江霞+孫天山
摘要:問題教學歷來都是課堂教學的一種重要的教學方法。問題是課堂教學的重要抓手,通過問題組織教學是激活學生思維提高課堂教學效率的重要法器。結合“乙酸”教學課例,通過以 “典故激趣,引發問題;類比遷移,拓展問題;實驗探究,創新問題;學以致用,解決問題” 等教學環節,說明問題教學的具體實施過程。
關鍵詞:問題;問題教學;乙酸
文章編號:1008-0546(2017)08-0027-04 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.08.010
以“問題”作為教學的出發點由來已久,無論是著名教育家蘇格拉底的“精神助產術”,還是美國教育家杜威的“問題教學法”,都十分重視通過問題引導學生開展探索和獲取新知,在問題解決過程中發展學生的智力和創造力。今天,“問題教學法”依然是課堂教學的最重要方法之一。課堂教學堅持以問題為中心,將知識要點設計成一系列需要探究的問題,通過情境創設引發學生思考問題,激發學生的探究興趣,在問題解決過程中進行知識的意義建構,實現高效學習。
現以蘇教版普通高中課程標準實驗教科書 《化學2》[1]中“乙酸”教學為例,談談筆者對問題教學的實踐體會。
一、典故激趣,引發問題
師:展示一瓶食醋,并投影圖片(圖1)
師:醋是生活中最常見的調味品。有人知道“醋”的來歷嗎?
生(眾):搖頭,面面相覷。
師:投影圖片(圖2)并解說。
相傳,杜康發明了釀酒術,他的兒子黑塔子承父業也學會了釀酒,黑塔覺得釀酒后的酒糟就這樣扔掉很是可惜,就將其放在木桶里浸泡。不經意間過去了二十一天,這天的酉時,黑塔揭開木桶蓋,一股從未有過的香氣撲鼻而來,好奇心驅使黑塔大膽地嘗了一口,酸甜兼備,爽口宜人,于是他給“變了味”的酒糟起了一個“廿一日加酉”(動畫展示)的名字“醋”,從此“醋”的大名流傳至今。
師:其實,我們家用的食醋中約含3%~5%的乙酸,乙酸才是我們今天研究的主角。
師:看,今天的主角登場了(展示一瓶醋酸,并打開瓶塞,用手輕輕扇,給前排同學聞氣味),請根據你的觀察說說乙酸的物理性質。
生1:容易揮發并有強刺激性氣味。
生2:無色透明液體、易溶于水和乙醇等物質。
……
師:除上述性質外,乙酸還有一個重要的特性,其在16.6°C以下呈冰狀固體,故乙酸又叫……
生(眾):冰醋酸。
設計意圖:“良好的開端等于成功的一半”。使學生快速地對將要學習的新知識產生濃厚興趣,對于他們學習效果的提升有著重要的影響。課的導入最重要的目的是激發學生的興趣,喚起學生的求知欲,燃起智慧的火花,使學生能夠主動地去獲取知識。在黑塔釀酒的故事中,黑塔在“不經意”“大膽嘗試”中發現了一種新物質“醋”。這則典故使學生從故事中的主人翁身上找到與自己心靈產生共鳴的情感體驗,并從故事的意義里獲得問題并引發思考,從而激發學生學習化學的興趣。
二、類比遷移,拓展問題
師:(過渡)剛才我們從宏觀上對乙酸有了一個初步的“接觸”和了解,接下來將從微觀的角度去認識乙酸。
師:(實物展示,并投影圖片,圖3)這是乙酸的比例模型和球棍模型,請根據這些模型寫出它的分子式和結構式。
生3:(板演)
分子式:C2H4O2
結構式:
師:和乙醇、乙醛不同的是乙酸分子結構中有一種官能團“-COOH”叫……
生(眾):羧基。
師:(板書)乙酸的結構簡式為:CH3COOH
師:(過渡)根據乙酸的結構你能預測乙酸的性質嗎?
生(眾):(交流議論)
生4:有酸性,因為分子中有羧基。
生5:(插話)既然叫乙酸當然有酸性了。
師:其實,我們完全可以從同學熟悉的物質碳酸進行洞察。
師:(投影圖片,圖4)以下是碳酸和乙酸的結構式:
師:通過碳酸和乙酸結構的對比,你對乙酸的性質有什么新的認識,請談談你的想法。
生6:由碳酸和乙酸結構的比較看,乙酸應該是一種一元弱酸,具有酸的通性。
師:(追問,等待)比如……
生6:比如乙酸能使紫色石蕊溶液變紅,能與鋅、碳酸鈉等物質反應。
師:(追問)你怎么知道它是一種一元弱酸呢?
