苯的教學(xué)設(shè)計

《苯》的教學(xué)設(shè)計5號湯春愛江門市新會實驗中學(xué)一、教材分析：必修模塊2第三章《有機(jī)化合物》，是以典型有機(jī)物的學(xué)習(xí)為切入點，讓學(xué)生在初中有機(jī)物常識的基礎(chǔ)上，能進(jìn)一步從結(jié)構(gòu)的角度，加深對有機(jī)物和有機(jī)化學(xué)的整體認(rèn)識。選取的代表物都與生活聯(lián)系密切，是學(xué)生每天都能看到的、聽到的和摸到的，使學(xué)生感到熟悉、親切，可以增加學(xué)習(xí)的興趣與熱情。必修模塊的有機(jī)化學(xué)具有雙重功能，一方面為滿足公民基本科學(xué)素養(yǎng)的要求，提供有機(jī)化學(xué)中最基本的核心知識，使學(xué)生從熟悉的有機(jī)化合物入手，了解有機(jī)化學(xué)研究的對象、目的、內(nèi)容和方法，認(rèn)識到有機(jī)化學(xué)已經(jīng)滲透到生活的各個方面，能用所學(xué)知識解釋和說明一些常見的生活現(xiàn)象和物質(zhì)用途；另一方面為進(jìn)一步學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的學(xué)生，打好最基本知識基礎(chǔ)、幫助他們了解有機(jī)化學(xué)的概況和主要研究方法，激發(fā)他們深入學(xué)習(xí)的欲望。苯就是幾種典型代表物之一，在高中化學(xué)教學(xué)中占有重要地位——被列為必修內(nèi)容。本節(jié)課主要介紹苯的物理性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)，以及在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，從結(jié)構(gòu)角度適當(dāng)深化對學(xué)生苯的認(rèn)識，建立有機(jī)物“（組成）結(jié)構(gòu)——性質(zhì)——用途”的認(rèn)識關(guān)系，使學(xué)生了解學(xué)習(xí)和研究有機(jī)物的一般方法，形成一定的分析和解決問題能力。苯分子結(jié)構(gòu)中特殊的化學(xué)鍵決定了苯的化學(xué)性質(zhì)。它是對中學(xué)階段烴類成鍵知識以及性質(zhì)的總結(jié)與拓展。學(xué)好苯的知識對后續(xù)有機(jī)物的學(xué)習(xí)具有指導(dǎo)作用。通過這節(jié)課，學(xué)生基本掌握了有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)方法，能利用物質(zhì)的結(jié)構(gòu)推斷物質(zhì)的性質(zhì)，利用物質(zhì)的性質(zhì)來推斷物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。二、學(xué)生分析：高一學(xué)生已經(jīng)具備了一定的邏輯推理能力、觀察能力和實驗操作能力。在學(xué)習(xí)苯的知識之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過甲烷和烷烴、乙烯，初步掌握了碳碳單鍵、碳碳雙鍵的結(jié)構(gòu)特征和特征反應(yīng)。根據(jù)奧蘇貝爾的有意義學(xué)習(xí)理論，這些知識就是學(xué)生學(xué)習(xí)新知識之前已經(jīng)具備的“先行組織者”，苯有關(guān)知識的學(xué)習(xí)要以此為基礎(chǔ)，注意新知識和“先行組織者”之間的聯(lián)系。學(xué)生運用“先行組織者”對苯分子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行推測，繼而根據(jù)分子結(jié)構(gòu)推測苯的化學(xué)性質(zhì)。三、教學(xué)目標(biāo)：知識與技能目標(biāo)：能例舉苯的主要物理性質(zhì)（顏色、狀態(tài)、熔點、沸點）；掌握苯的分子結(jié)構(gòu)并能夠描述其結(jié)構(gòu)特征；通過苯與溴、濃硝酸等反應(yīng)，掌握苯能燃燒、易取代、難加成的化學(xué)性質(zhì)。過程與方法目標(biāo)：通過對苯分子組成及結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的探究加強(qiáng)觀察、歸納、推理等方法及技能的訓(xùn)練，進(jìn)一步認(rèn)識研究有機(jī)物的一般過程和方法；以苯為例，論證物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)的辨證關(guān)系；參與苯分子結(jié)構(gòu)的探究過程，了解科學(xué)探究的基本過程，發(fā)展探究能力。