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1、1 苯的教学设计宁县一中曹秀平一、教材分析：必修模块2 第三章有机化合物 ，是以典型有机物的学习为切入点，让学生在初中有机物常识的基础上， 能进一步从结构的角度，加深对有机物和有机化学的整体认识。选取的代表物都与生活联系密切，是学生每天都能看到的、听到的和摸到的，使学生感到熟悉、亲切，可以增加学习的兴趣与热情。必修模块的有机化学具有双重功能，一方面为满足公民基本科学素养的要求，提供有机化学中最基本的核心知识，使学生从熟悉的有机化合物入手，了解有机化学研究的对象、目的、内容和方法，认识到有机化学已经渗透到生活的各个方面，能用所学知识解释和说明一些常见的生活现象和物质用途；另一方面为进一步学习有机
2、化学的学生，打好最基本知识基础、帮助他们了解有机化学的概况和主要研究方法，激发他们深入学习的欲望。苯就是几种典型代表物之一，在高中化学教学中占有重要地位被列为必修内容。本节课主要介绍苯的物理性质、分子结构、化学性质，以及在生产、生活中的应用，从结构角度适当深化对学生苯的认识，建立有机物“ （组成）结构性质用途”的认识关系，使学生了解学习和研究有机物的一般方法，形成一定的分析和解决问题能力。苯分子结构中特殊的化学键决定了苯的化学性质。它是对中学阶段烃类成键知识以及性质的总结与拓展。 学好苯的知识对后续有机物的学习具有指导作用。通过这节课， 学生基本掌握了有机化学的学习方法，能利用物质的结构推断物
3、质的性质，利用物质的性质来推断物质的结构。 二、学生情况分析：高一学生已经具备了一定的逻辑推理能力、观察能力和实验操作能力。在学习苯的知识之前，学生已经学习过甲烷和烷烃、乙烯， 初步掌握了碳碳单键、碳碳双键的结构特征和特征反应。根据奥苏贝尔的有意义学习理论，这些知识就是学生学习新知识之前已经具备的“先行组织者”，苯有关知识的学习要以此为基础，注意新知识和“先行组织者”之间的联系。学生运用“先行组织者”对苯分子的结构进行推测，继而根据分子结构推测苯的化学性质。 三、具体教学目标：知识与技能目标：能例举苯的主要物理性质（颜色、状态、熔点、沸点）；掌握苯的分子结构并能够描述其结构特征；通过苯与溴、浓
4、硝酸等反应，掌握苯能燃烧、易取代、难加成的化学性质。过程与方法目标：通过对苯分子组成及结构、性质的探究加强观察、归纳、 推理等方法及技能的训练，进一步认识研究有机物的一般过程和方法；以苯为例， 论证物质结构决定性质、性质反映结构的辨证关系；参与苯分子结构的探究过程，了解科学探究的基本过程，发展探究能力。情感态度与价值观目标：明显地表现出科学解释必须与实验证据、自然观察相一致的实证精神；能从历史的角度理解科学家们提出的理论在当时具有的意义，从而理解科学的本质；体会想象力和创造力在科学研究中的重要意义；认识技术的更新对科学发展的推动作用。 四、教学重点与难点：教学重点： 引导学生以假说的方法研究苯
5、的结构，掌握苯的化学性质。教学难点： 苯分子的结构特点和苯的化学性质教学方法： 以化学史为载体的科学探究法 五、教学理念与教学方式：2003 年 4 月颁布的普通高中化学课程标准中提出“从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际2 出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系”这一理念，要求课堂教学要贴近生活、贴近社会，使学生学习“有用的化学”，可以激发学生学习化学的兴趣。根据建构主义的基本理论和教学设计思想，依据以学生为中心的教学设计原则，在构建学生的学习环境时，采用的是“抛锚式教学”。本节课沿着历史的发展脉络设置了八个学习任务，将一个完整的发现苯、认识苯的过程展现在学生的面前，运用引导探究的学