生6:從結構上看碳酸中相當于2個羧基,而乙酸中只有一個羧基,碳酸是二元弱酸,所以乙酸是一種一元弱酸。
師:還有補充嗎?
生(眾)還能與氫氧化鈉、金屬氧化物反應。
師:同學們講得很好,分析也很透徹,通過與乙酸結構的類比不難看出其具有酸的通性。
師:(板書)乙酸具有酸的通性:與指示劑反應;與活潑金屬反應;與堿反應;與堿性氧化物反應;與某些鹽反應。
師:這里我要強調的是,酸的強弱不是取決于羧基的多少,而是決定于其電離能力的高低。另外我想了解的是為什么要強調某些鹽。
生7:因為弱酸不能制得強酸,只有比乙酸酸性弱的鹽才能與乙酸反應。乙酸雖是一種弱酸,但比碳酸要強。
師:(追問)何以見得?
生7:因為它能與碳酸鹽反應產生CO2氣體。
師:好,請你設計并完成該實驗。
生7:演示乙酸與碳酸鈉反應的實驗。
師:(板書)CH3COOHCH3COO-+H+
2CH3COOH+Na2CO32CH3COONa+H2O+CO2↑
設計意圖:“類比”作為一種重要的思維方法,在化學教學中被廣泛使用。通過類比對象(前知識)與當下學習內容之間的共性、差異以及某些特殊性的比較,啟迪學生的思維,引導學生弄清知識間的內在聯系,使所學知識系統化,深化對所學知識的理解,實現知識的意義建構。在學習本節課前,學生對碳酸的性質非常熟悉,但對碳酸的結構并不了解,通過對乙酸和碳酸結構的比較,推理得出它們具有相似的性質,即乙酸具有酸的通性,故而將乙酸知識學習納入到學生原有的知識架構中。同時,這樣設計還能幫助學生強化物質結構決定物質性質的學科思想。
三、實驗探究,創新問題
師:乙酸是一種很重要的有機羧酸,除具有酸的通性之外,是否還有其它性質呢?
師:下面通過實驗來見證奇跡發生的時刻。
按教材71頁[活動與探究]要求搭建裝置(見圖5),裝入試劑,進行實驗。
師:同學們觀察到什么實驗現象?
生8:有一層不溶于飽和碳酸鈉溶液的油狀液體生成。
師:(取下試管,走到同學當中)請聞一聞它的氣味。
生(眾):有香味;特殊氣味;指甲油氣味……
師:上述現象說明了什么?
生(眾):發生了反應。
師:是的,乙醇和乙酸在濃硫酸存在條件下,通過加熱反應生成了一種特殊香味的乙酸乙酯。反應方程式為:
CH3COOH+CH3CH2OH■CH3COOCH2CH3+H2O
像這種醇和酸作用生成酯和水的反應叫做酯化反應。酯化反應的本質是取代。
師: 上述反應的基本原理怎樣?產物水中“-H”、
“-OH”分別是來自于乙醇還是乙酸?設想如何通過科學實驗證明。
生(眾):討論。
師:(啟發)可以從過去研究可逆反應機理聯想。
生9:(頓悟)噢,有了。可以利用同位素原子示蹤法,將乙醇羥基中用18O原子,追蹤18O去向就知道是誰脫去氫原子誰脫去羥基了。
師:請把你的想法用方程式表達出來,其他同學也試著寫寫看。
生9:板書。
CH3COOH+CH3CH218OH■CH3CO18OCH2CH3+H2O
師:科學實驗證明,乙酸乙酯是乙醇分子中的乙氧基(CH3CH2O-)取代了乙酸分子中羧基上的羥基(-OH)的生成物,即酸去羥基,醇去氫。
師:至此,我們認識了乙酸的弱酸性和酯化反應。大家還有什么疑問需要提出來討論的(等待)。
生10:我有兩個問題。 一是濃硫酸在酯化反應中除作催化劑外,有無其他用途;二是在收集乙酸乙酯時為什么要用飽和碳酸鈉溶液。
師:有誰能幫助解釋?
生11:(微笑著)我說說看,不知是否正確,我先說第二個問題。教輔資料上是這樣解釋的,飽和碳酸鈉溶液能夠減少乙酸乙酯的溶解,同時還能與乙酸反應,并溶解乙醇,起到了提純乙酸乙酯的作用。濃硫酸的作用主要是起吸水的作用。
師:好,非常好(投以贊許的目光)。為了幫助同學們理解我給大家提供一組數據(見表1)。
生(眾):哦,原來如此。
師:對另一個問題我想問,為什么說是做吸水劑而不是脫水劑呢?