情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：明顯地表現(xiàn)出科學(xué)解釋必須與實驗證據(jù)、自然觀察相一致的實證精神；能從歷史的角度理解科學(xué)家們提出的理論在當(dāng)時具有的意義，從而理解科學(xué)的本質(zhì)；體會想象力和創(chuàng)造力在科學(xué)研究中的重要意義；認(rèn)識技術(shù)的更新對科學(xué)發(fā)展的推動作用。四、教學(xué)重點與難點：教學(xué)重點：引導(dǎo)學(xué)生以假說的方法研究苯的結(jié)構(gòu)，掌握苯的化學(xué)性質(zhì)。教學(xué)難點：苯分子的結(jié)構(gòu)特點和苯的化學(xué)性質(zhì)教學(xué)方法：以化學(xué)史為載體的科學(xué)探究法五、教學(xué)理念與教學(xué)方式：2022年4月頒布的普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中提出“從學(xué)生已有的經(jīng)驗和將要經(jīng)歷的社會生活實際出發(fā)，幫助學(xué)生認(rèn)識化學(xué)與人類生活的密切關(guān)系”這一理念，要求課堂教學(xué)要貼近生活、貼近社會，使學(xué)生學(xué)習(xí)“有用的化學(xué)”，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。根據(jù)建構(gòu)主義的基本理論和教學(xué)設(shè)計思想，依據(jù)以學(xué)生為中心的教學(xué)設(shè)計原則，在構(gòu)建學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境時，采用的是“拋錨式教學(xué)”。本節(jié)課沿著歷史的發(fā)展脈絡(luò)設(shè)置了八個學(xué)習(xí)任務(wù)，將一個完整的發(fā)現(xiàn)苯、認(rèn)識苯的過程展現(xiàn)在學(xué)生的面前，運用引導(dǎo)探究的學(xué)習(xí)方式使學(xué)生親歷“苯的發(fā)現(xiàn)之旅”，體會科學(xué)研究的過程和樂趣，訓(xùn)練科學(xué)方法。本課采用化學(xué)史和科學(xué)探究相結(jié)合的教學(xué)方式，把演示實驗、探究實驗、苯分子結(jié)構(gòu)假說的提出和證實（或發(fā)展）串聯(lián)起來，按科學(xué)發(fā)現(xiàn)基本過程的順序設(shè)計教學(xué)程序。從發(fā)展學(xué)生自主性、創(chuàng)新性的角度出發(fā)，先啟發(fā)學(xué)生自己寫出C6H6可能的鏈烴結(jié)構(gòu)簡式,然后設(shè)計實驗否定苯具有鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，從而發(fā)現(xiàn)并明確問題。再通過介紹凱庫勒等科學(xué)家的研究工作，從運用假說的角度讓學(xué)生認(rèn)識并體驗科學(xué)探索的基本過程。六、教學(xué)用具苯分子結(jié)構(gòu)模型、投影儀、多媒體課件、相關(guān)實驗裝置及其藥品。七、教學(xué)過程設(shè)計1．創(chuàng)設(shè)情境有人說我笨，其實我不笨，脫去草帽換竹笠，化工生產(chǎn)逞英豪。（設(shè)計意圖）通過一個具有現(xiàn)實意義的問題將學(xué)生引入新的學(xué)習(xí)課題，引用謎語創(chuàng)設(shè)情境、導(dǎo)入新課，能極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)需要，啟動學(xué)生意義建構(gòu)。謎底揭曉后，自然引出本節(jié)課的課題——苯。確定問題學(xué)習(xí)活動1：通過回顧上述材料中科學(xué)家對苯的描述以及觀察苯試劑，總結(jié)苯的顏色、狀態(tài)、沸點等物理性質(zhì)。學(xué)習(xí)活動2：分組實驗、觀察——將苯與水混合，總結(jié)出苯的密度和水溶性。學(xué)習(xí)活動3：學(xué)生歸納、總結(jié)苯的物理性質(zhì)并進(jìn)行小組交流。（設(shè)計意圖）從上述的閱讀材料中，學(xué)生已經(jīng)對苯有了初步的認(rèn)識，可以自己總結(jié)出苯的物理性質(zhì)。