基于生活情境的探究式教學
——以“乙醇的催化氧化反應”教學為例

◇ 廣東 夏娜娜

化學是一門貼近生活,改善生活的學科,具有實用性和創造性,也就是我們所說的來自于實際生活,又改善了我們的生活．但是有些高中化學老師對化學這門學科的教學理念缺乏正確的認識,片面地重視理論教學,忽略了它的實用性,導致化學課堂枯燥乏味．當自主選科的新高考政策實施后,如果教師的教學方式仍然不改變,會使更多的學生選擇放棄化學,因此教學方式的轉變迫在眉睫．我們可以利用化學這門學科的實用性、創造性特點,將抽象、精深、復雜的知識融于實際的生活,通過創設熟悉的情境,逐步啟發學生思考、猜想、探究,在探究中構建知識體系．這樣的探究式教學不僅僅將知識傳達給了學生,還提高了學生對化學學習的積極性,更培養了學生的動手能力和創新能力,并且整個課堂教學中學生參與度很高．當學生真正成為課堂的主人,他們就會對這個科目的學習充滿興趣．本文是通過對情境問題的探究來構建知識體系并應用于實際的教學模式講解乙醇的催化氧化反應．

1 教材分析

在人教版的化學課本中,這一節的標題叫作“生活中兩種常見的有機物”,從題目就可以看出乙醇、乙酸這兩種物質與實際生活聯系非常緊密．這一節可以分為3個課時,其中乙醇的學習需要2個課時．第一課時圍繞乙醇的物理性質和結構進行探究,第二課時是對乙醇催化氧化反應的探究．第二課時是這一整節的重點和難點．在第一課時的講解中,教師可以用“我國的釀酒技術與文化”的相關視頻作為導入,也可以通過一些諺語,如“酒香不怕巷子深”等講述乙醇的相關性質．以生活現象作為乙醇章節學習中激趣、引課環節的情境具有合理性．在“乙醇的催化氧化反應”課時教學中,如何創造情境引入教學能將實用性和創造性結合起來，如何將孤立的知識與生活實際相結合,引發學生思考創新，這是本文論述的重點.

2 設計思路

設計流程見圖1.

圖1

3 教學過程

3.1 根據生活實際創設情境,體現化學的實用性

【視頻展示】 喜慶的春節,某條大路上出現一抹忙碌而又可愛的身影,交警叔叔要求司機對著手里的儀器吹氣.這是交警叔叔在查酒駕．

【問題】 為什么要查酒駕呢?酒駕有什么危害呢?各小組討論后回答.

【第一組回答】 因為喝酒后會頭暈、嘔吐、臉色發紅,并且大腦會不受控制,為避免酒后駕駛發生車禍所以交警才會查酒駕．猜測出現以上現象的原因可能是酒精在體內發生了化學變化,生成了其他物質導致的．

【知識拓展】 乙醇進入體內后,在肝臟中乙醇脫氫酶的作用下轉化成乙醛,乙醛又會被乙醛脫氫酶催化轉化成二氧化碳和水．但是由于肝臟中的乙醛脫氫酶的量有限,當飲酒過量時,酒精變成了乙醛存在體內．乙醛會使人產生頭暈、頭痛、嘔吐等中毒癥狀．

【結論】 喝過多的酒會有損健康,酒駕更不可取.

【評價】 根據生活實際創設情境,既體現了化學的實用性,也激起了學生的學習興趣,并且為講述乙醇的催化氧化反應做了鋪墊．

【過渡】 在人體內存在乙醇脫氫酶,可以使乙醇變成乙醛,那我們在實驗室怎樣將乙醇變成乙醛呢?

3.2 創設實驗情境,由現象引發思考

【實驗探究】 請同學們取出兩根大小相同潔凈的螺旋狀銅絲,將銅絲分別放在酒精燈外焰和內焰上加熱.

【問題】 銅絲在酒精燈的外焰和內焰加熱產生的現象一樣嗎?請同學們仔細觀察并提出猜想.

【第二組同學回答】 猜想1:現象不同,外焰加熱后銅絲變黑色,內焰加熱后銅絲依舊是紅色,可能是因為外層的氧氣比較充足發生了氧化反應,而內焰氧氣不充足,所以沒有發生氧化反應．

【第三組同學回答】 猜想2:現象不同,可能因為外焰溫度比較高,促使Cu氧化成了CuO,而內焰溫度比較低,所以沒有發生此反應．

【第四組同學回答】 猜想3:根據乙醇在體內酶的作用下可以變成乙醛,而酶是一種催化劑．由于乙醇易揮發,內焰上乙醇的濃度比較大,而實驗過程中內焰銅絲沒有變化,聯想到催化劑的性質,所以猜測銅絲應該和乙醇脫氫酶一樣作了催化劑．

【教師】 每個組都提出了猜想,請各組設計實驗驗證自己的猜想.

