“来自石油和煤的化工原料——苯”教学设计和反思

摘要：以学生为主体，创设情境，多种教学手段结合，通过四组活动展开对苯的结构和性质的研究，让学生领悟化学学科的特点，培养探究意识和科学素养。

关键词：苯；教学；活动探究

文章编号：1008-0546（201２）０6-0072-0３

中图分类号：G６３3．8

文献标识码：Ｂ

doi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１２．０6．０30

一、设计思想

在高一化学基础学习阶段，借助“苯”的教学内容，尝试创设一系列的问题情境，并组织开展相应的活动探究，引导学生提出问题，并设计方案解决问题，让学生充分感受到化学以实验为基础的特点和化学学科的系统性，以及与生产生活的紧密联系，同时培养学生敢于尝试、严谨求实的科学精神。

二、教学内容分析

“苯”位于化学必修2第三章第2节的第二部分。一方面，教材前面部分已借助于甲烷、乙烯的教学内容，介绍碳碳单键、碳碳双键的一些特征反应；另一方面，初中教材也介绍了苯的一些知识，如分子式的书写、不溶于水、有毒性、是化工原料等，故本节课的重点是苯的结构和化学性质，以及由于结构的差异导致性质上与甲烷、乙烯的差异。

对于苯的结构，用杂化轨道理论及价键理论中的大∏键来解释苯分子的结构是选修3的教学内容，故此时只要引导学生结合前面所学的化学键的知识，把苯中的化学键理解为是介于单双键之间的一种特殊的化学键即可。同时，借助于动画模拟从化学键的断裂和生成来演示化学反应的机理，引导学生从本质上把握有机反应。

实验是理论研究的重要基础，是培养学生观察、分析、探究能力的重要途径。掌握必要的化学实验技能，体验和了解化学科学研究的一般过程和方法，是新课标的要求。因此，虽然溴苯和硝基苯的制备实验，由于实验的毒害性教材已经去掉，但可以借助于实验录像展示，讨论一些装置和操作的作用，从而培养学生的实验素养。

三、学情分析

此时，学生刚接触有机，知识储备很少，所以不能追求“一步到位”，过多的灌输知识加重学生的学习负担，使学生对学习产生畏难情绪；同时，学生有着强烈的好奇心和探索的欲望，参与意识强，我们应抓住这一点，多做实验、多设计探究活动，调动多种感官，在增强感性认识的基础上引导进行理性思考，学会通过对比、归类的方法掌握物质的性质，并进一步认识学习物质的一般方法“结构——性质——用途”，逐步认识化学学科知识的系统性，培养科学素养。

四、教学设计

【新课引入】同学们，我们今天要研究的一种有机物，它是一种重要的有机化工原料和有机溶剂，国内年需求量就达200万吨以上，且年均5%的增长率。同时，又因为它的毒性、以及在建筑装潢材料中广泛使用而让老百姓们谈之色变、避之不及。那么，它是谁呢？

【设计意图】由苯的两面性——用途和毒性，引起学生的关注，激发探究意识；同时也为后面的几位学生详细介绍苯的重要性和毒性埋下伏笔。

【第一组活动】围绕苯的物理性质展开

活动1：展示苯的样品后，让学生观察，不强迫但鼓励学生闻一闻气味。再布置任务：结合课本内容和生活经验讨论、整理归纳出苯的物理性质，得出结论。

【设计意图】

（1）因苯有毒，所以不强迫学生闻气味，但考虑吸入极少量并不会有伤害，且学生熟悉苯的气味后在生活中遇到会知道防范，所以鼓励学生体验，由此激发学生勇于尝试的意识。

（2）让学生通过观察、阅读自学、讨论交流而得出结论，为下面能运用苯的物理性质解释实验现象做好铺垫。

活动2：趣味实验演示：滴两滴苯在手掌心，用打火机点燃。苯在手掌上迅速燃烧，发出明亮火焰且冒浓烈黑烟，但手却毫发无损（图1）。

【设计意图】

（1）苯极易挥发，它是一边挥发一边燃烧，且量少，所以不会烧伤手。利用这种表面危险、有违常理的实验现象能充分调动起学生的积极性，去寻找内在原因，强化了对苯挥发性的认识。

（2）苯有毒性且会有皮肤渗入，所以禁止学生做，但我还是做了，是考虑苯的量少且迅速挥发燃烧，尤其是能达到很好的教学效果，利大于弊，所以值得一试。

活动3：小探究实验引出两个思考

实验：试管取两毫升苯，然后将试管放入冰水混合物中（图2）。

现象和解释：苯凝为无色晶体，因为苯的熔点5.5℃，而冰水混合物为0℃。

思考：（1）标准状况下，1mol苯是22.4L吗？

解答：标况下苯的状态决定了1mol与22.4L无关。

（2）冬天时，试剂瓶中苯会结冰，请帮老师想想办法，如何从试剂瓶中取用苯？

解答：用热毛巾捂或水浴加热一会，让苯融化再取用，而不是砸碎取用。

【设计意图】从一个简单的实验引出了对不同温度下苯状态的思考，然后联系到平时解题时容易错误的问题——忽视温度与状态的联系，较为自然的给学生留下深刻印象。再联系冬天苯试剂的取用，为了突出一个学以致用的理念，引导学生有意识的用学过的知识去解决实际问题。

【第二组活动】围绕苯的结构展开

活动1：课前布置学生画出分子式C6H6可能有的结构式，课上投影展示学生的作品，一一讨论分析。

【设计意图】以先备知识为基础，激发学生通过自己的思考和创造写出各种结构式，巩固碳的四价键理论、C—C和C＝C的结构，培养学生空间想象力，同时为下面实验验证提供依据。

