優化學生實驗行為，提升學生實驗素養

一、設計思想

素養在詞典里的釋義為修習涵養、素質與教養以及平時所養成的良好習慣，其基本解釋是由訓練和實踐而獲得的技巧或能力。實驗素養是科學素養的重要組成部分，是指人們在科學實驗的實踐過程中所表現出來的內在心理特質，包括實驗的知識與技能、方法與習慣、情感與態度等以及在此基礎上形成的實驗能力、實驗觀和實驗品質?；凇按嫉男再|和應用”本節內容中的三個實驗，①鈉與乙醇的反應；②乙醇與鹵化氫的反應；③乙醇的分子內脫水反應，其中實驗①在蘇教版必修2中已經出現過，為此本節課的教學設計主要以后兩個實驗為載體，在優化學生實驗行為的前提下，提高學生的實驗技能，使學生掌握正確的實驗方法和形成良好的實驗習慣以及培養學生正確的實驗態度和使學生增強深厚的實驗情感，并在此基礎上提高學生的實驗能力、使學生建立正確的實驗觀和培養學生良好的實驗品質，從而提升學生的實驗素養。

二、教學目標

【知識與技能】

知道乙醇的化學性質與分子結構的關系，了解乙醇與氫鹵酸的取代反應和乙醇的分子內脫水反應。

【過程與方法】

通過課堂上關于乙醇結構和化學性質的討論，進一步體驗結構決定性質，性質反映結構的觀點。

【情感態度與價值觀】

通過乙醇性質的實驗探究，發展與人合作、善于思考、嚴謹求實的科學精神。

三、教學過程

【情景導入】今天我想為大家表演一個無火生火的實驗（用玻璃棒蘸濃硫酸，再蘸一點高錳酸鉀粉末，然后用盛有某種液體的噴壺噴一下。）

【學生活動】觀看并發出驚嘆聲

（設計意圖：課的一開始就用了一個與乙醇有關的無火生火實驗，目的是要激發學生的學習興趣。我們都知道：興趣是一種特殊的意識傾向，是動機產生的重要主觀原因；良好的學習興趣，是求知欲的源泉，是思維的動力。）

【過渡】請問噴壺里的液體是什么？

【學生活動】生1（靠講臺）：乙醇。

【追問】你怎么知道的？

【學生活動】生1：聞到酒香味了。

【過渡】對于乙醇，我們并不陌生，在初中、高一都學習過，對它的物理性質非常熟悉，也知道了它的部分化學性質，請大家回憶，乙醇有哪些化學性質呢？

【學生活動】生2：乙醇的化學性質：①乙醇可以與活潑金屬反應（如金屬鈉反應）；②乙醇可以發生氧化反應（燃燒；乙醇的催化氧化）；③乙醇與乙酸的酯化反應。

【過渡】請大家寫出相應的化學反應方程式。

【學生板演】：①2CH3CH2OH+2Na=2CH3CH2ONa+H2↑

②2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O

③2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O

④CH3CH2OH+CH3COOH CH3COOCH2CH3+H2O

【評一評】請大家來評一評方程式的書寫情況。

【設問】化學反應的本質是舊鍵斷裂，新鍵形成的過程，在以上三個反應中，乙醇斷裂的是什么鍵呢？請在表1中注明。

（設計意圖：由于學生在蘇教版必修2已經對乙醇的化學性質有部分了解，在教學中先尋找一種能充當新舊知識聯系的引導材料，即“先行組織者”，以幫助學生更好地同化新的知識。）

