讓探究走入課堂讓探究激活課堂——以“乙醇”的教學設計為例

陳靜

（南京外國語學校江蘇南京210008）

新課程理念強調“以進一步提高學生的科學素養為宗旨，著眼于學生未來的發展，體現時代性、基礎性和選擇性，兼顧學生志趣和潛能的差異和發展的需要。”而促進學生科學素養主動、全面發展的關鍵，是轉變學生的化學學習方式。探究性學習是一種體現學生主體性的現代學習方式，是由學生發現問題、選擇課題、設計方案，通過自主探究、研究和討論，求得問題解決，從而體驗和了解科學探索過程，養成自主探究、創新的意識和習慣。

在本節課“乙醇”的教學設計中，筆者立足新課標教學大綱要求，秉承“以學生為本”的教學理念，以促進學生學習方式的轉變為目標，開展探究性學習模式，使學生真正成為學習的主人。

一、教材分析

本節課的教學內容是選取生活中學生比較熟悉的一種典型代表有機物——乙醇。本節內容，安排在烴以后，是從烴過渡到烴的衍生物的重要環節，強調從烴到烴的衍生物的結構變化，官能團與性質的關系，對于學好本章及其它烴的衍生物的知識有著重要的承上啟下及指導性的作用。另外乙醇在實際生活、工農業生產、科學研究中應用十分廣泛，因此學好本節知識，也具有比較重要的理論意義和現實意義。

二、教學目標

1.知識與技能：了解乙醇的物理性質和在生產生活中的應用；掌握乙醇的分子結構和化學性質；理解官能團羥基對乙醇化學性質的決定作用。

2.過程與方法：學生通過分組實驗，培養實驗能力、觀察能力和對實驗現象的分析能力；通過分工合作，經歷探究學習，獲得乙醇的結構、性質之間的關系，建立“（組成）結構—性質—用途”的有機物學習模式。

3.情感態度價值觀：培養知識遷移、擴展的能力，進一步激發學習的興趣和求知欲望；學會用辯證的思想分析問題，認識化學與人類生活、生產、健康的密切關系。

三、教學重、難點

1.教學重點：官能團的概念、乙醇的取代反應與氧化反應。

2.教學難點：乙醇的立體結構模型、乙醇的氧化反應。

四、教學過程設計

［教師］我們江蘇是富庶的魚米之鄉，也帶來了釀酒業的興旺發展，我們有眾多著名品牌（如“洋河藍色經典”、“今世緣”等）。經過了幾千年的發展，在釀酒技術不斷提高的同時，形成了中國博大精深的酒文化。酒有如此奇特的魅力，酒的主要成分是什么呢？

（設計意圖：創設情景，架起了生活與教材之間的橋梁，激發了學生的學習興趣和學習動機，燃起了學生的求知欲和好奇心。）

［過渡］乙醇在生活和生產的各個領域可謂是大顯神通，這種有機物具有什么樣的結構和性質呢?讓我們一起來看看它的廬山真面目!

［教師］乙醇是我們日常生活中比較常見的物質，你能從生活經驗中總結出乙醇的物理性質嗎？

［學生］積極參與討論，每個學生都能列舉一二。物理性質：乙醇是無色透明、具有特殊氣味的液體，乙醇易揮發，能與水以任意比互溶，并能溶解多種有機物。

（設計意圖：通過歸納，學生透過生活現象分析化學知識，系統掌握了乙醇的物理性質。）

［教師］根據碳的四價鍵理論，能否根據乙醇的分子式C2H6O推測乙醇可能具有的結構？請每一位同學試著一試組裝乙醇的立體結構模型。

［學生］根據所提供的原子和化學鍵，動手組裝乙醇的球棍模型，學生將能組裝出兩種不同的結構模型。

（設計意圖：通過模型教學方法，把抽象的有機物結構具象化，幫助學生突破知識難點；同時鍛煉了學生的動手能力，激發了學生探究乙醇分子結構的欲望。）

［教師］乙醇的分子結構是哪一種呢？科學家們利用乙醇的特殊性質通過定性或定量實驗，或者通過現代儀器波譜分析方法（展示乙醇的波譜圖）確定其結構式。乙醇分子在結構上可以看成是乙烷分子中的一個氫原子被羥基（-OH）取代而得到的有機物，或是水分子中的一個氫原子被乙基（-CH2CH3）取代而得到的有機物。

［學生］寫出乙醇的分子式、結構式、結構簡式。

（設計意圖：立足《化學課程標準》中對《乙醇》這一節的教學目標，弱化對乙醇結構的探究，展示研究有機物的現代研究方法，為以后學生的自主探究儲備成功的經驗。同時，運用物質結構的類比遷移，引入“烴的衍生物”概念，也為后面運用“類比遷移法”探究乙醇的化學性質埋下伏筆。）