【驗證猜想1】 設計實驗證明銅絲在外焰和內焰加熱后產物不同是由于外焰、內焰氧氣濃度導致的.

【設計實驗】 將銅絲置于不同濃度的氧氣中,加熱．

【結論】 銅絲均變黑色,猜想1不正確．

【驗證猜想2】 設計實驗證明銅絲在外焰和內焰加熱后產物不同是由于外焰、內焰溫度不同導致的.

【設計實驗】 將銅絲放在火柴的外焰和內焰上加熱后觀察現象.

【結論】 發現銅絲均變黑色,那說明和外焰內焰沒有關系,和加熱的原料酒精有關系,既說明了猜想2不正確也證明了猜想1不正確．

【驗證猜想3】設計實驗證明酒精燈內焰加熱后的銅絲沒有變紅是因為銅絲作了催化劑.

【問題】是否能根據二氧化錳催化過氧化氫的實驗,將銅絲放入乙醇中加熱來進行實驗呢?

【回答】不可以,乙醇易燃,會引起火災.

【繼續啟發】乙醇有哪些物理性質?是否可以加熱銅絲呢?

【回答】乙醇易揮發,可以試著使低濃度的乙醇揮發到銅絲上,加熱,觀察銅絲是否變色.

【設計實驗】經過嘗試后發現圖2實驗操作方便,現象明顯.

圖2

【實驗現象】加熱銅絲,銅絲依舊是紅色,同時產生有刺激性氣味的油狀液體．這個過程中發生了化學變化．

【學生代表總結】銅絲在空氣中加熱會生成氧化銅變成黑色,但是由于酒精易揮發,內焰酒精燃燒不充分,有大量乙醇存在,乙醇在銅絲的催化作用下會發生化學變化．催化劑反應前后性質不變,所以銅絲依舊是紅色．具有刺激性氣味的油狀液體恰好符合乙醛的性質．

【評價】化學是一門以實驗為主的自然科學,對于觀察到的現象,啟發學生提出猜想,引導學生再通過實驗的方式驗證猜想,提高學生的課堂參與度,使他們成為課堂的主人．

3.3 引入反應原理,用微觀知識解釋宏觀現象

【過渡】 從剛才的現象中我們可以總結乙醇在銅的催化作用下變成了乙醛,那么這個反應究竟是怎么發生的呢?

【PPT展示】 利用動畫展示乙醇變成乙醛的過程中H原子的軌跡，如圖3所示.

圖3

①

②

總反應方程式:

【評價】通過動畫形象生動地模擬了乙醇催化氧化的具體過程,使得學生對斷鍵位置以及反應原理清晰明了,記憶深刻,突破了本節學習的難點．

4 結合所學知識,解決生活問題

【提問】我們學習了乙醇的催化氧化,知道了Cu在乙醇的催化氧化過程中起到催化劑的作用,那么這個知識是否能應用到我們的生活中呢?

【學生回答】可以用來除銅銹.

【繼續啟發】哪個學生描述一下具體的做法呢?這種除銅銹的方法能不能推廣?有沒有缺點呢?

【學生回答】可以將銅銹放在酒精燈上加熱．這種方法不能推廣,因為在反應過程中會產生乙醛這種有刺激性氣味的有毒物質．

【評價】學以致用,將學習的知識應用到解決實際生活問題中,充分體現了化學的實用性,也拓展了學生的思維,引導學生辯證地看待問題,善于思考問題的兩面性．

5 反思

高中化學的特點是抽象、零碎、復雜．教師如果僅僅簡單地將知識傳授給學生,學生會覺得化學的學習很枯燥,再加上高中化學的抽象性,會使很多學生在學習化學的過程中比較吃力,慢慢地就失去了學習的積極性．這就要求教師在上課時，不能僅僅將知識單一地傳達給學生,而是要盡可能地將教學內容以生活實際作為出發點,創設熟悉的情境,化抽象為具體,引發學生思考,提高學生對化學學科的興趣,提高學生的課堂參與度．乙醇的催化氧化是乙醇章節的重點,本節課通過對生活中常見現象的思考,引發學生到對銅絲加熱現象的探究,一步步啟發學生完成了乙醇催化氧化知識的學習,構建了知識體系．整個教學過程彰顯出新課標強調的“素養為本”的教學理念,將教學內容置于相關情境中,用情境作載體,引發思考,最后又將學習的知識應用到實際生活中,提高了學生在特定環境中解決化學相關問題的能力,也發展了學生各方面的素養．