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从化学视角观察生活

作者:AG  来源:亚游集团  时间:2019-12-13 04:26  点击:


  《乙烯》选自苏教版化学2专题3第一单元第二部分。《课标》对乙烯的结构特点和性质提出明确标准,强调“结构决定性质”的物质观;同时强调将有机化合物的学习与社会性议题的讨论紧密结合,突出化学的社会价值和育人功能。

  授课教师从“炼化一体化企业”引入课题,设计了三个情境(“炼化一体化企业”——镇海炼化、垃圾分类、科学家研究乙烯的历史)、七个环节(访企业、聊用途、议国策、探性质、玩结构、话规律、建模型),在完成三个教学任务(了解乙烯的生产和应用、探究乙烯的结构和性质、构建有机物研究模型)的过程中,引导学生从化学视角观察生活、生产和社会中的有关问题,通过设计方案、合作探究、模型构建等科学研究方法,让学生了解物质、认识化工、学会合作、懂得担当。

  师:是的。在今年全国两会期间,全国人大代表、中国石化镇海炼化分公司总经理吕亮功建议,加快打造中国石化宁波绿色石化基地。下面,我给大家播放这个有着“打造世界领先绿色石化基地的典型”雄心的企业的宣传片。

  师:刚刚我听到有同学小声说,这不像是化工企业,因为看到了“石化厂里白鹭飞,人与自然和谐共处”的美景,这就是现代绿色化工企业的魅力之所在。(展示几款镇海炼化生产的塑料制品)

  师:老师手上拿的这几款产品,就是镇海炼化生产的塑料制品。塑料的用途很广,数据显示,目前发达国家平均每辆轿车的塑料用量达到300千克,塑料件占汽车自重的比例达到20%左右。预计到2020年,这一数据将达到500千克。最简单的塑料是聚乙烯,其原料是乙烯。请问,你们还知道乙烯的哪些用途?

  师:大家说得很好。乙烯是一种植物激素,也是石油化工基本原料之一,在现代社会中发挥着重要作用,其产量是衡量一个国家石油化工水平的主要标志,可用来制备合成纤维、合成橡胶、合成塑料等。

  师:的确如此。石油烃裂解、乙醇催化脱水、焦炉煤气分离等都可以作为工业上乙烯的生产方法。由于石油和天然气资源丰富,大规模生产乙烯成本低、质量好,因此大量乙烯主要用石油裂解法生产。到2019年9月10日22点58分,镇海炼化100万吨乙烯装置乙烯产量累计1000万吨,成功突破千万吨大关,实现经济效益和社会效益双丰收。

  (设计意图:学生通过观看视频和交流讨论,了解了有机物的相关基础知识,对家乡现代化工企业的魅力产生强烈的自豪感,学习兴趣悄然形成)

  (教师投影展示并口述强调实验操作:将塑料剪成小块,放入3支试管;在3支试管中分别加入蒸馏水、浓HNO3、浓NaOH;观察实验现象,看一看溶液颜色有何变化,闻一闻实验中有什么气味产生,摸一摸试管外壁是否发热。学生按要求分组实验、记录实验现象并交流讨论,教师巡视指导)

  师:很好。大家的实验现象都是对的,塑料的化学性质稳定,不同塑料的化学性质不尽相同,但大部分塑料的抗腐蚀能力强,不与酸、碱反应。

  生3:我刚刚把一小块塑料放在试管里加热,发现它有所软化,闻到了很难闻的气味。

  师:这位同学冒险精神很强,老师为你点赞!不过老师也要提醒你,科学实践的同时不要忘了保护好自己,在研究未知领域时一定要有安全意识。但老师也要谢谢你,因为你用事实告诉我们塑料可以燃烧,也为我们带来了一个新的话题。(投影塑料垃圾造成的环境污染图片)

  师:目前,垃圾数量迅速增加,传统填埋方式处理空间不足,而采取清洁的焚烧方式受到“邻避”干扰,重要原因是没有普遍建立垃圾分类制度,与发达国家差距较大。因此,加快建立分类投放、分类收集、分类运输、分类处理系统迫在眉睫,形成以法治为基础、政府推动、全民参与、城乡统筹、因地制宜的垃圾分类制度势在必行,扩大垃圾分类制度覆盖范围刻不容缓。

