“素養(yǎng)為本，情境先行”的《乙醇》教學(xué)設(shè)計

黎海枚

摘 要：“生活中常見的有機物——乙醇”是高中有機化學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，在內(nèi)容上起著承上啟下的作用，既聯(lián)系了前面烴的知識，又為后邊學(xué)習(xí)酯化反應(yīng)、人工合成的化合物作鋪墊。為了促進學(xué)生對乙醇結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的理解，課堂設(shè)計分為三部分。第一部分，學(xué)生根據(jù)常識歸納乙醇的物理性質(zhì);第二部分，學(xué)生搭建乙醇分子模型，并根據(jù)信息提示和實驗探究分析真實結(jié)構(gòu);第三部分，創(chuàng)設(shè)真實情景，學(xué)生演示實驗，歸納和總結(jié)乙醇的化學(xué)性質(zhì)，深化學(xué)生“結(jié)構(gòu)—性質(zhì)—用途”的有機物研究的一般方法，發(fā)展學(xué)生以官能團為核心分類思想的“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的內(nèi)隱認識方法。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);乙醇;高中教學(xué)

對有機化合物知識的學(xué)習(xí)，很好地體現(xiàn)了化學(xué)核心素養(yǎng)中的證據(jù)推理與模型認知、實驗探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)精神與社會責(zé)任等方面的思想。本文嘗試以“生活中常見的有機物——乙醇”教學(xué)設(shè)計為例，探討通過創(chuàng)設(shè)真實情境、開展學(xué)習(xí)活動、優(yōu)化學(xué)習(xí)問題，從而發(fā)展學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

一、基于核心素養(yǎng)的教學(xué)目標設(shè)計

學(xué)生在初中已經(jīng)簡單學(xué)習(xí)過乙醇的用途，但沒有從組成和結(jié)構(gòu)的角度認識乙醇。在必修2前面學(xué)習(xí)了烴（甲烷、乙烯、苯），以及同分異構(gòu)體、同系物等概念，對“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一核心思想有了初步的認識。乙醇既是學(xué)生比較熟悉的生活用品，又是典型的烴的衍生物。因此，本節(jié)課主要從乙醇的物理性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)出發(fā)，旨在讓學(xué)生知道官能團對有機物性質(zhì)的重要影響，建立“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途” 的有機物學(xué)習(xí)模式。基于以上分析，設(shè)計如下教學(xué)目標。

① 通過對乙醇物理性質(zhì)的分析，發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理及分析解決問題的能力;

②通過乙醇分子結(jié)構(gòu)的探究過程，初步發(fā)展證據(jù)推理能力與實驗探究能力，深化對“官能團決定一類有機化合物性質(zhì)”的理論模型的認知;

③ 通過對乙醇催化氧化反應(yīng)的實驗探究，初步發(fā)展實驗探究能力，進一步發(fā)展從微觀視角對化學(xué)反應(yīng)進行分析的能力。

二、教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一：物理性質(zhì)歸納

[教師]播放歌曲“但愿人長久”，展示幾種常見的酒的圖片。第三章第三節(jié)我們將學(xué)習(xí)廚房里兩種常見的有機物，酒和醋，這兩種物質(zhì)我們基本都喝過，男生喜歡喝酒，女生喜歡“吃醋”。請一男生介紹酒的成分、乙醇的物理性質(zhì)。

[學(xué)生]思考、回答

[教師]特別提醒：（1）醫(yī)用酒精中乙醇的體積分數(shù)通常為75%。（2）工業(yè)酒精中約含乙醇96%（質(zhì)量分數(shù)），含乙醇99.5%以上的叫做無水乙醇。由工業(yè)酒精制取無數(shù)酒精，不能直接蒸餾，應(yīng)將工業(yè)酒精與新制生石灰混合后，加熱蒸餾。

[教師]提問：用什么物質(zhì)檢驗酒精中是否含有水？能否用乙醇萃取溴水中的溴單質(zhì)？為什么常用酒浸泡藥材？

[學(xué)生]思考、回答

環(huán)節(jié)二：分子結(jié)構(gòu)探究

[教師]已知：實驗測定乙醇的分子式為C2H6O，比乙烷分子多一個氧原子。根據(jù)有機物中“碳原子形成四個鍵、氫原子形成一個鍵、氧原子形成兩個鍵”的原則，你能想出幾種拼接方式？

[學(xué)生]搭建乙醇分子模型，寫出乙醇分子可能的結(jié)構(gòu)簡式：CH3CH2OH、CH3OCH3。

[教師]乙醇分子的結(jié)構(gòu)到底是哪一種？如何通過簡單實驗進行驗證？

信息提示：①煤油的主要成分是烴，鈉保存在煤油中。②水與鈉可以反應(yīng)。

[學(xué)生]小組討論兩種結(jié)構(gòu)式的區(qū)別，提出實驗方案：金屬鈉被保存在煤油中，說明煤油不與金屬鈉反應(yīng)，煤油的主要成分是烴類，進而說明C-H鍵不易斷裂，根據(jù)鈉與水反應(yīng)，說明O-H鍵容易斷裂。若乙醇與金屬鈉能發(fā)生置換反應(yīng)，可推測乙醇含O-H鍵，則結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2OH。

