素養為本的“乙醇”教學設計

李婷

摘要：基于證據推理與模型認知、實驗探究與創新意識、社會責任感的化學核心素養為本的“乙醇”課堂教學的構想，設計以探究乙醇的微觀結構為主線，以實驗探究為手段，探究乙醇的微觀結構和宏觀性質之間的關系。學生在設計實驗探究的過程中自主構建知識架構，宏觀辨識與微觀探析相結合，感悟化學的趣味性和創造性。

關鍵詞：化學核心素養;實驗探究;模型構建;宏微結合

《普通高中化學課程標準（征求意見稿）》中指出，高中化學學科核心素養是學生發展核心素養的重要組成部分，是高中生綜合素質的具體體現。在化學課堂中不斷培養學生的核心素養是老師需要努力的方向，是教師育人的基本要求。化學學科核心素養包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學精神與社會責任”5個維度[1]。基于核心素養的教學是指教學目標的確定、教學內容的組織、教學過程的實施、教學結果的改進、教學評價的設計等一系列教學環節均以化學核心素養的發展作為衡量準則，培養學生的關鍵能力和必備品格[2]。本文主要以乙醇為例，設計以化學核心素養為本的教學案例，探討如何在本節課中設計體現學科本質、學生易同過努力能實現的且有挑戰性的教學環節，在教學實施過程中實現素養的內化，促進學生化學核心素養的提升。

一、設計思路

該怎么樣創設一個生活化的情境將乙醇引入本節課的學習中呢？筆者想到我們之前學習過的一般有機物的教學流程是：結構→物理性質→化學性質→聯系生活。那么對于乙醇的教學應該稍微有點變化，主要由于乙醇的分子式存在同分異構體，而且本節課的重點是要學生掌握官能團與化學性質之間的關系，那么，我們的思路可以變成：物理性質→結構→化學性質→聯系生活。因此我想先設計一個小實驗引入乙醇的物理性質：提問學生身邊哪里接觸過乙醇？如果手上不小心劃了記號筆，要怎么擦去？然后請一位同學上來做實驗，手上劃的記號筆可以用乙醇溶解。在強化結構決定性質的教學上，第一階段，由請兩名學生上臺拼球棍模型，得出兩種不同的結構，提出問題—設計方案—搭建模型—實驗驗證—得出結論，通過實驗驗證探究乙醇的結構;第二階段，微觀分析—生活實例—實驗操作—聯系生活，探究乙醇的化學性質，特別強化官能團對化學性質的影響;最后，知識遷移—生活實例—提升社會責任感，討論酗酒駕車的危害。

二、教學設計

1、教材分析

《乙醇》是新課標人教版高中化學必修2第三章《有機化合物》第三節《生活中常見的有機物——乙醇和乙酸》中的第一課時的內容。這節課選取了日常生活中典型的有機物代表——乙醇。乙醇是常用的飲品、消毒劑、優質燃料，了解乙醇對日常生活的影響涉及到方方面面，在學習乙醇的知識之前，同學已經學習了甲烷，乙烯以及苯的有機化學知識，。因此對有機物的一般性質有了初步的認識，而且對有機物結構決定性質這一學習方法有了一定的體會，這些均為乙醇的學習奠定了基礎。乙醇是烴的衍生物的一種代表物質，學生已具備了化學鍵的相關知識，懂得共價鍵與最外層電子數的關系，碳要形成四個價鍵、氧形成兩個價鍵、氫形成一個價鍵，可以通過價鍵理論推測乙醇的可能結構。因此該節課我打算貫徹 “20+20”課堂教學理念，從生活中尋找與之相關的實例，激發學生興趣，通過探究實驗學習乙醇，同時為其他烴的衍生物的學習做好鋪墊，通過本節的學習不僅可以增長學生的有機化學知識，而且可以豐富他們的生活常識，從而達到提高科學素養的目的。