【過渡】乙醇還有沒有其他的斷鍵方式呢？請大家看一段視頻（2010年南非世界杯足球賽片段）不知大家有沒有留心在足球場上隊員腿部經常受傷，隊醫是如何緊急救治的？

【學生活動】生3：首先用酒精或雙氧水對傷口進行消毒，然后分析受傷類型，采取具體的措施。

生4：做了一個噴藥的動作，說明用的是一種噴霧劑。

【過渡】你知道隊醫用的噴霧劑的主要成分是什么呢？

【學生活動】生4：乙醇。

【設問】你為什么覺得是乙醇呢？

【學生活動】生4：乙醇揮發，帶走傷口周圍的部分熱量，使傷口冷凍。

【過渡】原理是正確的，但用的不是乙醇，而是復方氯乙烷噴霧劑（見圖1）。

【設問】結合大家所學的知識，氯乙烷如何合成？

【學生活動】用乙烯和氯化氫加成。

（設計意圖：通過熟悉的場景——隊醫緊急救治腿部受傷的隊員，激發了學生的學習熱情，自然地引出氯乙烷這種物質，為乙醇和鹵化氫的反應做鋪墊。）

【過渡】還有沒有其他的方式合成氯乙烷呢？請大家看書上P68這個實驗，在閱讀書本的過程中，注意屏幕上給出的信息提示。（NaBr+H2SO4=NaHSO4+HBr↑ 2HBr+H2SO4=Br2↑+SO2↑+2H2O）

組裝圖2所示裝置：在試管Ⅰ中依次加入2 mL蒸餾水、4 mL濃硫酸、2 mL 95%的乙醇和3 g 溴化鈉粉末，在試管Ⅱ中注入蒸餾水，燒杯中注入自來水。加熱試管Ⅰ至微沸狀態數分鐘后，冷卻，觀察并描述實驗現象。

【學生活動】分組實驗。

【設問】做完實驗，有何疑問？

【交流與討論】生5（疑問）：試管Ⅱ中的油狀液體是什么？

【繼續追問】你想誰幫你解決這個問題？

生5：同桌。

生6（同桌）：溴乙烷。

生7（疑問）：試管I中開始加入水，濃硫酸，溴化鈉的作用是什么？

生8：生成溴化氫。

【我的疑問】1.裝置圖中試管Ⅱ和燒杯中的水的作用分別是什么？

2.試管I中液體發黃，為什么？

【交流與討論】生9（問題1）：燒杯中水的作用是冷卻，試管Ⅱ中水的作用是使雜質與溴乙烷分離。

生10（問題2）：試管I中液體會發黃的原因是有溴生成了（濃硫酸具備強氧化性，會把Br-氧化成溴單質）。

【過渡】請大家寫出溴化氫與乙醇反應的化學反應方程式，并說出乙醇在發生這個反應時斷裂的鍵。

【學生活動】C2H5OH+HBr→C2H5Br+H2O，乙醇斷裂的碳氧鍵。

【設計意圖：先通過學生自己閱讀課本實驗（了解實驗目的和實驗操作），接著分組實驗（組裝實驗儀器，添加藥品，觀察實驗現象，記錄實驗現象等），再讓學生提出自己疑惑的問題，同伴互助解決問題。這樣的環節設計，提升了學生實驗儀器的使用、組裝等動手能力；同時也增強了學生的觀察能力和實驗結果的分析等能力；也有利于良好生生關系的形成。】