［過渡］酒精是實驗室常用的燃料，請大家描述點燃酒精燈時的現象，寫出反應方程式。

［學生］現象：發出淡藍色火焰，放熱；反應方程式：CH3CH2OH+3O2→2CO2+3H2O。

［教師］展示“資料在線——身邊的乙醇”、“資料卡片——飲酒后人的行為”。為什么有的人“千杯萬盞皆不醉”，而有的人則“沉醉不知歸路，熟睡不解殘酒”？乙醇在人體內究竟發生了哪些化學變化？

圖片展示乙醇在人體內的氧化過程。同學們想自己來模擬這個過程嗎？

［學生］［探究實驗1］向一支試管中加入3～5mL乙醇，取一根下端繞成螺旋狀的銅絲，放在酒精燈外焰上灼燒至紅熱，然后插入乙醇中，反復多次。觀察銅絲的顏色變化，并小心聞試管中液體產生的氣味（與另一只裝有乙醇的試管中的氣味作比較）。

［學生］分組完成探究實驗，匯報實驗現象：有刺激性氣味的液體生成（該氣味與乙醇氣味不同），同時加熱變黑的銅絲伸入乙醇后又變為光亮的紅色。

［教師］銅絲的顏色為什么會由紅變黑、由黑變紅，反復變化？刺激性氣味的氣體是什么物質?

［學生］交流討論回答：該反應的催化劑是Cu，它起到傳遞氧的作用，乙醇發生了氧化反應。有刺激性氣味是因為生成了易揮發的有機物乙醛。

［教師］進一步展示乙醇和氧化產物乙醛的分子結構，引導學生從兩種物質分子結構的不同部分入手分析該反應的機理。

［學生］經過對比分析，推斷得出在乙醇的催化氧化過程中，斷鍵的位置應該是：羥基中的O-H鍵斷裂，同時還有與羥基相連的碳上的C-H鍵也發生了斷裂，從而形成了新的碳氧雙鍵。

［教師］播放動畫演示乙醇催化氧化的微觀反應過程。

［學生］通過觀察動畫，學生深入地理解乙醇催化氧化的反應原理；同時分析出，乙醇在生成乙醛的過程中，斷鍵后的氫原子會與氧原子結合生成水分子，從而正確的書寫乙醇催化氧化的反應方程式：

（設計意圖：“資料在線”、“資料卡片”的引入以及后續的步步設疑不僅點燃了學生學習新知識的熱情，同時也為學生探究實驗做好了鋪墊。通過對實驗現象的分析，并結合分子立體結構模型的比較，引導學生分析乙醇催化氧化的反應原理，不僅突破了知識難點，同時強化了分子結構在有機學習中的重要地位。）

［教師］乙醇能被氧氣氧化，能否被其他物質氧化呢？實驗室中常見的強氧化劑可以嗎？我們用實驗來探究一下吧！

［學生］［探究實驗2］向小試管中加入約1mL酸性KMnO4或酸性K2Cr2O7溶液溶液，再加入約1mL乙醇，微熱，觀察現象。

［學生］分組完成探究實驗，匯報實驗現象。紫紅色酸性KMnO4溶液褪成無色，橙色酸性K2Cr2O7溶液變成綠色。

［教師］圖片展示“身邊的化學——酒后駕車的檢查原理”。

（設計意圖：通過實驗，學生探究乙醇被不同氧化劑氧化。實驗探究激發了學生學習的積極性，拓展了學生思維，鞏固了已有的氧化還原反應和催化劑的知識。借助實驗，體驗化學知識在社會生活中的應用，并關注乙醇帶來的社會問題。）

［教師］展示“視野拓展——乙醇鈉C2H5ONa”。乙醇鈉用途：在醫藥工業中，乙醇鈉是制備巴比妥、苯巴比妥等二十余種西藥的原料。苯巴比妥：長效的鎮靜催眠劑，在肝病時可用于褪黃。我們通過什么反應來制備乙醇鈉？

