Цель. Показать, что толуол в отличие от метана и бензола может окисляться.
Реактивы и оборудование. Бензол, толуол, подкисленный раствор перманганата калия; держатель для пробирок, горелка или спиртовка.
Актуализация имеющихся знаний. Метан пропускают через подкисленный раствор перманганата калия. Обесцвечивания раствора не происходит. К бензолу добавляют раствор перманганата калия и осторожно слегка подогревают. Обесцвечивания раствора перманганата калия не происходит.
Результаты опытов учащиеся объясняют, опираясь на свои знания о структуре и свойствах молекул метана и бензола.
Создание проблемной ситуации и формулировка проблемы. К толуолу добавляют раствор перманганата калия и осторожно слегка подогревают. Раствор перманганата калия обесцвечивается.
Учащиеся уже знают строение и свойства молекул метана и бензола. Им известна причина их устойчивости к действию окислителей. Но этих знаний недостаточно, чтобы объяснить химические свойства толуола. Учащиеся не могут объяснить причину обесцвечивания перманганата калия толуолом. Возникает проблема: почему в отличие от метана и бензола толуол окисляется?
Выдвижение гипотезы. Учащиеся высказывают предположение, что молекула толуола в отличие от метана и бензола окисляется, по-видимому, из-за влияния бензольного ядра на метильную группу, а метильной группы – на бензольное ядро.
Решение проблемы и выводы. Учащиеся легко осознают суть происходящего явления и понимают проблему, если восстановить в их памяти знания о взаимном влиянии радикалов и атомов галогенов в молекулах предельных галогенопроизводных, о влиянии метильного радикала на смещение 
-связи в молекуле пропена. После коллективного обсуждения ребята приходят к выводу, что толуол можно рассматривать как бензол, в молекуле которого один атом водорода замещен на метильную группу, и как метан, в молекуле которого атом водорода замещен ароматическим радикалом – фенилом С6Н5. Это дает возможность предположить, что в молекуле толуола происходит взаимное влияние метильной группы на бензольное ядро, а бензольного ядра – на метильную группу. Последнее обстоятельство обусловливает меньшую устойчивость метильной группы молекулы толуола к действию окислителей по сравнению с метаном и бензолом, что и приводит к его окислению при нормальных условиях.
К опытам, с помощью которых можно создавать и решать проблемные ситуации, относятся следующие: испытание веществ и их растворов на электропроводность; взаимодействие солей аммония со щелочами; нейтрализация кислот аммиаком; термическое разложение солей аммония; особые свойства азотной кислоты (взаимодействие с металлами); термическое разложение нитратов; взаимодействие металлов с растворами солей; отношение алюминия к концентрированной азотной кислоте; взаимодействие гидроксида алюминия с кислотами и щелочами; взаимодействие этилена с бромной водой и окисление его перманганатом калия; растворимость каучука и резины в органических растворителях; взаимодействие глицерина
с гидроксидом меди(II); взаимодействие фенола
с раствором щелочи и бромной водой.
По аналогии с рассмотренной выше методикой использования проблемных опытов преподаватель может самостоятельно разработать конкретную методику их проведения на уроках.
В тех случаях, когда проблема выдвигается с помощью других средств и методов обучения, демонстрационные и лабораторные опыты используются для проверки правильности выдвинутой гипотезы. Рассмотрим эту функцию опытов на двух примерах из неорганической и органической химии.