2、教學目標

（1）知道乙醇的組成、結構、官能團、物理性質及用途。

（2）了解烴的衍生物的概念及官能團與性質之間的關系。

（3）通過有關乙醇的實驗，學會觀察、分析化學實驗現象和推理、探究實驗結果，并學會對有機物進行科學探究的基本思路和方法。

（4）在合作探究過程中，體驗科學探究的過程，養成團結合作的品質。

（5）通過學習乙醇的用途，感受化學與生活、社會的密切關系，提升社會責任感。

3、核心素養

（1）微觀探析：從官能團的角度認識醇的組成、結構、性質和變化，形成有機物的學習“結構決定性質”的觀念。

（2）證據推理與科學探究：根據價鍵理論推測乙醇的結構有兩種，運用實驗驗證乙醇中的結構，并解釋分析實驗現象與乙醇結構之間的關系。

（3）實驗探究：學生學過老師給出的信息，自己動手實驗，觀察實驗現象，推理得出反應過程中的斷鍵位置。

4、評價目標

（1）通過金屬鈉與水和金屬鈉與乙醇的對比實驗，診斷學生的實驗水平——觀察水平和分析水平。

（2）通過對實驗的分析，診斷學生對乙醇分子微觀模型的構建和對于乙醇中官能團對化學性質的影響的分析能力。

（3）通過酸性重鉻酸鉀對乙醇的氧化的實驗現象聯系酒駕，診斷并發展學生對于化學價值的認識水平，包括社會價值觀，科學價值。

三、教學過程

環節一：新課導入，聯系生活

【教師引入】學生身邊哪里接觸過乙醇？如果手上不小心劃了記號筆，要怎么擦去？

【學生活動】請一位同學上來做實驗，手上劃的記號筆可以用乙醇溶解，學生能問到特殊的香味并感受到手上涼涼的。

【學生歸納總結】乙醇的物理性質。包括顏色、狀態、氣味、密度、熔沸點、溶解性

【教師提問】乙醇可以用作萃取劑嗎？如何分離乙醇和水的混合物？

【學生匯報】由于乙醇能與水互溶，所以不可以用作萃取劑。利用沸點不一樣可以用蒸餾的方法分離乙醇和水的混合物。

設計意圖：貼近生活，從生活中找到與化學有關的知識點，讓化學走進生活，開啟在生活中探索化學的奧秘。創設生活情境，學生歸納整理，得出物理性質，培養學生的表達能力，同時培養學生用化學的角度解讀生活現象。

環節二：搭建模型，對比實驗

【教師提問】乙醇的分子式是C2H6O，通過價鍵理論，乙醇的分子式能拼出幾種結構？

【學生活動】請兩名學生上黑板組裝乙醇可能的球棍模型。拼出兩種不同的球棍模型，分別是CH3OCH3或CH3CH2OH。

【教師引導】分析這兩種不同結構的異同點，可以發現他們的共價鍵的類型不同，其中一種結構中含有—OH，與水的結構H-O-H類似，還有就是含有—C—H鍵，這個與我們學習過的烷烴的結構相似。啟發學生如何驗證乙醇中含有這樣的結構呢？請你設計實驗并驗證。

【學生提出假設，設計實驗】水可以與金屬鈉反應，那么如果乙醇有一部分的結構和水的相似，那么乙醇能否也與金屬鈉反應呢？

【學生實驗】做金屬鈉分別與水和乙醇反應的對比實驗，并觀察記錄實驗現象。

【學生總結】列表對比學習鈉與水反應和鈉與乙醇反應。比較兩個反應的實驗現象、方程式的異同點。

【交流討論】通過對比實驗，思考、分析討論產生不同現象的原因，你們能得出怎么樣的結論。

【學生匯報結論】

1、密度：水>鈉>乙醇。

2、氫原子的活潑性：水中的氫原子>乙醇中羥基上的氫原子。

3、乙醇可以與活潑金屬反應，例如：Na、K、Ca、Mg等。

4、乙醇的結構是含有羥基的結構，結構式是CH3CH2OH。

【教師引導】請學生上黑板上展示鈉與乙醇反應的化學方程式。有實驗驗證得出：1mol乙醇與鈉反應生成0.5mol氫氣。由此得出乙醇與金屬鈉的反應中乙醇的斷鍵位置，判斷反應類型。