  师:老师这里还有从镇海炼化带回的产品乙烯,请同学们将乙烯融入分别盛有Br2的CCl4溶液、酸性KMnO4溶液中;把导气管尖嘴用布拭干,验纯后点燃。

  生6:乙烯能使Br2的CCl4溶液、酸性KMnO4溶液褪色,点燃后可以燃烧。

  生7:我们组看到红棕色的Br2的CCl4溶液颜色逐渐变浅直至无色;紫红色的高锰酸钾溶液颜色也可以褪为无色。乙烯燃烧火焰明亮,还伴有黑烟。

  师:回答得十分准确。乙烯是一种无色气体、稍有气味、不溶于水、易溶于有机溶剂,密度与空气接近。它能与Br2的CCl4溶液、酸性KMnO4溶液发生反应。乙烯可燃,但与甲烷燃烧相比,火焰更为明亮,伴有黑烟。

  师:人类利用乙烯由来已久,中国古代就发现将果实放在燃烧香烛的房子里可以促进采摘果实的成熟,19世纪德国人发现在泄露的煤气管道旁的树叶容易脱落。第一个发现植物材料能产生一种气体,并对邻近植物产生影响的是卡曾斯,他发现橘子产生的气体能催熟与其混装在一起的香蕉,但直到1934年甘恩才首先证明植物组织确实能产生乙烯。随着气相色谱技术的应用,使乙烯的生物化学和生理学研究方面取得了许多成果,并证明在高等植物的各个部位都能产生乙烯,1966年乙烯被正式确定为植物激素。但2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理,乙烯在3类致癌物清单中。

  师:今天,我们也来学学科学家,“玩一玩”乙烯的结构,借以了解乙烯使溴Br2的CCl4、KMnO4溶液褪色的原理是否一样。

  师:老师给同学们准备了一些圆球和木棍,请大家根据乙烷、乙烯的分子式,尝试组装一下乙烷、乙烯的球棍模型。

  师:同学们组装得都很好,我们来看一下乙烯的球棍模型和比例模型。(教师展示模型,板书乙烯的分子式、结构简式、结构式)

  师:物质的结构决定性质,乙烯的化学性质实际上就是碳碳双键的性质。碳碳双键能够与溴发生加成反应,能够被强氧化剂氧化。(板书乙烯的化学性质及相应的反应方程式,强调加成反应是有机物分子里不饱和的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新物质的反应)

  师:丙烯和乙烯一样,也有碳碳双键,它会有哪些化学性质?请用化学反应方程式表示。

  师:同学们,化工产品给人类生活带来了许多便利,化工企业可以像镇海炼化这样魅力四射,化学不仅可以成为人类更好生活的武器,也可以成为人与自然和谐相处的帮手。

  (设计意图:学生深入了解乙烯的结构性质,学会证据推理、构建模型认知,并通过了解人类文明进程和世界发展动态树立主动作为的责任担当)

  这是一节有机化学的新授课。在教学设计上,三个任务环环相扣、层层递进,降低了学生学习的难度,提高了教学的有效性。

  教学过程紧紧围绕教学目标、课程标准展开,突出有机物的学习方法。课堂上,教师善于引导学生通过实验获取知识,指导学生发现问题、总结规律,促进学生知识的生长和建构,注重学生的生成性问题,并及时解决。

  本节课的亮点在于教学情境的选择有利于培养学生发展核心素养中的“社会参与”。教学情境设置巧妙,各个教学环节都是在实际生活、生产背景下展开的,教师语言精练,善于结合学生已有的认识,激发学生的探究欲望、拓展学生的学习时空,让学生感受到化学对人类发展的重要性。

  由于时间有限,部分实验做得较为仓促,未能充分挖掘化学实验的内涵和深度。比如塑料的性质实验,出于环保考虑,设计得不够深入。同时学生在做实验前,教师对一些基本操作强调得不够详细,课堂上学生的实验表现参差不齐,这在以后的教学中还要强化。

  教师在尊重教材、完成基本教学任务的基础上,采用基于情境、问题导向和学科思维的互动式、启发式、探究式、体验式等课堂教学设计和实践,诠释了如何实现从“以知识为中心”的学科教学到“以核心素养为核心”的学科育人的转变。

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