基于POE教学策略的“乙烯”教学设计
教学参考
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2021年第2期 (总第536期)
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课堂教学
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学《»张军平邓君
(广东华侨中学广东广州510080)
文章编号：1002-2201 (2021) 02 >002(«)3
中图分类号:G 632.4
文献标识码：B
《普通高中化学课程标准(2017年版）》明确了化学 学科五大核心素养，关于简单有机化合物及其应用的学 习，要求以典型简单有机化合物为例，引导学生建立官 能团及有机物分类的初步认识；通过模型拼插等活动引 导学生认识有机化合物中碳原子的成键特点、价键类型 以及简单分子的立体结构，提倡采用观察实验现象、联 系生产生活实际、归纳总结等策略对典型有机化合物的 结构、性质及其应用进行教学[1]。由此可见，新课标提 倡通过联系生产生活、拼插模型、实验探究等多种手段 对简单有机化合物的教学内容进行结构化设计，激发学 生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养他 们的创新精神和实践能力。
POE ( Predict  - O bserve  - Explain )教学策略基于学 生本位，分为以下三个步骤：
问题1 ：如何收集一试管的NO 或者N 02?[学生]NO 可用排水法，N 02可用向上排空气法。 问题2：现在有一支充满N 02的试管倒置于水槽中， 会出现什么现象？
[学生]水面上升，红棕消失，上升到试管2/3处。 问题3：红棕消失后，继续通人02又会怎样？[学生]无气体又变为红棕，后又变为无，气体 体积不断减少，试管内的液面不断上升，最终充满试管。
问题4：将N 02和02的混合气体通人水中，比例为多少时恰好可以全部被吸收？[学生]4N 02 +02 +2H 20=4H N 03〇
设计意图：本问题链结构简单，由4个小问题组 成，将知识点的堆砌化为实际运用。几个问题不断递 进，前面作为后面的铺垫，层层加深，阶梯式上升，帮助 学生思考。
4.框图式关系条，建构螺旋知识体系[讲述]从价态的角度总结含氮化合物之间的相互-3 0 0，+2 0, +4 H ,0 +5
转化:NH 3 —»N 2 —-NO  —»N 02 —-HN 03。
*(1)
预测（P )：要求学生面对知识情境，根据已有经
验进行现象或事实的预测并说明理由。
(2) 观察（0)：根据所设计实验进行操作，观察产生 的实验现象和结果，对照预测，是否相符。
(3) 解释(E )：根据预测和观察结果对照，得出结论。 在这三个步骤中，促进学生前概念的转化，系统构建新的知识体系[2、
本教学设计探索重视开展“素养为本”的教学，以人 教版化学1“乙烯”为例，运用P 0E 教学策略，突出用化 学知识解释工业生产和生活中问题的化学思维，培养学 生科学态度与社会责任的学科素养。
一、教学现状分析
通过对近几年相关文献的研究，我们认为，关于“乙 烯”的课堂教学在以下方面尚存发展空间：一是情境创设计意图：用简单的框图总结，本节课随之进入尾 声。很好地构建了学生脑海中关于氮元素的知识体系， 激发思维碰撞，建模共享。
三、教学反思
在本课的设计与施教过程中，始终以“化学核心素 养的培育”作为教学目标的最终落点，旨在培养学生的 高阶思维能力。
1. 教师充分的课前预设是关键既要给予学生充分探讨的互动机会，又要有效服务 于学生实验探究这一核心素养的培育。在N 〇、N 〇2的 性质及相互转化、实验观察和实现现象分析等讨论环节 中，虽然笔者设计了一些引导性问题或提示，但是始终 把问题探讨、解决的权利留给学生，在知识和情感上尊 重学生。
2. 实验在课堂中的功能值得我们大力挖掘 将实验融人日常课堂教学中，通过具体的实验事实帮助学生更好地理解和掌握物质性质和变化规律。同 时，在实验现象观察、记录和交流的过程中，还可以培养 学生尊重事实和证据、敢于质疑的精神。
*广州市教育科学规划2018年度重点课题“基于学科核心素养的中学课堂教学策略转型研究”（项目编号:201811552)阶段 性研究成果。
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(总第536期）中教学参考