［學生］可以通過乙醇和鈉的反應來制備乙醇鈉。

［教師］那么乙醇和鈉反應的生成物有哪些呢？你能設計實驗方案證明嗎？

［學生］聯想乙醇和水結構的相似性，分組討論，設計實驗方案證明產生的氣體是氫氣。

［教師］結合學生設計的實驗方案，改進教材中的實驗裝置，演示實驗。

在盛有少量無水乙醇的試管中，加入一小塊新切的、用濾紙擦干表面煤油的金屬鈉，在試管口迅速塞上配有醫用注射針頭的單孔塞。

（1）收集氣體并驗純，然后點燃。

（2）把一冷而干燥的小燒杯罩在火焰上，觀察現象。

（3）迅速倒轉燒杯，向其中加入少量澄清石灰水，觀察現象。

［學生］描述實驗現象：鈉塊開始沉到試管底，隨著氣泡產生，逐漸上浮；冷而干燥的小燒杯內壁出現白霧；倒轉燒杯，向其中加入少量澄清石灰水后無明顯現象。

［教師］實驗中產生的氣體是什么呢？請同學們類比鈉與水的反應，分析實驗現象，寫出反應方程式。

［學生］類比鈉與水的反應，可以得出該反應中乙醇分子的斷鍵位置應該是：羥基中的O-H斷開，提供了氫原子，生成了氫氣。

反應方程式為：2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑

［教師］通過對比兩個反應的實驗現象，同學們分析一下乙醇中羥基中的氫原子和水分子中的氫原子哪一個更活潑一些？

［學生］對比兩個反應的劇烈程度，可以證明：水分子中的氫原子比乙醇中羥基中的氫原子更活潑性。由此可得出：CH3CH2-原子團和H原子對O-H鍵的影響不同。

（設計意圖：引導學生學會知識遷移，并設計合理的實驗方案。教師改進實驗裝置演示實驗，提高實驗的成功率，并且操作方便、現象明顯，達到很好的演示效果。學生通過對比乙醇和鈉以及水和鈉反應的實驗現象獲取反應規律，嘗試運用所學規律解釋問題。同時，引導學生得出有機物不同基團間會相互影響其性質，進一步理解乙醇分子結構。）

［教師］乙醇與鈉的反應和乙醇的催化氧化與乙醇分子中哪個結構有關？

［學生］對比兩個反應的原理，得出是-OH羥基。

［教師］-OH羥基是乙醇的結構特點，也決定了乙醇具有許多其他有機物不具有的性質。我們將這種決定有機化合物的化學特性的原子或原子團稱之為官能團。同學們還能說出哪些我們學習過的官能團嗎？

［學生］我們剛剛學過了烯烴，烯烴的結構特點是含有碳碳雙鍵，這是烯烴的官能團。烯烴都能發生加成反應（使溴水褪色），氧化反應（使紫色的酸性高錳酸鉀溶液褪色）。

（設計意圖：通過這一個對比、歸納過程，進一步理解乙醇結構。不僅促進了學生對官能團概念的理解、內化，同時也幫助學生構建了“結構決定性質”的學科思想。）

［教師］展示目前倡導的汽車能源——乙醇汽油，引出乙醇的用途。組織學生討論乙醇在現代社會的廣泛應用及引起的社會問題，拓展乙醇的社會價值。

［學生］聯系實際討論乙醇的用途。

（設計意圖：通過總結日常生活中乙醇的用途，獲取學科知識。同時，引導學生用辯證的思想看待生活中的“乙醇”，體驗“化學來源于生活，并且服務于生活”的新課程理念。）

［師生］總結本課內容，反饋練習，鞏固提高。

（設計意圖：整理、內化知識，落實課堂知識。通過多媒體呈現，使學生建立本節知識結構網絡；設置不同層次的練習題，鞏固知識點。）

五、教學設計思路

本節課是新課程背景下的一節新授課，注重學生現代學習方式的體驗。教學設計選擇了以熟悉的生活情境為教學明線，化學學科知識作為暗線貫穿始終，并且明線暗化、暗線明化，首尾呼應，展示了化學的學科魅力，充分體現了化學與生活的密切關系。

六、評價與反思

在校開放日上，筆者面向來自全國各地的四十多所高中的化學教師開設了這節公開課。探究學習走進了課堂，探究學習激活了課堂！學生在課堂上始終處于積極參與、動手、動腦、動口、相互合作交流的狀態下，學生的思維、表達、合作能力都能得到充分發展。

聽課專家點評：本節課體現了“化學來源于生活，應用于生活”這一學科內涵，切實地從化學的視角分析問題、解決問題。整堂課的教學活動開展體現“五個化”：情境創設，趣味化；分子結構，形象化；化學性質，探究化；物質結構，定位化；化學應用，生活化。在教學過程中，通過教師的引導讓學生經歷自主、合作、探究學習，體現了“學生是學習的主體，而教師是學習的主導”這種雙主體的教育思想。教學活動在讓學生獲得知識與技能的同時，通過讓學生參與學習活動感受獲得知識的過程與方法，讓學生比較完整地感悟自然科學研究的一般方法。本節課讓學生學會在探究中獲取知識，學會合作學習，從而發揮他們的潛能，由被動學習到成為學習的主人，實現主動學習的轉變。