在对比中学习——“乙烯”的教学实录

张礼聪 李婷婷 孔琴飞 潘小欧

摘要：以“乙烯”的教学为例，说明采用对比教学法将看似零散但相近的知识点串联起来，有利于学生把握物质之间的内在联系及变化，以达到构建完整的知识体系、建立科学的思维方法及提升能力的目的。

关键词：对比教学法；乙烯；结构；性质

文章编号：1005–6629（2016）5–0055–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

对比法是准确揭示事物之间本质联系与区别的科学研究方法。在教学过程中巧妙合理地运用对比法，可以更为准确地理解事物的本质特征，区分相近事物，把握事物之间的内在联系及变化规律，有利于构建点、线、面、体的一体化知识体系[1]。

有机化学是研究有机化合物的结构、理化性质、合成方法、应用以及有机化合物之间相互转化所遵循的理论和规律的一门科学[2]，是高中化学必不可少的部分。有机化学涉及的内容多、反应多，有大量内容需要理解记忆，因此在有机化学教学中，化多为少、化繁为简，使所学知识更易被学生接受和理解，更有利于提高高中化学课堂的实效性。所以在有机化学教学中我们经常通过分析并比较相似或相近的知识点，来引导学生发现知识点的异同，帮助学生把孤立的、零散的知识串联起来，并掌握知识的内在规律，不仅可以激发学生的探索欲和求知欲，还可以拓宽学生思维的宽度和广度、建立科学的思维方法，并培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

“乙烯”是苏教版《化学2》中继甲烷、烷烃后学习的另一重要有机物。就本课时的教学内容而言，重点是乙烯分子的结构特点、乙烯的化学性质及加成反应的概念；难点是加成反应概念的形成[3]。然而在本节课之前，学生已经学习了以甲烷为代表的简单烷烃的结构、性质以及有机物结构表示方式等基础知识，学生也掌握了碳的成键理论，这些知识的储备为本节课的教学奠定了重要的知识基础。运用对比教学法可以在乙烷结构、性质的基础上构建乙烯的结构和性质，既巩固原有知识，又更为清晰地获得新知识，建立起更加完整、牢固的知识体系。

1 教学目标

[知识目标]

（1）了解乙烯的物理性质；

（2）掌握乙烯分子的组成、电子式、结构式、结构简式；

（3）掌握乙烯的典型化学性质——加成反应。

[过程与方法]

（1）通过对乙烷与乙烯的结构比较，从结构入手分析性质；

（2）能够运用对比归纳的方法，初步认识有机化合物结构与性质的关系；

（3）通过计算、分析、比较等方法正确建构有机化学的知识体系。

[情感态度价值观]

通过多媒体展现等方式将抽象知识具体化、趣味化，提高学习兴趣。

2 教学重难点

重点：乙烯的结构和化学性质

难点：乙烯的加成反应

3 教学过程

3.1 生活情境，建立比较视角

[情境]广东盛产香蕉，上世纪八十年代，很多商家想把香蕉运到北方去卖，可结果却损失惨重。因为熟透的香蕉没等运到北方就全烂掉了。为减少损失商家们绞尽脑汁。其中比较好的方法如下：

甲商家：将七八成熟的香蕉摘下装运，保全了70%，获得了收益；同时发现成熟度高的香蕉周围青香蕉往往成熟更快，腐烂呈区域性；

乙商家：将七八成熟的香蕉摘下，并用一定浓度高锰酸钾溶液浸泡过的纸包住装运，几乎无损失，获利颇丰；发现成熟度高的香蕉对腐烂的影响不大。

[思考]上述生活案例能告诉我们哪些信息？背后存在哪些科学和生活道理？

[结论]化学视角：

①成熟香蕉会产生某种催熟其他香蕉的化学物质；

②催熟香蕉的化学物质能与高锰酸钾溶液反应。

道理启示：

①观察发现异同；比较才有差异；

②善于发现问题，要科学地寻找解决问题的方法。

设计意图：化学源于生活，以生活中的化学情境引入新课，更能激发学生的探究欲，且有利于学生养成从生活现象中发现问题、提出问题的意识。同时通过案例初步建立比较视角在研究中的意义，为后继教学埋好伏笔。