[學(xué)生]實驗：無水乙醇與金屬鈉反應(yīng)。分析乙醇分子的斷鍵位置，得出乙醇分子中存在-OH，乙醇結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2OH。

[教師]引出官能團和烴的衍生物的定義。提醒：乙醇和二甲醚互為同分異構(gòu)體。

環(huán)節(jié)三：化學(xué)性質(zhì)探究

1、乙醇與鈉置換反應(yīng)

[教師]由前面可知，乙醇可以和鈉反應(yīng)。請分別用五個字總結(jié)鈉與水或乙醇的反應(yīng)。

[學(xué)生]鈉與水反應(yīng)：浮熔游響紅。鈉與乙醇反應(yīng)：沉慢且不熔，即反應(yīng)開始時鈉粒沉在乙醇液面下，反應(yīng)緩慢，有無色氣泡放出，反應(yīng)結(jié)束后鈉不熔化。

[學(xué)生]寫出鈉與乙醇反應(yīng)的方程式。分析乙醇分子的斷鍵位置、乙醇與氫氣的數(shù)量關(guān)系。

2、乙醇燃燒

[教師]乙醇還可以發(fā)生什么化學(xué)反應(yīng)呢？

[學(xué)生]燃燒。

[教師]板書：燃燒方程式、現(xiàn)象。

3、乙醇催化氧化

[教師]圖示分析人容易醉酒的原因：

乙醛能刺激人體神經(jīng)系統(tǒng)，并且增加肝臟解酒的負擔，危害健康。酒駕極易引發(fā)交通事故，所以，為了自己的身體健康以及他人的生命安全，人們應(yīng)拒絕酒駕。下面同學(xué)們演示乙醇被催化氧化為乙醛的實驗。

[學(xué)生]1.進行乙醇催化氧化探究實驗，觀察實驗現(xiàn)象。

2.分析乙醇催化氧化的實驗過程，寫出總反應(yīng)式，討論得出：銅起到催化劑作用。

[教師]投影微觀動畫。通過結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度分析乙醇催化氧化的原理：氧原子和乙醇分子中的兩個氫原子結(jié)合生成水脫除，而乙醇上的碳氧單鍵變成了碳氧雙鍵，生成乙醛，提出問題：所有的醇都能發(fā)生催化氧化反應(yīng)嗎？

[學(xué)生]討論分析，得出醇發(fā)生催化氧化的條件：與羥基（-OH）相連的碳原子上必須有氫原子。

4、乙醇被直接氧化

[教師]酒駕是違法行為，會受到嚴厲的處罰。提出問題：交警是如何判斷駕駛員是否酒駕的？酒精檢測儀的原理是什么？引出酒精檢測儀的原理：乙醇+重鉻酸鉀→乙酸+硫酸鉻，這個反應(yīng)為氧化反應(yīng)，乙醇被直接氧化為乙酸，這個反應(yīng)存在顏色變化，重鉻酸鉀為橙色，產(chǎn)物硫酸鉻是灰綠色。如果對駕駛員進行酒精檢測時，儀器有變色指示，則說明該司機酒駕。乙醇也能被酸性高錳酸鉀直接氧化為乙酸。板書。

[教師]上面三個反應(yīng)都屬于什么反應(yīng)類型？

[學(xué)生]氧化反應(yīng)。體現(xiàn)了乙醇的還原性。

[教師]補充：有機反應(yīng)中，得氧或去氫為氧化反應(yīng)，去氧或得氫為還原反應(yīng)。

[師生小結(jié)]乙醇分子官能團為羥基（-OH），決定了乙醇的化學(xué)性質(zhì)，置換反應(yīng)和氧化反應(yīng)。

三、教學(xué)反思

1、本節(jié)課是基于學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展進行教學(xué)設(shè)計，通過情景創(chuàng)設(shè)、實驗探究、小組合作等活動，培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認知、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”等素養(yǎng)。最典型的學(xué)習(xí)活動是“乙醇結(jié)構(gòu)式的確定”，學(xué)生通過“搭建符合乙醇分子式的球棍模型——發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)存在同分異構(gòu)現(xiàn)象——根據(jù)已知信息推測乙醇的結(jié)構(gòu)——設(shè)計實驗驗證——現(xiàn)象分析——最終確定乙醇的結(jié)構(gòu)式”，整個學(xué)習(xí)活動目的是培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，發(fā)展證據(jù)推理素養(yǎng)，并深化對“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”理論模型的認知。

2、本節(jié)課是基于真實情境創(chuàng)設(shè)的教學(xué)設(shè)計，創(chuàng)設(shè)了多處真實情景（各種酒類圖片、清洗銅銀制品方法、醉酒的原因、酒駕的檢查原理、乙醇汽油等），激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，有效引導(dǎo)學(xué)生主動參與、積極思考與合作探究，發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)。