6、习方式使学生亲历“苯的发现之旅” ，体会科学研究的过程和乐趣，训练科学方法。本课采用化学史和科学探究相结合的教学方式，把演示实验、 探究实验、 苯分子结构假说的提出和证实（或发展）串联起来，按科学发现基本过程的顺序设计教学程序。从发展学生自主性、创新性的角度出发，先启发学生自己写出C6H6可能的链烃结构简式,然后设计实验否定苯具有链式结构，从而发现并明确问题。再通过介绍凯库勒等科学家的研究工作，从运用假说的角度让学生认识并体验科学探索的基本过程。 六、教学信息技术依据心理学知识，人类获取的信息80%来源于视觉，多种感觉协调运用时，获取的信息量就更大。因此本节课采用多媒体幻灯片与板书结合的呈现方
7、式增强信息刺激力度，调动学生运用多种感官，尽可能多地获取有效信息。教具： 苯分子结构模型、投影仪、多媒体课件、相关实验装置及其药品。 七、教学过程设计1创设情境你知道制鞋业粘合剂的主要成分是什么？据新闻报道，南方某鞋厂的打工妹由于过多地接触这种物质而染上了严重的皮肤病。投影： 有人说我笨，其实我不笨，脱去草帽换竹笠，化工生产逞英豪。（设计意图） 通过一个具有现实意义的问题将学生引入新的学习课题，引用新闻报道和谜语创设情境、导入新课，能极大地激发学生的学习兴趣和学习需要，启动学生意义建构。谜底揭晓后，自然引出本节课的课题苯。2 确定问题学生想知道该物质是怎样被发现的？其结构如何？可能具有哪些性质
8、？这正是人们认识新事物的一般规律。让学生在学习知识的同时逐步体会并学会这种认识事物的步骤和方式。学习任务1：通过阅读教师提供的材料，了解苯的发现过程。学习活动：阅读下列材料。阅读材料：（由大屏幕展示历史背景）19 世纪初，英国和其他欧洲国家一样，城市的照明已普遍使用煤气。当时伦敦为了生产照明用的气体（也称煤气），通常用鲸鱼和鳕鱼的油滴到已经加温的炉子里以产生煤气，然后再将这种气体加压到13 个大气压，储存在容器中备用。在加压的过程中产生了一种副产品油状液体。1825 年，英国科学家法拉第(Michael Faraday，1791 1867 ) 首次发现苯。他将制备煤气后剩余的油状液体蒸馏，在
9、80左右时分离得到了一种新的液体物质“氢的重碳化合物” 。这项工作持续了五年。1834 年，德国科学家米希尔里希( E. F. Mitscherlich ，1816 1856) 用化学方法通过蒸馏苯甲酸和石灰的混合物制得了该液体物质，并命名为苯。 设计意图 继续激发学生的兴趣，让学生踏上“苯的发现之旅”，融入课堂学习之中。学习任务2：通过阅读材料、对苯试剂的实物观察和分组实验，归纳总结苯的主要物理性质学习活动1：通过回顾上述材料中科学家对苯的描述以及观察苯试剂，总结苯的颜色、状态、沸点等物理性质。学习活动2：分组实验、观察将苯与水混合，总结出苯的密度和水溶性。学习活动3：学生归纳、总结苯的物理
10、性质并进行小组交流。（设计意图） 从上述的阅读材料中，学生已经对苯有了初步的认识，可以自己总结出苯的物理性质。3 教师设计、 补充将苯与水混合的分组实验，可以帮助学生长久记忆一些性质（苯不溶于水， 苯的密度比水小） 。学习任务3：根据教师提供的信息，确定苯分子的组成；观察苯在空气中燃烧的现象，并与甲烷、乙烯比较。学习活动1：阅读教师提供的材料，推断、确定苯分子的组成。材料：法国化学家日拉尔( C. F. Gerhardt )等人确定了该液体物质的相对分子质量和分子式。苯是一种烃，其密度是同温同压下氢气密度的39 倍，苯可以在空气中燃烧，1mol 苯燃烧产生3mol 的水和 6mol 的二氧化碳
11、。求该烃的相对分子质量和分子式。学习活动2：预测苯在空气中燃烧的现象，并与甲烷和乙烯的燃烧作比较。学习活动3：观看演示实验：苯在空气中燃烧。 设计意图 从认识的一般过程来看，认识表观的性质 （物理性质） 之后就要运用化学技术和手段进入物质的内部，认识物质的结构特征。选择 “相对分子质量分子组成分子结构”这样的顺序， 让学生进一步体会研究有机物的一般过程，为后续有机物的学习打下基础。甲烷、 乙烯和苯分子中的碳、氢原子个数比例不同，因此燃烧现象不同，将新知识与已有知识的对比，更有利于学生内化学习。3. 自主学习学习任务4：学生自由探究苯分子的可能结构，并通过分组实验初步筛选出合适的结构。学习活动1