3.2 成分对比，确立微观结构

[信息]经研究发现：成熟香蕉能释放出一种具有催熟效果的无色、稍有气味、难溶于水的气态有机物，该有机物标准状况下密度为1.25 g·L-1，其中含碳85.7%，含氢14.3%（均为质量分数）。

[任务]①归纳有机物的物理性质；②计算确定气态有机物的分子式。

[结论]碳氢原子个数比是1：2，分子式是C2H4。

[问题]①该有机物属于烃类吗？②它是烷烃吗？依据是什么？

[结论]①是烃类物质；

②烷烃通式CnH2n+2；碳原子数为2时，氢原子为数6，即乙烷：C2H6。

[任务]①书写乙烷的电子式、结构式、结构简式；

②尝试书写该有机物的电子式、结构式、结构简式，并说明理由；

③动手组装你得出的物质结构球棍模型。

理由：碳原子要形成四对共用电子对才能达到8电子稳定结构，每个碳原子与两个氢原子形成两个共价键，则碳原子剩余的两个单电子要与另一个碳的两个单电子形成两对共用电子对，这样碳原子达到稳定结构。

[定义]有机化学上把含有一个碳碳双键的链烃称为烯烃。此烯烃含有两个碳故称为乙烯。

设计意图：通过计算确定有机物分子式是学习有机化学的基本技能，也是学生比较薄弱的部分。在学生强烈想知道结果的刺激下，顺势完成乙烯分子式确定，电子式、结构式、结构简式书写，提高了教学的实效性；同时建立了乙烷与乙烯微观结构比较视角，不仅可以加深学生对碳四价理论的理解，而且可以让学生自然而然地认识乙烯与乙烷结构的不同在于碳碳双键，为下一环节性质进一步的比较做铺垫。

3.3 性质比较，强化微观认识

[设疑]你认为乙烷和乙烯化学性质会有什么差异？为什么？

[生1]乙烷不能与酸性高锰酸钾溶液反应，乙烯能够反应（解决情境中问题）。

[实验]乙烯与高锰酸钾溶液反应实验。

[结论]乙烯能与酸性高锰酸钾溶液反应，并且使溶液褪色。

[问题]你认为褪色的原因是什么？与乙烷比较说明了什么？

[生2]碳碳双键易被酸性高锰酸钾破坏（氧化），单键稳定不易被破坏。

[信息]乙烯可被高锰酸钾氧化并产生二氧化碳。（解释乙商家的做法蕴含的化学道理）

[问题]现有2瓶无色气体，分别是乙烯与乙烷，你想如何鉴别它们？

[生3]用酸性高锰酸钾溶液鉴别。

[教师]我现在没有酸性高锰酸钾溶液（故意发难，学生沉默）。

[生4]老师，它们含碳量不同，测含碳量行吗？

[评价]师生一致同意生4观点。

[过渡]现在没有测含碳量仪器，这么办？（进一步发难，激发学生挑战力）

[生5]可以用燃烧方法，因为我注意到蜡烛（主要成分烃）燃烧冒出较多黑烟，乙烯可能比乙烷冒出黑烟多。（原因：含碳量高）

[实验]比较乙烷、乙烯燃烧现象。

[结论]乙烷剧烈燃烧几乎无黑烟，乙烯剧烈燃烧较多黑烟。

设计意图：通过乙烷与乙烯结构对比-提出问题-猜想性质-实验探究；[问题解决]任务驱动-对比结构-性质再次探究；两次运用对比学习方式，不仅推进了乙烯、乙烷性质比较认识，还牢固地建立起了“结构决定性质”的思想，渗透学科基本观念性认识，达成了基本理解。

