韓小燕

(江蘇省東臺(tái)市三倉(cāng)中學(xué) 224200)

化學(xué)史與課堂教學(xué)的有機(jī)融合

韓小燕

(江蘇省東臺(tái)市三倉(cāng)中學(xué) 224200)

將化學(xué)史與課堂教學(xué)有機(jī)融合，讓學(xué)生沿著科學(xué)家的足跡重溫科學(xué)探究之路，不僅能再現(xiàn)知識(shí)演變過(guò)程，還可以揭示知識(shí)背后所蘊(yùn)含的科學(xué)思想.本教學(xué)設(shè)計(jì)是以苯的發(fā)現(xiàn)為主線，通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的思路，深入理解和掌握苯的化學(xué)、物理性質(zhì).

苯教學(xué)設(shè)計(jì)；化學(xué)史；實(shí)驗(yàn)探究

一、教學(xué)流程

本節(jié)課以圍繞化學(xué)史的學(xué)習(xí)為線索，精心設(shè)計(jì)教學(xué)情境.將知識(shí)與時(shí)間作為坐標(biāo)，以時(shí)間為縱坐標(biāo)，緊緊圍繞化學(xué)史，為學(xué)生呈現(xiàn)苯的發(fā)現(xiàn)歷程；以知識(shí)為橫坐標(biāo)，使學(xué)生深入到化學(xué)探究中，學(xué)習(xí)和探究苯的物理性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì).

二、教學(xué)過(guò)程

1.聯(lián)系生活，引入新課

苯可用來(lái)制造洗滌劑、染料、消毒劑等.苯在社會(huì)生活中有著廣泛應(yīng)用，可是苯的發(fā)現(xiàn)過(guò)程卻是曲折的.接下來(lái)，請(qǐng)跟隨時(shí)光機(jī)一同穿越回19世紀(jì)，讓我們一起與當(dāng)時(shí)的科學(xué)家進(jìn)一次深入的對(duì)話，重走苯的發(fā)現(xiàn)歷程.

【設(shè)計(jì)意圖】實(shí)現(xiàn)生活向化學(xué)的思維遷移.使學(xué)生仿佛置身于當(dāng)年的化學(xué)探究過(guò)程中，與科學(xué)家共同進(jìn)行一次堅(jiān)持不懈的科學(xué)探究之旅.

2.發(fā)現(xiàn)之旅第一站—苯的物理性質(zhì)

【法拉第】在19世紀(jì)初期，煤氣已經(jīng)成為當(dāng)時(shí)歐洲城市的主要照明資源.他們用鯨魚(yú)油滴到加熱的爐子里，不完全燃燒產(chǎn)生煤氣，然后將煤氣加壓液化，儲(chǔ)存起來(lái)，以備將來(lái)使用.在氣體加壓時(shí)，在容器底部會(huì)產(chǎn)生一種新的物質(zhì)：油狀液體.我對(duì)此產(chǎn)生了濃厚興趣，就想能否從這種物質(zhì)中分離提純出其它物質(zhì)呢？然后，我就開(kāi)始不斷試驗(yàn)，前后用了5年時(shí)間，才掌握將該油狀液體進(jìn)行蒸餾，約在80℃左右就可以分離出新的不名液體物質(zhì).它具有如下特征：淡淡的香味，通常它呈現(xiàn)的是無(wú)色透明狀液體.

【學(xué)生活動(dòng)】通過(guò)上述材料中科學(xué)家對(duì)苯的描述以及分組實(shí)驗(yàn)——將苯與水混合，總結(jié)苯的物理性質(zhì).

【設(shè)計(jì)意圖】將化學(xué)史料以圖、文、音像等多種信息傳遞給學(xué)生，使學(xué)生仿佛身處化學(xué)探究過(guò)程中，激發(fā)學(xué)生的自主體驗(yàn)學(xué)習(xí)動(dòng)力，踏上“苯的發(fā)現(xiàn)之旅”.

3.發(fā)現(xiàn)之旅第二站—苯的分子式

【日拉爾】在測(cè)定：苯是由C、H兩種化學(xué)元素構(gòu)成，它的密度是相同條件下乙炔的三倍，其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92.3%.

【學(xué)生活動(dòng)】(1)通過(guò)材料，推斷、確定苯分子的組成.

(2)預(yù)測(cè)苯在空氣中燃燒的現(xiàn)象，并與甲烷和乙烯的燃燒作比較.

【設(shè)計(jì)意圖】檢查學(xué)生對(duì)有機(jī)物分子組成的基本計(jì)算方法的掌握情況.

4.發(fā)現(xiàn)之旅第三站—苯的結(jié)構(gòu)

【凱庫(kù)勒】在1866年，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)探究，我提出兩個(gè)猜想：(1)苯由6個(gè)C原子形成平面六角閉鏈；(2)分子中碳原子間應(yīng)存在單雙鍵交替鏈接.