【過渡】乙醇還有沒有其他的斷鍵方式呢？請大家再做個實驗，在做實驗前，請看書上P69，在閱讀的過程中思考如下問題：在此實驗過程中，有哪些注意事項呢？

【學生活動】生11：試管要預熱。

生12：要檢查此裝置的氣密性。

生13：如果撤離裝置時，先拔開盛有KOH的塞子，后熄滅酒精燈，否則會倒吸。

生14：防止有污染性氣體產生，要有尾氣處理裝置。

【分組實驗】完成圖3所示實驗，在試管中加入2 g P2O5并注入4mL 95%乙醇，給試管加熱，觀察實驗現象。

【實驗現象描述】組1（代表發言）：盛有KOH的瓶內不斷地冒氣泡，酸性高錳酸鉀溶液褪色。

【追問】既然酸性高錳酸鉀褪色了，在此反應中乙醇脫水生成什么物質了呢？

【交流與討論】組1（代表發言）：乙烯。

組2實驗失?。ù戆l言）：盛有KOH的瓶內有氣泡，但我們組沒有看到酸性高錳酸鉀褪色。

【追問組2】那高錳酸鉀的顏色有沒有變淺一點。

組2（代表發言）：變淺了一點。

【對照】從本組實驗用的高錳酸鉀試劑瓶中倒出了一些高錳酸鉀溶液，和本組實驗后的溶液進行了比對，顏色根本沒變。

【過渡】對發言同學語重心長地說了一句：請尊重實驗事實。那還請你說一說，你們組實驗失敗的原因是什么？

組2（代表發言）：氣密性不好。

【追問組2】你們如何判斷出來的呢？

組2（其他學生發言）：盛有高錳酸鉀的試管沒有氣泡冒出。

【了解各組實驗結果】請觀察到酸性高錳酸鉀溶液褪色的派代表舉手（有五組，還有五組沒有）。

【設計意圖：本實驗失敗的可能性較大（氣密性要求很高，而且在實驗即將結束時如果處理不當，容易發生倒吸），為了提高實驗的成功率，要求學生在實驗前歸納實驗的注意事項，這樣有利于學生養成良好的實驗習慣——能在實驗前，將實驗中可能失敗的因素考慮周全。其次，學生在親歷化學實驗操作的過程中，不僅注意科學實驗過程和方法的掌握，內心深處也必然會發生自我體會、自我感悟和深刻反思，這是因為他們既有實驗成功的興奮與喜悅，也有實驗操作失敗的困惑與迷茫，理智地認識成功和失敗的感受和體驗是正確的形成情感態度與價值觀的重要基礎。此外，學生既然做實驗，就要有嚴謹的科學實驗態度，就要尊重實驗事實，形成正確的實驗觀。】

【過渡】請寫出乙醇脫水生成乙烯的化學反應方程式，并標出在此反應中乙醇斷裂的是什么鍵？

【學生活動】

【教師引導】有同學受書的影響，箭號上寫的濃硫酸，而本實驗中我們用的催化劑是五氧化二磷，所以不能亂寫。

【過渡】是不是所有的醇都能像乙醇那樣脫水呢？請分析以下醇能否脫水，并四人一組討論什么樣的醇可以像乙醇那樣脫水。

【學生活動】生15：1能，2，3不能。

生16：醇能發生消去反應的條件是：①該醇至少有兩個碳原子，②和羥基連接的碳的相鄰碳上要有氫原子。

（設計意圖：從特殊到一般，讓學生認識到并不是所有的醇都能發生分子內脫水實驗，能發生分子內脫水的醇必須在結構上滿足一定的條件，進一步深化了結構決定性質的思想。）

【小結】乙醇發生以下化學反應的斷鍵方式：

【課外拓展】課后先請大家自己思考，在乙醇的脫水實驗中，為何選用五氧化二磷做脫水劑和催化劑，而不選用濃硫酸，它的優點是什么？再與網上查出的優點進行比對。

（設計意圖：學生的學習不能僅僅局限在課內，希望拓展到課外，這樣不僅可以鍛煉學生收集信息的能力，更能提升學生處理信息的能力。）

四、教學反思

1.關注選修教材與必修教材在內容上的差異，適當取舍

蘇教版選修教材《有機化學基礎》中《醇的性質與應用》第一課時主要是對乙醇化學性質的后續補充，對照必修1和《有機化學基礎》教材，重復的內容是鈉與乙醇的實驗。由于考慮到學生對鈉與乙醇的反應印象還比較深刻，另外再做乙醇與鈉的反應會沖淡本節課的重心，所以選擇將鈉與乙醇的反應作為已學知識進行回憶。

2.關注學生實驗素養的培養

乙醇與鹵化氫的取代反應和乙醇分子內脫水實驗是本節課的重點和難點，如何將這兩個實驗利用好是本節課設計成功與否的關鍵。對于乙醇與鹵化氫的取代反應，使用了如下設計：學生自己看書先初步了解實驗—分組實驗—提出實驗中的疑惑—同伴解決疑惑。這樣的設計不僅有利于學生閱讀能力，提出問題，分析解決問題能力的提升；更有助于同學間情感的交流，有利于良好生生關系的形成；更為重要的是有利于學生實驗能力的培養。對于乙醇分子內脫水實驗，使用了如下設計：自己看書先初步了解實驗—提出本實驗的注意事項—分組實驗—觀察現象得出結論—分析實驗失敗原因。這樣的設計充分挖掘了學生的自主學習能力，更有助于學生實驗習慣、實驗態度、實驗能力等素養的提升。

參考文獻：

范志鵬.試論化學實驗素養[J].化學教育，2006（10）：49-50.

作者簡介：黃宏，男，1979年生，就職于江蘇省常州市北郊高級中學，中學一級教師。

編輯 薄躍華