生11:我不太清楚。
師:沒關系,有誰知道。
生12:我是這樣理解的,因為該反應有很大的可逆性,是可逆反應,而濃硫酸又有很強的吸水性,從平衡的角度看,減少生成物水,能促進反應向生成酯的方向進行。
師:此處應該有掌聲(這是對學生最好的褒獎)。
生(眾):鼓掌。
設計意圖:新課程實施以來教育形態在悄然發生變化,課堂教學以化學實驗為主的多種探究活動在全面推開,各種形式的探究活動使學生體檢科學探究的過程,增強科學探究的意識,實現學習方式的轉變;同時,探究活動的開展能強化學生的參與意識,培養學生的創新精神和實踐能力。
酯化反應是乙酸的最重要的性質,是本節課的教學重點,酯化反應的原理是本節課的教學難點。故而,如何巧妙設計開展有效的教學活動組織教學是本節課的關鍵。通過對乙酸酯化反應的實驗探究和質疑創生新的問題,在探索活動中經歷“觀察、分析、綜合、歸納、概括和猜想”等深層次的思維,最終形成屬于學生自己對酯化反應的理解。
四、學以致用,解決問題
師:其實在生產生活中酯化反應的應用是十分廣泛的。比如在炒菜、燒魚時加點醋再加點酒,就會使菜更香、魚無腥都是因為生成了一種……
生(眾):乙酸乙酯的物質。
師:蘋果醋(ACV)是一種由蘋果發酵而成的酸性飲品,具有解毒降脂、保健養生等功能,還有一定的解酒、保肝防醉作用。蘋果醋中有一種常見的有機酸,其結構簡式為: 你知道其解酒、
防醉的道理嗎?
生13:從有機物的結構看,存在羥基和羧基,應該具有醇和羧酸的性質,其中的羧基可與乙醇發生酯化反應以降低乙醇在人體內的吸收,從而起到一定的解酒作用。
師:有道理。 不過我要奉勸大家千萬不能過度飲酒,我們更不能進入一個誤區,認為只要喝了蘋果醋再喝酒無礙。我們知道酯化反應的可逆程度很高,人體內部的醇與酸的反應程度則更小。
另外,有一個友情提醒,患有胃潰瘍的病人千萬不能將蘋果醋和蘇打水同時飲用,道理你懂的。
生(眾):(會意的微笑)嗯。
設計意圖:教學中適時地把涉及生產、生活、科技等知識作為背景材料或切入點,創設問題情景,讓學生從化學的視角去進行觀察和分析,將所學知識融會貫通,真正做到理論聯系實際,學以致用,解決問題。使學生真切感受“真實的化學,有用的知識”;“社會離不開化學,化學就在我們身邊”。
五、教學感悟
此次教育改革與以往歷次教育改革相比最大的亮點,就是注重對人的關照,課堂教學基點從“注重教”到“真實學”的轉變,在重構學習概念的基礎上,對傳統教育中的課程與教學進行深刻反思,實現概念與范式的重構,從而催生一種能在最大限度上發掘人的學習潛能,創造新的學習方式。
今天,教師不僅是課堂教學的組織者、實施者,更是學生主動學習的引導者、鼓勵者和促進者。課堂教學不只是看“教”得怎樣的好,更看“學”得如何的真,“學”始終是第一位的。關注學生的學,首要的是把學生看成是一個個“鮮活的人”,而不再是接受知識的容器。人的學習是在各種真實的問題情境中進行,開展形式多樣的學習活動,使學生主動地參與到學習過程中來,體驗和感受學習的愉悅,享受成功的樂趣,并在活動中學會學習,學會思維,學會創造。
“思維至疑問和驚奇開始”(亞里士多德)。問題最能引發學生的探究與反思,最容易誘發學生的求學意識,同時也能使學生養成良好的思維品質。[2]教學中通過“問題”引導學生逐步地認識化學知識。特別是要抓住化學知識體系中具有核心觀念性的化學問題,激發學生思考并提出問題,推動學生進行有效學習。圍繞問題的教學就是將所要學習的核心知識轉化為一個或幾個具體的問題,讓學生在特定的情境中針對提出的問題展開分析和討論,尋求解決問題的途徑和方法,最終達到使學生自主探究與互動合作學習,實現對所學知識的意義構建。
參考文獻
[1] 王祖浩.普通高中課程標準實驗教科書(化學2)第6版[M].南京:江蘇教育出版社,2015
[2] 嚴永金.最激發潛能的課堂提問藝術[M].重慶:西南師范大學出版社,2008(149)