云南省普洱市景谷傣族彝族自治县第一中学 云南省 普洱市 666499
案例背景
本节课是人教版化学选修 «有机化学» 第二章第三节的教学内容。在本章前两节系统学习了脂肪烃和芳香烃的结构特点及性质,为卤代烃的学习作好了充足的方法铺垫,同时卤代烃的学习,为下一章烃的衍生物的学习奠定基础,也为物质的转化与合成起着桥梁作用。
在高中化学课堂教学中,卤代烃是一个非常重要的知识点,同时也是高中学生参与化学知识学习的重点和难点。对卤代烃知识内容的有效分析和解读,能够在提升学生学习化学知识能力的同时,促进学生对化学有机物质的认知能力,这对于健全学生学习化学知识的素养、提升学生学习化学知识的深度具有重要的帮助作用和现实意义。在此,案例将以高中化学卤代烃的“消去反应”教学为例,对其进行案例的分析和描述,同时会结合教学案例进行总结与反思。
案例描述
任务一:
老师:同学们,我们今天来学习一个新知识——卤代烃。在这里,我为大家设计了两个课堂学习任务。
任务一,应用一个球棍模型来有效体验溴乙烷的消去反应,然后大家还需要明确指出成键和断键的不同位置,并且要尝试对它的化学键极性作出合理的解释和分析。
老师:同学们,我们现在可以开始讨论这一问题了!
学生:老师,我们经过交流和探讨之后发现,如果α位置上的C-H键发生了断裂,那么与它在一个碳原子上的C-Br键就会出现不稳定的产物,而且在C-H键上也会出现类似的反应。但是,一个奇怪的现象是,如果β位置上的C-H键发生断裂的情况,其主要产生的物质是烯烃,但是整体结构相对于α键断裂产生的产物会更加稳定。
设计意图:通过这一任务的设计,通过学生的沟通与交流,此时学生能够详细的了解到卤代烃的消去反应,而且能够对卤代烃的消去反应做出合理的认知和分析。在这一背景下,可以进一步提升学生卤代烃知识的综合能力,同时能够让学生在分析α键和β键断裂之后出现的产物稳定性了解到化学物质有机反应的具体情况。
任务二:
老师:同学们,我们在接下来的任务当中,主要需要解决的问题是,如何通过小组合作的方法有效进行实验操作。而且,在实验的过程中,我们要完成的工作是有效的求证溴乙烷和氢氧化钠水溶液两者之间产生的化学反应,并解释溴乙烷和氢氧化钠两者之间所出现的取代反应。现在大家可以进行操作,并进行思考!
在此,笔者为学生提供了相应的资料内容。其中重点明确了CH3CH2Br的沸点、并且强调了CH3CH2Br的密度要比水的密度大,同时告诉了学生CH3CH2Br在水中难以溶解。另外,笔者还对学生明确了CH3CH2OH的沸点,同时告诉学生CH3CH2OH的密度比水小,而且能够在水中以任意比例进行溶解。此时,学生了解到了CH3CH2Br的沸点是38.4℃、CH3CH2OH的沸点是78.5℃。另外,笔者还为学生提供了相应的实验药品。其中主要包含:氢氧化钠溶液、硝酸银溶液、溴乙烷、pH试纸、稀硝酸、酸性高锰酸钾溶液等。
老师;同学们,现在我们来开始完成任务。在这里,需要大家设计实验的具体方法,并有效的证明溴乙烷和氢氧化钠水溶液两者之间发生了取代反应。
学生A:老师,我在实验中发现,对溶液进行检验之后,溶液中含有Br-,如果在溶液中先添加稀硝酸,后添加AgNO3,那么这时候就需要我们来重点观察溶液能不能变成黄色,或者能不能在溶液底部出现沉淀物。
老师:你能不能告诉我,先添加稀硝酸的目的是什么?
学生A:因为在这一溶液中含有一定量的OH-,如果在不添加稀硝酸的背景下直接在里面加入AgNO3,那么必然会导致Ag2O变成黑色,这就会直接导致实验的失败!而先添加稀硝酸,能够有效防止这一问题的发生。
老师:你分析得很深刻!请你再想想:稀硝酸应该添加多少才算合适呢?
学生A:在这里需要应用到pH试纸,通过检测来了解溶液中的酸化反应是否完全。
老师:你回答的非常好!
学生B:老师,我有一个问题,能不能通过对融合检测前后的具体反应进行两者取代反应状况的分析呢?
老师:这个问题提的非常好。从理论上分析,这一方法可行。但是在实践操作中,还需要对其进行有效斟酌,因为从宏观角度上来说,仅仅依靠pH试纸对其进行测试,效果并不是非常明显,而且测试结果不够精准。如果想实现这一目的,可以应用高精度试纸对其进行检测,方可以达到同样的实验目的。
学生C:老师,我还有一个问题。即便是上述的现象能够有效的证明卤代烃的消去反应,但是我认为,这一论证并不是万无一失的。因为在溶液检测的过程中,我们在里面发现了乙醇。
老师:溶液中含有乙醇这一问题,需要怎么证明呢?
学生D:老师,我认为可以在对溶液进行检测的过程中,可以在发生反应之后的溶液中加入一定量的酸性KMnO4溶液,然后看溶液会不会变色。
学生E:但是,这一方法的应用会直接干扰到实验的过程,而且反应溶液中还含有Br
-,所以我认为不行。
老师:那我们应该怎样去掉这一干扰呢?去掉干扰就可以正常进行检测了,对吗?
学生F:老师,我觉得可以通过波谱法对其进行操作,利用红外光谱和核磁共振氢谱以及质谱等。
老师:非常好!
设计意图:学生在完成学习任务的过程中,能够通过不断提出问题、分析问题、解决问题、不断从旧问题中探索新问题的方法,培养学习兴趣和学习能力的提升。这一方法的应用有效改变了传统模式下的“满堂灌”的教学思维模式,而且能够引导学生积极主动的参与到课堂探究中。
案例反思
“卤代烃”是高中化学选修课程中的一个重要的知识点,它包含两个十分重
要的化学反应类型,而且卤代烃在生产、生活等各个方面又具有广泛的应用。因此,这一知识点具有重要的学科价值和社会价值。我对于这一知识点的建构过程主要想把化学学科核心素养发展价值体现出来。注重基于“学习任务”开展“素养为本”的教学,学习任务是连接核心知识和具体知识点的桥梁和纽带,是实现知识结构化的重要环节。在教学中重点体现宏观与微观的结合,使学生深刻体会 “结构决定性质”这一重要的化学思想。
在高中化学教学中,对学生进行有机化合物的教学是一个非常重要的环节。其中,卤代烃作为一种典型的有机化合物,学生在对其进行学习的时候能够实现以点破面的效果,从而了解到有机化合物的特点和性质,认识到卤代烃的功能与作用。