與到模型搭建中來，在歡快的氛圍中完成知識的建構(gòu).

教學(xué)環(huán)節(jié)四：證據(jù)推理，完善模型

教師活動：已知乙烯與酸性KMnO4溶液反應(yīng)，生成CO2和H2O，標(biāo)出反應(yīng)前后碳元素的化合價，分析乙烯使酸性KMnO4溶液褪色的本質(zhì)是發(fā)生了什么類型的反應(yīng)？

學(xué)生活動：乙烯中碳-2價變?yōu)槎趸贾械?4價，化合價升高，發(fā)生了還原反應(yīng)，酸性KMnO4是強氧化劑，所以乙烯使酸性KMnO4溶液褪色的本質(zhì)是發(fā)生了氧化還原反應(yīng).

教師活動：那么溴水為什么會褪色呢？請結(jié)合資料卡片分析，乙烯與溴反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？對比乙烯和產(chǎn)物的球棍模型，找出兩者區(qū)別.

學(xué)生活動：由資料卡片1可得：乙烯與溴水反應(yīng)生成了1，2-二溴乙烷.對比乙烯和1，2-二溴乙烷的球棍模型，得出乙烯中的碳碳雙鍵變成碳碳單鍵，兩個溴原子分別加在了兩個碳上.

教師活動：乙烯中的碳碳雙鍵為什么變成了碳碳單鍵呢？反應(yīng)又是如何發(fā)生的，嘗試著用球棍模型把這個反應(yīng)演示出來，并寫出對應(yīng)的化學(xué)方程式.播放乙烯與溴加成的微觀動畫.

資料卡片2：見表3

表3

學(xué)生活動：觀看動畫，得出乙烯使溴水褪色是因為乙烯的碳碳雙鍵不穩(wěn)定，雙鍵中的一根鍵易斷裂，溴分子中的溴溴單鍵斷裂，兩個溴原子分別加到斷鍵的兩個碳原子上形成了1，2-二溴乙烷.

1，2-二溴乙烷

教師活動：引出加成反應(yīng)的定義.有機物分子中的不飽和鍵(雙鍵或三鍵)兩端的碳原子與其他原子或原子團直接結(jié)合生成新的化合物的反應(yīng)叫做加成反應(yīng).

設(shè)計意圖：通過以往教學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)生對乙烯使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色的原因易混淆.這里一開始引領(lǐng)學(xué)生運用舊知，分析乙烯使高錳酸鉀褪色是因為氧化還原反應(yīng)；再提示資料卡片中乙烯與溴反應(yīng)是生成1，2-二溴乙烷，讓學(xué)生利用手中工具探索形成過程，得出褪色是因為雙鍵中的一根鍵斷裂而發(fā)生的加成反應(yīng)，更有利于學(xué)生參與到課堂中來，并利用多媒體輔助教學(xué)，使抽象枯燥的分子結(jié)構(gòu)更加形象化，學(xué)生更易于理解接受，有效地突破本節(jié)課的重難點.

教學(xué)環(huán)節(jié)五：模型遷移，事實評價

教師活動：一定條件下，乙烯還能和H2、HCl、H2O 發(fā)生加成反應(yīng)，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式.(提示：可借助模型完成.)

學(xué)生活動：搭建模型并完成化學(xué)方程式書寫.

CH3CH2OH(乙醇)

這些生活實例，你會解釋嗎？南方產(chǎn)的水果，多數(shù)在未成熟時采摘下來，運到北方后，向庫房中充入少量乙烯再銷售；反之，為了延長果實和花朵的壽命，方便遠距離運輸，人們在裝有果實或花朵的密閉容器中放置浸泡過高錳酸鉀溶液的硅土，用來吸收花朵或水果中產(chǎn)生的乙烯.

這些生活現(xiàn)象進一步讓學(xué)生對乙烯有了更深的了解.

設(shè)計意圖：學(xué)會模型遷移，舉一反三.

教師活動：介紹乙烯的用途并對乙烯知識點進行總結(jié).