【設(shè)疑】凱庫(kù)勒式是否正確？

【學(xué)生活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)探究：取兩支試管，分別滴入2 mL苯，然后向一支滴入幾滴KMnO4，另一支加1 mL溴水，均勻搖動(dòng)后靜置，然后仔細(xì)觀察發(fā)生的變化.

【思考、交流】苯不能使高錳酸鉀溶液和溴水褪色的實(shí)驗(yàn)事實(shí)說(shuō)明凱庫(kù)勒式不合理.

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)探究性學(xué)習(xí)重現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)、生成歷程，讓學(xué)生感悟科學(xué)家的科學(xué)探索精神，掌握科學(xué)探究的思維方法，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).

5.發(fā)現(xiàn)之旅第四站—苯結(jié)構(gòu)的確立

【凱庫(kù)勒】1872年我修正了原來(lái)的理論，提出互變振動(dòng)假說(shuō)，但仍不能讓人信服.

【詹斯】在1935年我借助X射線技術(shù)驗(yàn)證了苯分子的結(jié)構(gòu)式呈平面正六邊形，且測(cè)得其分子中碳碳鍵的鍵長(zhǎng)介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間.

【講述】在2009年，IBM的科學(xué)家們借助原子力顯微鏡更加直觀清晰地觀察到了苯環(huán)的平面正六邊形結(jié)構(gòu).

人們利用現(xiàn)代技術(shù)得到磁核共振譜圖，由此確定苯中的六個(gè)氫原子都是一樣的，證實(shí)了苯的分子結(jié)構(gòu).

【設(shè)計(jì)意圖】運(yùn)用科技新信息，以豐富學(xué)生的視野.在新技術(shù)的支持下，可以更加真切地看到分子的結(jié)構(gòu)，之前種種的猜測(cè)都在這里揭曉.

6.發(fā)現(xiàn)之旅第五站—苯的化學(xué)性質(zhì)

【設(shè)疑】苯環(huán)上的碳碳鍵是介于單、雙鍵之間的獨(dú)特的鍵，這種結(jié)構(gòu)決定苯環(huán)有哪些化學(xué)性質(zhì)？

【學(xué)生活動(dòng)】(1)討論交流，推測(cè)苯的化學(xué)性質(zhì).

(2)觀看多媒體動(dòng)畫(huà)模擬：苯的溴代反應(yīng)和硝化反應(yīng)，并書(shū)寫(xiě)相應(yīng)的化學(xué)方程式.

(3)在教師的指導(dǎo)下，歸納苯的化學(xué)性質(zhì)—苯易燃、易取代難加成.

【設(shè)計(jì)意圖】將抽象、復(fù)雜的苯溴代反應(yīng)和硝化反應(yīng)通過(guò)多媒體技術(shù)直觀呈現(xiàn)出來(lái)，提高學(xué)生對(duì)此類(lèi)化學(xué)反應(yīng)的具象認(rèn)知.

【小結(jié)】至此，經(jīng)過(guò)大家的共同探究，終于對(duì)苯有了更加清晰的認(rèn)知.在本節(jié)課上，學(xué)生完成以科學(xué)家的角度重新審視了苯的發(fā)現(xiàn)歷程，以更加科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度探究了苯的化學(xué)結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)和物理性.

【布置作業(yè)】查閱資料并與同學(xué)交流苯在化工生產(chǎn)中的應(yīng)該以及對(duì)環(huán)境可能產(chǎn)生的影響，提出防護(hù)建議.

【設(shè)計(jì)意圖】課后作業(yè)是課堂教學(xué)的延續(xù)與補(bǔ)充，精心設(shè)計(jì)的作業(yè)可以加深學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的理解，并將之內(nèi)華為自己的知識(shí)體系，最終可指導(dǎo)解決實(shí)際問(wèn)題，學(xué)會(huì)實(shí)際應(yīng)用.

三、教學(xué)反思

本課教學(xué)設(shè)計(jì)改變了傳統(tǒng)的單純知識(shí)講授模式，而是設(shè)置了化學(xué)史與課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容相結(jié)合的探究情境，避免了化學(xué)史淪為以逸聞趣事點(diǎn)綴課堂教學(xué)的結(jié)果.在進(jìn)行由觀測(cè)→描述→質(zhì)疑→問(wèn)題→討論的教學(xué)過(guò)程中，讓學(xué)生有了充足的時(shí)間和空間，發(fā)展自己的創(chuàng)造性思維，并大大提升了學(xué)生參與實(shí)踐的機(jī)會(huì)，這種知識(shí)探究的過(guò)程，與科學(xué)家發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造的過(guò)程是一樣的，從而培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力，提升了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).

[1]孫健. 化學(xué)史論[M].北京：北京教育出版社，2016.

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[3]張偉.化學(xué)教學(xué)案例設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代中小學(xué)教育，2016(08).

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1008-0333(2017)33-0091-02

2017-07-01

韓小燕(1982.10-),女,江蘇東臺(tái)人,本科,中學(xué)一級(jí),從事高中化學(xué)教學(xué)研究.

季春陽(yáng)]