12、：引导学生填写表格，回忆已学过的知识。烷烃烯烃代表物质结构特征特征反应学习活动2：尝试写出分子式为C6H6的可能分子结构，并将结果展示出来。学习活动3：展示学生书写的苯分子结构，观察并小组交流，对结构特征进行分析。展示：CHCCH2CH2 CCH CH2CCHCHCCH2CH2CH CHCHCCH CH3CC C CCH3 学习活动4：学生设计实验探究苯分子的结构，筛选出合适的结构。探究实验设计：a 苯与酸性高锰酸钾溶液混合b 苯与溴水的混合（引导分析萃取现象）c 苯与溴的四氯化碳溶液混合设计意图 学生在确定苯分子的组成后，就纷纷猜想苯分子的结构。学生凭借甲烷、乙烯的知识和经验，经过知识的同化
13、与迁移，发挥丰富的想象力，写出多种链式结构，全部含有碳碳双键或碳碳叁键。苯分子的结构究竟是怎样的？此时老师有意识地引起学生的思维矛盾，引导学生设计简单的实验来验证上述结构：用溴水和酸性高锰酸钾溶液来检验。实验结果否定了学生原来的所有假设。学生又面临着一个新的矛盾，当前学内容与原有知识和经验不平衡，需要对原有知识和经验进行改造重组。为此，学生积极思考，展开讨论和争论，并试图为解决问题提出种种方案。学习任务5：教师的引导下定向探究苯分子的结构学习活动1：根据教师提供的信息，继续推测苯分子的结构信息 1：科学家们做了许多有关苯的性质实验，试图从性质出发推导出苯的结构，其中有这样两个实验引起了科学家们
14、的注意：1mol 苯在一定条件下可以与3mol 氢气发生加成反应生成环己烷：C6H6+3H2C6H12；苯与液溴在铁粉存在时发生取代反应：C6H6+Br2C6H5Br+HBr ，并且苯的一溴取4 代物只有一种结构。学习活动2：根据教师提供的科学家解决问题的探索过程、实验事实等信息，正确认识凯库勒提出的苯的单双键交替结构。信息 2：凯库勒的苯分子结构学说1866 年，凯库勒 (F. A. Kelule) 提出关于苯的两个假说：苯的六个碳原子形成平面六角闭链；各 碳原子间存在着单双键的交替形式。凯库勒发现苯分子具有环状结构的经过，带有传奇般的色彩：他受到了梦的启发。但这主要得益于他的建筑学造诣和丰
15、富的空间想象力；得益于他勤奋钻研的品质和执著追求的科学态度。但是，这个假说只受“苯的一溴代物只有一种”事实支持，而不能解释另两个事实：苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色；苯的邻位二取代物没有同分异构体。于是，凯库勒在1872 年又提出互变振动假说来补充说明自己的观点。电脑模拟： 互变振动假说学习活动3：根据键长的数据进一步评价凯库勒的假说。信息：烃分子中碳碳键的键长共价键苯分子中碳碳键碳碳单键碳碳双键键长 /pm 140 154 133 设计意图 以探究为手段再现人类科学知识形成历程的片断，使科学家的发现与学生的发现融为一体； 让学生逐步领悟自然科学的探究方法，当利用已有知识和经验不能解释某种事实时
16、，可以大胆进行猜测、提出假说。假说只有被实验或现代科技手段测得的数据所证实时，才能成为理论， 当因为新的事实出现而暴露出缺陷，理论再被修正和发展。学生从中感悟到科学结论是相对真理，随时准备接受实践的检验。 一个科学问题的解决引发另一个科学问题的产生，这是科学发展的必然，也应该是教学成功的必然。讲述化学家的轶事趣闻，激起学生的联想和好奇心之后，适时地明确指出向化学家学习他们的高尚品德，澄清某些背离科学精神的错觉。学习任务6：感受技术手段的更新推动了科学的发展学习活动：观看信息和图片，准确理解苯分子的结构信息 1：1935 年，科学家詹斯用X 射线衍射证实了苯分子结构是平面正六角形，再次说明假说能够反映客观事实。虽然苯分子中没有交替存在的单、双键，但苯分子中的碳碳键是介于单、双键之间的一种独特的键，其结构简式为：展示模型和图片：苯的比例模型和球棍模型苯分子电子云照片用电子显微镜拍摄的苯分子照片聚苯胺彩色的扫描隧道显微镜图像（中国科学院化学所的科学家们运用纳米技术