教師設(shè)計、補(bǔ)充將苯與水混合的分組實驗，可以幫助學(xué)生長久記憶一些性質(zhì)（苯不溶于水，苯的密度比水小）。學(xué)習(xí)任務(wù)3：根據(jù)教師提供的信息，確定苯分子的組成；觀察苯在空氣中燃燒的現(xiàn)象，并與甲烷、乙烯比較。學(xué)習(xí)活動1：閱讀教師提供的材料，推斷、確定苯分子的組成。材料：法國化學(xué)家日拉爾(C.F.Gerhardt)等人確定了該液體物質(zhì)的相對分子質(zhì)量和分子式。苯是一種烴，其密度是同溫同壓下氫氣密度的39倍，苯可以在空氣中燃燒，1mol苯燃燒產(chǎn)生3mol的水和6mol的二氧化碳。求該烴的相對分子質(zhì)量和分子式。學(xué)習(xí)活動2：預(yù)測苯在空氣中燃燒的現(xiàn)象，并與甲烷和乙烯的燃燒作比較。學(xué)習(xí)活動3：觀看演示實驗：苯在空氣中燃燒。[設(shè)計意圖]從認(rèn)識的一般過程來看，認(rèn)識表觀的性質(zhì)（物理性質(zhì)）之后就要運用化學(xué)技術(shù)和手段進(jìn)入物質(zhì)的內(nèi)部，認(rèn)識物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征。選擇“相對分子質(zhì)量——分子組成——分子結(jié)構(gòu)”這樣的順序，讓學(xué)生進(jìn)一步體會研究有機(jī)物的一般過程，為后續(xù)有機(jī)物的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。甲烷、乙烯和苯分子中的碳、氫原子個數(shù)比例不同，因此燃燒現(xiàn)象不同，將新知識與已有知識的對比，更有利于學(xué)生內(nèi)化學(xué)習(xí)。3.自主學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)任務(wù)4：學(xué)生自由探究苯分子的可能結(jié)構(gòu)，并通過分組實驗初步篩選出合適的結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)活動1：引導(dǎo)學(xué)生填寫表格，回憶已學(xué)過的知識。烷烴烯烴代表物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征特征反應(yīng)學(xué)習(xí)活動2：探究實驗設(shè)計：a苯與酸性高錳酸鉀溶液混合b苯與溴水的混合（引導(dǎo)分析萃取現(xiàn)象）c苯與溴的四氯化碳溶液混合[設(shè)計意圖]學(xué)生在確定苯分子的組成后，就紛紛猜想苯分子的結(jié)構(gòu)。學(xué)生憑借甲烷、乙烯的知識和經(jīng)驗，經(jīng)過知識的同化與遷移，發(fā)揮豐富的想象力，寫出多種鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，全部含有碳碳雙鍵或碳碳叁鍵。苯分子的結(jié)構(gòu)究竟是怎樣的？此時老師有意識地引起學(xué)生的思維矛盾，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計簡單的實驗來驗證上述結(jié)構(gòu)：用溴水和酸性高錳酸鉀溶液來檢驗。實驗結(jié)果否定了學(xué)生原來的所有假設(shè)。學(xué)生又面臨著一個新的矛盾，當(dāng)前學(xué)內(nèi)容與原有知識和經(jīng)驗不平衡，需要對原有知識和經(jīng)驗進(jìn)行改造重組。為此，學(xué)生積極思考，展開討論和爭論，并試圖為解決問題提出種種方案。學(xué)習(xí)任務(wù)5：教師的引導(dǎo)下定向探究苯分子的結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)活動1：根據(jù)教師提供的信息，繼續(xù)推測苯分子的結(jié)構(gòu)信息1：科學(xué)家們做了許多有關(guān)苯的性質(zhì)實驗，試圖從性質(zhì)出發(fā)推導(dǎo)出苯的結(jié)構(gòu)，其中有這樣兩個實驗引起了科學(xué)家們的注意：①1mol苯在一定條件下可以與3mol氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成環(huán)己烷：C6H6+3H2→C6H12；②苯與液溴在鐵粉存在時發(fā)生取代反應(yīng)：C6H6+Br2→C6H5Br+HBr，并且苯的一溴取代物只有一種結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)活動2：根據(jù)教師提供的科學(xué)家解決問題的探索過程、實驗事實等信息，正確認(rèn)識凱庫勒提出的苯的單雙鍵交替結(jié)構(gòu)。