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设上，很多文献中的教学设计都会利用乙烯作催熟剂、乙烯的产品引入，但与后面学习乙烯的结构、性质等知 识脱节。所以，如何根据知识点创设关联性更强的情 境，消除学生对乙烯的陌生感，同时激发其探究的热情 是我们可以思考的问题。二是有机化学认知模型的建 立和应用上，大部分的文献都关注到乙烯教学对学生 “结构决定性质”观念的培养作用，教学重点落在乙烯的 加成反应以及从结构分析反应原理上。但对这一认知 模型的建立，学生往往处于被动接受状态，缺乏自主寻 证据、综合推理、建立模型的探究过程。在实际操作 中，课本中没有设计学生实验，且实验室制乙烯需要的 时间较长，不适合课堂制备。大部分课堂处理的方式是 通过视频来展示实验过程和现象，学生不能直观地看到 实验现象，达不到通过实验激发学生学习兴趣的效果。
二、教学思想与创新点
本教学设计以疫情中的重要物资口罩和酒精的工 业制法为载体，工业生产口罩和酒精的原理为主线，使 用化学知识（如加成反应和加聚反应）去解释工业生产酒精和口罩的原理为目标，通过烧熔喷布、喷瓶喷酒精 并点火的实验引导学生通过实验解决生活中的实际问 题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。学 生通过观察集气瓶中的乙烯、乙烯与溴的四氯化碳溶液 反应、乙烯燃烧、乙烯与酸性K M n04溶液反应等实验现 象，直观地感受乙烯的物理性质和化学性质。克服了传 统乙烯教学中没有实验的弊端，最大限度地激发学生实 验探究的学习热情。运用POE教学策略，将预测、观察、解释融合到课堂中，帮助学生认识到乙烯成为疫情中材 料的主角是必然现象，体会到学习有机物从断键和
成键 角度分析的思路和由结构到性质的学习方法。使学生 在学习过程中认同和赞赏化学学科的价值，培养学生证 据推理与模型认知的学科素养。
三、教学流程
本教学设计情境的主线采用“拟人”的手法，通过乙 稀的“成就”、乙烯的“外貌”、乙烯的“内在”、乙烯的“技 能”，全面地介绍乙烯的结构、性质和用途等。具体教学 流程见图1。
情境线 问题线 操作线 知识线
乙烯的“成就”：疫情中材料的主角
①酒精的工业制法
②口罩中熔喷布的原料
③ 琳琅满目的塑料制品
④乙烯催熟水果①如何签别熔喷布的真假?如何
简单鲞别酒精浓度的高低？
②工业生产酒精的原料是什么？
工业生产熔喷布的原料是什么？
①口革中取熔喷布，并加热熔化
②喷瓶喷酒精并点火
①乙烯的产量是衡量一个国家
石油化工发展水平的标志
②乙烯可作为水果的催熟剂
0000
乙烯的“外貌”乙烯的物理性质观察集气瓶中用排水法收集的
乙烯，预測乙烯的物理性质
展示一瓶乙烯无、稍有气味的气体，难溶
于水，密度比空气略小
0000
乙烯的“内在”乙烯的结构①通过乙烯的化学式C2Hp如何
组装乙烯的球棍糢型？
②乙烯的结构特点
组装乙烯的球棍模型①乙烯中6个原子共平面，健角
120°
②乙烯的结构中存在碳碳双键
0000
乙烯的“技能”乙烯的化学性质①乙烯与水反应生成乙醇如何
断徤？
②乙烯分子间能否加成？
③ K Mn04能延长果实的成熟期，
说明乙烯能发生什么反应？
①实验：乙烯与溴的四氣化碳
溶液反应
②实验：乙烯的燃烧
③实验：乙烯使酸性KMnO，溶液
褪
①乙烯加成反应的断鍵规律
②乙稀的加聚反应
③乙烯的氣化反应
图1教学流程
四、教学过程
1.引入疫情中的材料主角，激发学生探究兴趣
以疫情防控过程中重要物质（口罩和酒精）的生产 原料为开端，以“如何鉴别熔喷布的真假？如何简单鉴 别酒精浓度的高低?”两个问题为导向，以实验为落脚 点，展开教学。
实验1：剪开口罩，取出熔喷布层。从外观看，熔喷 布与普通纸没有区别，可以利用熔喷布遇火熔化的特点 来鉴别。教师演示熔喷布遇火的实验。
实验2：喷瓶喷酒精并在瓶口点火，火焰越大说明酒 精浓度越高，如果没有火焰说明酒精浓度较低。
投影图片1：投影以乙烯为原料琳琅满目的工业制 品，如聚乙烯塑料、聚乙烯纤维（无纺布）、涤纶、洗涤剂、乳化剂、防冻液等。
投影图片2：利用成熟香蕉中的乙烯催熟其他水果。
设计意图：以疫情防控过程中的重要物质引入。培养学生用化学思维去解决生活中问题的意识。同时，
通过用实验辨别口罩中熔喷布的真假以及酒精浓度的简 单检验，激发学生的学习动机，使学生认同和赞赏化学 学科的价值。
2. 乙烯的“外貌”
本环节中教师展示一瓶乙烯，请学生预测乙烯的物 理性质。
观察（〇):—瓶用排水法收集的乙烯。
解释（E)：无、稍有气味的气体，难溶于水，密度比空气略小。
设计意图：让学生真实感知乙烯的颜、状态、溶解 性、气味，同时，引导学生根据相对分子质量得出乙烯密 度比空气略小。
3. 乙烯的“内在”
预测（P)：通过乙烯的化学式C2H4以及碳原子和氢 原子成键规律，拼插乙烯的球棍模型。
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课堂教学
观察（〇)：通过观察乙烯的球棍模型以及教师展示
的比例模型，思考乙烯的结构特点。