活动2：引导学生由所学的乙烯的知识设计两个实验（图3），验证苯中是否有C＝C？

实验1：苯不能使溴水褪色，同时结合分层现象复习萃取分层的知识，苯的不溶于水且比水轻的物理性质及溴的苯溶液的颜色。

实验2：苯不能使酸性高锰酸钾褪色，同时结合苯层仍为无色的现象，对比实验1中溶液的颜色指出盐不溶于苯的性质。

【设计意图】（1）通过和学生一起进行实验检验、讨论分析，排除C＝C和CC的可能性，让学生意识到实验是化学研究的基础。

（2）盐不溶于苯等非水溶性的有机溶剂和卤素单质易溶于苯，这两个知识是学生经常模糊的，而在有机物的鉴别和分离提纯中会经常涉及，这里通过实验强化记忆。

活动3：通过介绍苯可以和氢气发生加成反应排除饱和脂环烃等结构，排除了苯中全部C—C的可能性，为悬念再加砝码。

活动4：结合甲烷、乙烯、苯的球棍模型的比较，讲解苯的真实结构，并明确几种化学式的表达。

结构特点：平面正六边形，所有碳碳键等长，是一种介于单双键之间的独特的化学键。

设疑：苯的分子结构到底是什么样的？

提供信息1：1935年，詹斯用X射线衍射法证实苯环呈平面的正六边形。

提供信息2：隧道扫描显微镜下观察到的苯的结构。

提供信息3：科学实验测得苯分子中的六个碳碳键完全相同。

【设计意图】（1）培养学生获取信息分析信息处理信息的能力，使学生认识到科研本身就是漫长而艰难的过程，必须付出辛勤和不懈的努力。

（2）使学生认识到新技术对科学发展的重要推动作用，鼓励学生不断探索自然界的奥秘。

活动5：是谁发现了苯的结构？

由课本P71介绍凯库勒关于苯结构提出的假说，再质疑这个史实的真实性，拿出最新事实证据：是奥地利的一位中学教师约瑟夫·劳施密特在1861年就提出了苯的结构。强调“实事求是”科学工作者的重要品质。

【设计意图】由对教材提供的史实的质疑，培养学生实事求是、诚实质朴的科学品质。

【第三组活动】围绕介于单双键之间的特殊的化学键展开苯的化学性质的研究。

活动1：结合实验的现象书写方程式并讨论现象。

1.苯的氧化反应

（1）2C6H6+15O212CO2+6H2O

苯燃烧的现象对比甲烷和乙烯，浓烈黑烟是因为含碳量高。

（2）苯结构稳定，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。

【设计意图】引导学生透过燃烧现象的不同找出内因，含碳量的不同，培养学生形成“透过现象看本质”、刨根究底的钻研精神。

活动2：观看动画演示理解反应的实质，观看实验录像来讨论实验装置和操作。

2.苯的取代反应

（1）溴代反应

（2）硝化反应

3.苯的加成反应

3H2

【设计意图】（1）用动画模拟反应机理把抽象难理解的理论知识简单形象化，便于学生认识反应本质。

（2）把新教材已删去的污染大、毒性强的演示实验在实验室通风橱中做拍成录像放给学生看，并借助于录像对重要的实验操作进行讨论分析，培养实验素养。

活动3：小结苯的化学性质：能燃烧，难取代，难加成

【设计意图】把苯的最重要的性质用反映其特征的几个字来概括，便于学生记忆掌握。通过不断归纳总结，达到让学生温故知新的目的，训练学生研究好的学习方法。

【第四组活动】围绕苯的用途和毒性展开

活动1：组织学生介绍网上查到的苯的毒性的资料，并组织讨论如何减少苯的危害。

【设计意图】（1）让学生通过上网查资料等方式，亲身感受到化学就在我们身边，影响甚大。

（2）让学生能一分为二地认识苯的用途和危害，辩证的看待事物，同时增强绿色环保意识和参与解决社会问题的意识。

【课后思考】你能找出有哪些事实可以证明苯分子中不是单双键交替的？你能拿出我们本节课没有讲过的事实证据吗？请列举四个以上证据。

【设计意图】巩固所学知识，并期望学生能想到诸如邻二溴苯只有一种这样重要的事实证据来等等，将课堂思维延伸到课外。

五、教后反思

为了体现学科知识体系的完整性，本节课的教学内容覆盖了苯的全部教学内容：既有苯的结构、性质的探究、讨论，又有实验的设计、实验装置的讨论，还有苯的用途和危害介绍和治理方案的讨论，教学容量较大，所以也就不能再设计课堂练习这个环节。在下次教学中，可以尝试把教学的第四组活动即苯的用途和危害性讨论作为课后实践布置下去，供下节课讨论，把这段时间用来进行课堂练习，以达到及时总结巩固知识的目的。

本节课的前三个环节设计基本按照“提出问题分析问题提出科学假说实验探究结合信息资料解决问题、归纳总结”的线索进行教学。从课堂实际情况看，学生的学习兴趣很好被激发，思维始终处于活跃的状态，探究意识非常强烈，学生的观察能力、逻辑思维能力和实验能力都得到了较好的训练，同时又培养了学生以实验事实为依据、严谨求实、敢于创新的科学精神。

由于学生有机知识储备还不足，整体思维能力还不够强，所以提出的假说、设想不够全面大胆、分析一些问题也不够严谨，如苯的同分异构体的书写有不少是错误的。但学生在被要求课后查阅资料方面准备是非常充分的，查到的内容相当丰富，在课堂上学生参与讨论的积极性也是非常高的，这些都反映出学生强烈的求知欲和巨大的学习热情。所以在以后的课堂教学中，教师还是应坚持注重发挥教师的主导和学生的主体作用，认真扮演好倾听者和引导者的角色，让学生充分思考、讨论交流，使学生真正成为课堂的主人。