由實驗數據得出乙醇分子中的斷鍵位置是①位置上，且反應類型是置換反應。

設計意圖：乙醇分子的立體結構模型是本節課的重點，通過組裝分子模型和可能結構分析，宏觀現象與微觀結構分析相結合，培養學生分析化學現象與分子模型之間的聯系的能力，通過類比遷移，對比實驗，能夠幫助學生回顧前面學習過的知識點，并能夠加深印象，梳理知識點，實現對乙醇結構的強化。也通過這種分析過程，培養學生提出問題，收集證據，提出假設，設計實驗，得出結論的能力，培養學生證據推理的化學核心素養。

環節三：確定結構，微觀分析

【學生板演】寫出它的分子式、結構式、結構簡式、官能團。

【教師設疑】為什么乙醇的化學性質會比乙烷的要活潑？是由什么決定的？

【得出結論】得出乙醇的官能團是羥基，它的化學性質主要是由官能團所決定的。官能團的決定化學性質的主要因素。

環節四：關注生活，乙醇的化學性質

【過渡】對于大家來說，乙醇最熟悉的性質就是燃燒，而這個性質已經被應用做汽車燃料。它清潔環保，在提倡低碳生活的今天更要大力推廣使用乙醇汽油。

1、燃燒反應

CH3CH2OH+3O2==2CO2+3H2O

2、催化氧化

【問題引入】打銀匠在制作銀器的時候銀器有部分被氧化變黑，這時候只要將銀器加熱然后浸泡到乙醇溶液中，銀器立馬變得光亮如新，那么這其中發生了什么反應呢？

【學生實驗】請學生上臺演示銅對乙醇的催化氧化，并觀察實驗現象。學生很容易觀察到銅絲加熱后變黑，伸入到乙醇后迅速變得光亮。重復多次，問產物的味道。

【教師引導】觀察實驗現象，重點觀察銅絲顏色的變化并小心聞試管中液體氣味的變化。銅絲的變化是從紅色→黑色→紅色，在這個反應中起到催化劑的作用。

【學生討論】寫出方程式，學生討論，分析乙醇分子中的斷鍵位置。

3、強氧化劑的氧化

【問題導學】交警們在查酒駕的時候是用什么方法來檢驗的？你們知道嗎？通過問題引入乙醇被強氧化劑酸性高錳酸鉀和酸性重鉻酸鉀的氧化。播放視頻，觀察實驗現象。最后得出結論。乙醇能直接被強氧化劑直接氧化成乙酸。

設計意圖：

強化官能團對有機物化學性質的影響。通過實驗培養學生實驗探究的化學核心素養。以探究式學習，培養學生實驗探究的能力，主動發現、分析問題，解決問題。通過對酒駕的檢驗方法，教育學生拒絕酒駕，提高學生的社會責任感。

四、教學反思

1、貼近生活激發學習的興趣

通過聯系生活實際，使學生體會化學從生活中來，并服務于生活。本文多次用生活的例子引入新的知識的學習，例如，乙醇在日常生活中的應用，做溶劑、消毒劑、飲料等，還有對醉駕的檢驗方法等。這些學生們熟悉的例子更加能激發學生的好奇心，對接下來的學習產生更加濃厚的興趣。通過學習，了解研究有機物的一般方法，由事物的表象分析事物的本質、變化規律，培養知識遷移擴展、分析因果關系的技能。

2、模型構建是深度學習的途徑

建構是深度學習的主要形式，在實施時依據不同的內容選擇合適的策略[3]。通過分析乙醇的分子模型，構建乙醇分子的結構，使學生更好地體會和理解有機化學中“結構決定性質、性質反映結構”的化學思想，為今后學習打好基礎。挖掘學習過的知識，搭建問題支架，遷移類比學習，在師生交流、合作學習中完成知識的同化。

參考文獻：

[1]《化學課程標準》教育部基礎教學課程教材專家工作委員會普通高中課程標準修訂組[M].2017年版：3

[2]《基于核心素養有機化學教學研究》

[3]蔡玲玲、吳君磊《基于生活情境的深度探究教學——以“乙酸”教學為例》[J]2019，22-25