解释（E )：乙烯中存在碳碳双键，是平面结构，四个 碳原子和两个氢原子在同一个平面。设计意图：通过让学生动手拼插乙烯的球棍模型， 加深学生对有机物中原子价键的理解，结合乙烯的电子 式、结构式和结构简式的书写，培养学生宏观辨识与微 观探析的学科素养。
4.乙烯的“技能”(1)乙烯的加成反应。观察（〇)：工业酒精是用乙烯与水反应合成，请结 合乙烯与乙醇的结构式[3]分析乙烯制乙醇时断键与成 键的位置（见图2、图3)。
H
H
H
H
I I
I I H—C =C —H +H —OH-------»H—C——C——H
I
I
H
OH
图2 乙烯与水制乙醇
熔喷布和无纺布有什么区别
(345.6 kJ ■ mol ')
(264.4 kj ■ mol ')
图3乙缔中的键能
预测（P )：断一根碳碳键和一根氢氧键；形成一根碳
氢键和一根碳氧键。
解释（E )：乙烯中碳碳双键中的两根键并不完全相 同，一根键能较大，一根键能较小，所以加成反应过程中 乙烯断一根键能较小的碳碳键。同时，由于乙烯中碳氢 键能较大，所以乙烯容易发生加成反应，较难发生取代反应。
实验：将溴的四氯化碳溶液加人装有乙烯的集气瓶。
观察（〇)：溴的四氯化碳溶液褪。解释（E )：用球棍模型模拟该反应断键、成键的过 程，并书写乙烯与溴的反应方程式。学以致用：试写出乙烯分别与H 2、H C 1、H 20在一定 条件下发生加成反应的化学方程式。设计意图：在介绍乙烯的加成反应时，没有一开始 用乙烯与溴的四氯化碳溶液反应这个实验，而是结合情 境中引入的乙烯与水制乙醇展开。这样处理使整堂课 过渡更自然，且加深学生对学科知识与生产实际之间联 系紧密的学科思想。用模型模拟乙烯与溴的四氯化碳 溶液反应时断键和成键的过程，学生能更直观地感受加 成反应断键和成键的过程，最后用化学方程式呈现，用 符号表征来解释反应的过程。
(2)乙烯的加聚反应。预测（P )：乙烯分子之间可否发生加成反应呢？观察（〇)：乙烯的加聚过程如图4所示。解释（E )：乙烯中断开一根碳碳键后，每个碳原子含 有一个“半键”，“半键”与“半键”相连后可以不断地延
伸，形成高分子化合物。
CH;=C H , + CH2=C H 2 + CH:=C H ; + ....................—CH,—CH2— + —CH2一CH,— + —CH2—CH2— + .......
图4 乙烯加聚过程
学以致用：请根据加聚反应的断键和成键特点，尝
试写出丙烯（ch 3—ch  =ch 2 )发生加聚反应的化学方 程式。
设计意图：学生在加成反应的基础上更容易接受乙 烯分子之间的加聚，这样设计既可以巩固乙烯的加成反 应，又可以结合丙烯的加聚反应让学生感受到学习化学 的意义，进一步使学生体会学科知识与生产实际之间联 系紧密的学科思想。
(3)乙烯的氧化反应。乙烯可作为水果的催熟剂，使水果尽快成熟。有时 为了延长果实或花朵的成熟期，又需要用浸泡过K M n 04 的硅土来吸收水果或花朵产生的乙烯。请结合乙烯 (C 2H 4)的元素组成，预测乙烯可能有哪些化学性质。
预测（P )：乙烯能与K M n 04溶液反应，发生氧化反 应。乙烯只含C 、H 两种元素，可以燃烧，发生氧化反应。
观察（〇):
实验1 ：点燃集气瓶中乙烯，火焰明亮，少量黑烟。 实验2：将酸性K M n ()4溶液加人装有乙烯的集气 瓶，紫红迅速褪去。
解释（E )：乙烯可以在空气中燃烧，生成C 02和 H 20。乙烯能被酸性K M n 04溶液氧化为C 02。
设计意图：从生活中的实例引入，学生通过预测 (P )、观察（〇)、解释（E )初步学会收集证据，对物质的 性质及其变化提出可能的假设；基于证据进行分析推理 并通过实验证实，能解释证据与结论之间的关系。
五、结语
本教学设计从以乙烯和丙烯为原料生产酒精和口 罩引人，结合“剪口罩”“酒精喷火”等实验极大地激发 了学生的学习热情。同时，以酒精的工业制法和熔喷 布的工业制法为线索介绍乙烯的加成反应和加聚反 应，加深学生对学科知识与生产实际之间有紧密联系 的学科思想。利用球棍模型和乙烯中键能数据，学生 从结构角度定量地分析理解乙烯易加成、难取代的反 应特征。
本节课的不足之处：一是乙烯制备需要较长时间， 没有做到分组实验，不能让学生动手完成乙烯的性质实 验。二是教学内容较多，在有些环节没有给予学生充分 的时间去思考，P 0E 策略中部分环节略显单薄。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017
年版）[S ].北京：人民教育出版社,2018:1 -5.[2]
张萌萌，何田，李倩，等.基于P 0E 策略的探究式教学在
化学教学中的应用——
以“硅的化合物”教学为例[J ].
广东化工，2020(10) :210 - 211.
[3] 杨晓东.“乙烯”的教学设计[J ].化学教与学，2012(5):
85 -87.
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