3.4 归类比较，深化微观本质

[追问]是否还有其他方法可以用来鉴别乙烷和乙烯？

[生6]用氯气、溴取代，氯气、溴消耗量不同。（相同物质的量的2种气体）

[探究]乙烷、乙烯与溴的四氯化碳溶液反应对比实验。

[结论]乙烷不能使溴的四氯化碳溶液褪色；乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色。

[问题]乙烯是怎样使溴的四氯化碳溶液褪色的呢？你是怎么想的？

[生7]肯定是碳碳键的缘故（双键和单键不同）；

学生困惑：①为什么乙烷不取代？②乙烯反应又是如何发生？

[投影]资料卡：

[结论]乙烯碳碳双键中一个键（π键）断裂。

[定义]有机物分子中双键（或叁键）两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应，叫做加成反应。

[任务]

①学生书写乙烯与溴反应化学方程式。

②解释乙烯（烯烃）易发生加成反应原因。

[思考]乙烯能不能跟乙烯分子加成？（学生茫然）

[生8]可以，但是它好像无限链接，停不下来。

[视频]乙烯制备聚乙烯；聚乙烯的用途；加聚反应定义。

[总结]比较发现：加聚反应实质是加成反应。

设计意图：以学生已学烷烃取代反应为支点，通过乙烯与溴的四氯化碳溶液反应实验探索，键能数据支持，师生交流研讨，进一步认识乙烯碳碳双键对乙烯性质的影响，同时巧妙地再一次促使学生对比了乙烷性质；更为精妙之处是本环节教学自然让学生从微观本质认识引出加成反应，并对比了取代反应与加成反应的差异；对比角度没有止步，通过教师引导性问题“乙烯与乙烯能加成吗？”，将学生的思路打开，毫无障碍地从加成走向加聚，形成更深刻的相同类别比较，深化了结构决定性质的微观本质认识。

3.5 问题解决，产生新的比较

[问题]①设计除去乙烷中混有少量乙烯的实验方案。

②制备CH3CH2Cl可以选择什么方法？哪一种方法更好？为什么？

③通过乙烯加成的方法能否得到CH3CHBr2？如何加成？

设计意图：通过问题思考方式总结乙烯性质核心内容，反馈课堂掌握情况，培养学会应用已学知识解决实际问题能力。同时问题③为下一课时乙炔性质学习与乙烯对比开启了新的窗口。

4 教学反思

本课时教学依据有机物的一般研究方法为设计背景。即确定组成元素——确定分子式——确定结构式——猜想性质——实验探究的思路逐步展开乙烯的结构和性质认识，不仅能帮助学生搭建好学习的脚手架，而且还渗透了科学的方法论和认识论思想。本教学从“生活案例的比较视角为起点，通过结构上、性质上与乙烷的对比，不仅加深了学生对已有知识的理解，而且实现了乙烯知识的分解、细化、重组、演绎、归纳，轻松地突破课时教学的重、难点；同时培养了学生比较学习的一般策略思路：建立比较视角——寻找比较物质——比较物质结构——实验比较性质——归纳比较认识。认识有机物的关键是把握好“结构决定性质的官能团思想”，本教学除了比较教学策略，还基于微粒观的基本认识，实现从微观本质上理解、解释、指导宏观性质学习；还通过巧妙设计问题——分析问题——解决问题——产生问题思路，实现问题有序推进，层层深入的问题化教学方式，培养学生问题意识和知识迁移问题解决能力；微粒观构建，问题链方法运用，它们均融合在比较教学整体规划之中，使得对比教学的策略更为充实和丰满。

参考文献：

[1]成群.对比教学法在中学化学教学中的应用[J].中学化学教与学，2011，（11）：18～19.

[2]陈玉.对比教学法在有机化学教学中的应用[J].化学工程与装备，2012，（8）：229～231.

[3]浙江省基础教育课程改革专业指导委员会.浙江省普通高中学科教学指导意见化学[M].杭州：浙江教育出版社，2012：26～30.