信息2：凱庫勒的苯分子結(jié)構(gòu)學(xué)說1866年，凱庫勒(F.A.Kelule)提出關(guān)于苯的兩個假說：①苯的六個碳原子形成平面六角閉鏈；②各碳原子間存在著單雙鍵的交替形式。凱庫勒發(fā)現(xiàn)苯分子具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的經(jīng)過，帶有傳奇般的色彩：他受到了夢的啟發(fā)。但這主要得益于他的建筑學(xué)造詣和豐富的空間想象力；得益于他勤奮鉆研的品質(zhì)和執(zhí)著追求的科學(xué)態(tài)度。但是，這個假說只受“苯的一溴代物只有一種”事實支持，而不能解釋另兩個事實：苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色；苯的鄰位二取代物沒有同分異構(gòu)體。于是，凱庫勒在1872年又提出互變振動假說來補(bǔ)充說明自己的觀點。電腦模擬：互變振動假說學(xué)習(xí)活動3：根據(jù)鍵長的數(shù)據(jù)進(jìn)一步評價凱庫勒的假說。信息：烴分子中碳碳鍵的鍵長共價鍵苯分子中碳碳鍵碳碳單鍵碳碳雙鍵鍵長/pm140154133[設(shè)計意圖]以探究為手段再現(xiàn)人類科學(xué)知識形成歷程的片斷，使科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)與學(xué)生的發(fā)現(xiàn)融為一體；讓學(xué)生逐步領(lǐng)悟自然科學(xué)的探究方法，當(dāng)利用已有知識和經(jīng)驗不能解釋某種事實時，可以大膽進(jìn)行猜測、提出假說。假說只有被實驗或現(xiàn)代科技手段測得的數(shù)據(jù)所證實時，才能成為理論，當(dāng)因為新的事實出現(xiàn)而暴露出缺陷，理論再被修正和發(fā)展。學(xué)生從中感悟到科學(xué)結(jié)論是相對真理，隨時準(zhǔn)備接受實踐的檢驗。一個科學(xué)問題的解決引發(fā)另一個科學(xué)問題的產(chǎn)生，這是科學(xué)發(fā)展的必然，也應(yīng)該是教學(xué)成功的必然。講述化學(xué)家的軼事趣聞，激起學(xué)生的聯(lián)想和好奇心之后，適時地明確指出向化學(xué)家學(xué)習(xí)他們的高尚品德，澄清某些背離科學(xué)精神的錯覺。學(xué)習(xí)任務(wù)6：感受技術(shù)手段的更新推動了科學(xué)的發(fā)展學(xué)習(xí)活動：觀看信息和圖片，準(zhǔn)確理解苯分子的結(jié)構(gòu)信息1：1935年，科學(xué)家詹斯用X射線衍射證實了苯分子結(jié)構(gòu)是平面正六角形，再次說明假說①能夠反映客觀事實。雖然苯分子中沒有交替存在的單、雙鍵，但苯分子中的碳碳鍵是介于單、雙鍵之間的一種獨特的鍵，其結(jié)構(gòu)簡式為：展示模型和圖片：苯的比例模型和球棍模型苯分子電子云照片用電子顯微鏡拍攝的苯分子照片聚苯胺彩色的掃描隧道顯微鏡圖像（中國科學(xué)院化學(xué)所的科學(xué)家們運用納米技術(shù)拍攝）[設(shè)計意圖]苯分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代解釋過程涉及較多現(xiàn)代化手段和學(xué)生現(xiàn)階段無法掌握的理論，為讓學(xué)生對科學(xué)過程發(fā)展的技能有所認(rèn)識，采用以教師指導(dǎo)下的定向探究。及時補(bǔ)充、運用科技新信息，以豐富學(xué)生的視野，開闊他們的思路。在新技術(shù)的支持下，我們可以更加真切地看到分子的結(jié)構(gòu)，之前種種的猜測都在這里揭曉；學(xué)生可以更好地感悟世界的美好與神奇，不斷探索自然的奧秘。學(xué)習(xí)任務(wù)7：由苯分子的結(jié)構(gòu)推測苯的化學(xué)性質(zhì)學(xué)習(xí)活動1：學(xué)生采用討論交流的方式，由苯分子的結(jié)構(gòu)推測苯的化學(xué)性質(zhì)學(xué)習(xí)活動2：觀看多媒體動畫給出苯的溴代反應(yīng)和硝化反應(yīng)多媒體課件模擬：苯的溴代反應(yīng)和苯的硝化反應(yīng)學(xué)習(xí)活動3：書寫相應(yīng)的化學(xué)方程式。學(xué)習(xí)活動4：在教師的指導(dǎo)下，歸納總結(jié)苯的化學(xué)性質(zhì)——苯易燃、易取代難加成。[設(shè)計意圖]用多媒體動畫模擬苯的溴代反應(yīng)和硝化反應(yīng)，降低學(xué)生認(rèn)識的難度。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識甲烷、苯發(fā)生取代反應(yīng)的不同。學(xué)習(xí)任務(wù)8：概括總結(jié)苯的廣泛用途。學(xué)習(xí)活動：學(xué)生展示課前搜集的苯及其化合物的制品。[設(shè)計意圖]從學(xué)生已有的生活背景出發(fā)組織教學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生感到有機(jī)化學(xué)就在他們的實際生活之中。強(qiáng)化理論與實際的聯(lián)系，使學(xué)生能夠?qū)W以致用。4.協(xié)作學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，得出結(jié)論小結(jié)：苯分子結(jié)構(gòu)苯的物理性質(zhì)苯的化學(xué)性質(zhì)用途（設(shè)計意圖）所有的學(xué)生都有效地全程參與各個環(huán)節(jié)，努力收集證據(jù)，根據(jù)多元智能理論，學(xué)生因智力類型不同而做出不同的多元“發(fā)現(xiàn)”結(jié)論，教師根據(jù)學(xué)生最鄰近發(fā)展區(qū)提出問題，耐心地參與并引導(dǎo)學(xué)生做出合理的解釋，引領(lǐng)學(xué)生憑借搜集的各種信息資料和邏輯推理進(jìn)行討論、交流。交流中生生互動、師生互動，用清晰的語言表達(dá)不同的觀點，經(jīng)過討論、補(bǔ)充和修正，學(xué)生的多元“發(fā)現(xiàn)”統(tǒng)一了起來，既能培養(yǎng)合作精神、提高交流能力，又能讓學(xué)生理解科學(xué)的多元性和其內(nèi)在的統(tǒng)一性。5.效果評價課堂練習(xí)：1、有三只失去標(biāo)簽的試劑瓶，分別裝有苯、水、酒精，不用其他任何試劑，如何鑒別它們？2、寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式，并判斷反應(yīng)類型。①苯與液溴反應(yīng)②苯與濃硫酸、濃硝酸混合液的反應(yīng)③用苯制環(huán)己烷的反應(yīng)④苯在空氣中完全燃燒的反應(yīng)3、填寫下表：代表物質(zhì)甲烷乙烯苯結(jié)構(gòu)特征特征反應(yīng)（設(shè)計意圖）根據(jù)學(xué)習(xí)效果的評價，教師要再創(chuàng)造教學(xué)情境，設(shè)計有一定針對性的補(bǔ)充練習(xí)，變換問題角度與方式，啟發(fā)學(xué)生將知識進(jìn)行整合運用，反思探究過程和方法，以糾正原有的錯誤理解或片面的認(rèn)識，以達(dá)到較深層次的意義建構(gòu)。拓展延伸（作業(yè)）：了解生活中可能接觸苯或含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)物質(zhì)的場所，查閱資料并與同學(xué)討論這些物質(zhì)對環(huán)境可能產(chǎn)生的影響，提出防護(hù)建議，寫一篇科普文章。板書計劃：二、苯=1\*GB4㈠苯的物理性質(zhì)1.無色、有特殊氣味的液體。2.比水輕，不溶于水；易溶于有機(jī)溶劑。3.沸點是℃（易揮發(fā)）；熔點是℃（苯放入冰水混合物中結(jié)晶）。=2\*GB4㈡苯分子結(jié)構(gòu)1.苯的分子式為C6H6，最簡式CH平面正六邊形結(jié)構(gòu)，介于單雙鍵之間獨特的鍵=3\*GB4㈢苯的化學(xué)性質(zhì)點燃點燃2C6H6＋15O212CO2＋6H2OBrFeBr3取代反應(yīng)：BrFeBr3＋Br2＋HBr—NO2—NO2＋H2O濃H2SO4△＋HNO3H2ONi△加成反應(yīng)：Ni△＋3H2八、教學(xué)反思：本課教學(xué)設(shè)計通過使學(xué)生置身于歷史情境探究科學(xué)的方式避開了單純的學(xué)科知識講授，也通過強(qiáng)調(diào)科學(xué)方法的運用而避免了化學(xué)史淪為以逸聞趣事點綴課堂教學(xué)的結(jié)果?！叭绻闼非蟮闹R那種表面的顯而易見的刺激，以引起學(xué)生對學(xué)習(xí)和上課的興趣，那你就永遠(yuǎn)不能培養(yǎng)起學(xué)生對腦力勞動的真正的熱愛。你應(yīng)當(dāng)努力使學(xué)生自