深度學習理念下“乙醇”的教學

袁海濤 陳璐玲

摘要：以深度學習理念指引乙醇的學習，設計學習任務、進行實時評價，并以“知識結構化、認識思路結構化、核心觀念結構化”為主線，進行“乙醇”一課的教學設計，為高一有機化學的深度學習提供思路。

關鍵詞：深度學習;乙醇;結構化

文章編號：1008-0546（2022）04x-0038-03

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.00.011

一、教學內容及現狀分析

中國高考評價體系主要由“一核”“四層”“四翼”三部分組成，其中“四層”中的“關鍵能力”包括知識獲取能力群、實踐操作能力群、思維認知能力群[1]。在“乙醇”的教學中發現，學生對于這一模塊的知識重點關注在乙醇的化學性質，尤其是乙醇在發生催化氧化、燃燒等化學反應時如何斷鍵，忽視了乙醇結構模型的建立和從結構角度對比乙醇與乙烷、水的化學性質。教學中將主要精力放在乙醇的化學性質而忽視對學生“信息搜索能力、信息轉化能力、動手操作能力、歸納概括能力”等能力的培養，這是與高考評價體系不相符的，需要用“深度學習”理論指導乙醇教學。

二、教學思想與創新點

胡久華等人認為，“深度學習”是在“教師引領下，學生圍繞具有挑戰性的學習主題，開展以化學實驗為主的多種探究活動，從宏微結合、變化守恒的視角，運用證據推理與模型認知的思維方式，解決復雜問題，獲得結構化的化學核心知識，建立運用化學學科思想解決問題的思路方法，培養學生的創新精神和實踐能力，促進學生核心素養的發展[2]?！碧魬鹦詫W習主題、深度學習目標、深度學習活動、持續性評價是“深度學習”教學設計的4個要素。

（一）精選學習主題

乙醇這一內容安排在烴以后，是從烴過渡到烴的衍生物的重要環節。本節內容強調從烴到烴的衍生物的結構變化、官能團與化學性質的關系，對于學好本章及其它烴的衍生物的知識有承上啟下的作用。除此之外，還能通過“分子結構模型的搭建”和“不同分支相同官能團性質的對比”開展學生的高階思維活動。

（二）設計學習任務

在深度學習中，任務、情境和問題三位一體，這三者之間以及問題與問題之間具有明顯的邏輯關系和結構化特征[3]。通過檢索相關文獻和查閱各個版本的教材，本節課以“從乙醇的組成、結構和性質出發，建立有機物“組成—結構—性質—用途”的有機物學習模式，使學生掌握學習和研究有機物的一般規律，形成一定的分析和解決問題的能力，同時鼓勵學生用物質結構解釋常見有機物的性質和用途?！?/p>

（三）進行實時評價

進行實時評價是開展深度學習的要素之一，評價的目的是促進真實問題解決、高階思維能力發展和核心素養提升。教學過程采取“提問與點評”等評價方式獲取學生素養養成情況證據信息，進而改進教與學[4]。結合《普通高中化學課程標準（2017年版）》，本節課的教學評價目標、評價方式及評價水平列舉如表1所示。

三、教學目標

依據《普通高中化學課程標準（2017年版）》[5]和《中國高考評價體系說明》[6]，確定教學目標。

（1）通過乙醇與乙烷、水的球棍模型對比，加強學生“結構決定性質”的化學觀念，鞏固“模型認知”的核心素養;

（2）通過乙醇的物理和化學性質，尤其是乙醇催化氧化成乙醛，乙醇與金屬鈉的反應，加強對“證據推理與模型認識”“宏觀辨識與微觀探析”化學核心素養的提升;

（3）通過分工合作，經歷探究學習，獲得乙醇的球棍模型，進而認識到物質結構與物質性質之間的關系，建立“（組成）結構—性質—用途”的有機物學習模式;

（4）通過探究實驗，全面培養和提高實驗能力、觀察能力和對實驗現象的分析能力;

（5）創設情境，通過動手實驗，培養學生嚴謹科學的探究態度。學習乙醇的好、壞兩方面用途，教會學生認識事物都具有兩面性，要辯證地看待事物。

四、教學過程

教學流程見圖1。

環節一：引入新課，搭建乙醇的球棍模型

[投影]幾張美酒圖片和相關文字。

[提問]這些圖片或文字里，均涉及一種共同的物質，那就是乙醇。

[建模]在初中我們就學過乙醇，俗稱酒精，分子式為C2H6O。前段時間我們陸續學習了甲烷、乙烷等有機物，我們通過搭建球棍模型可以更準確地學習有機物的物理、化學性質。請同學們利用手中的球和棍，搭建你認為合理的乙醇球棍模型，并搭建乙烷和

水的球棍模型。

[投影]C2H6O的兩種可能的球棍模型和NMR氫譜。[講解]在乙醇分子中-OH叫做羥基，是因為取自氫（Qing）氧（Yang）組合而成。對比乙烷的球棍模型，大家發現，乙醇相當于乙烷分子中的一個氫原子被羥基取代，相似的還有之前學過的一氯甲烷、二氯甲烷、1，2-二溴乙烷，這些物質叫做烴的衍生物。其中-Cl、-Br、-OH都被稱為有機物的官能團，能夠決定有機物分子的主要物理和化學性質。

環節二：乙醇的物理性質

[提問]請同學們觀察桌上的瓶裝乙醇，從氣味、狀態、顏色角度描述乙醇的物理性質。

[提問]乙醇為何與水能夠任意比互溶呢？

[投影]水分子間的氫鍵。

[講解]水分子間能形成氫鍵，導致沸點比H2S的還高。乙醇與水分子之間也能夠形成氫鍵，所以水和乙醇能夠任意比互溶。

環節三：乙醇的化學性質

[提問]請大家對比水和乙醇的球棍模型，預測乙醇能否與Na反應？

[演示實驗1]乙醇與Na反應：向盛有少量無水乙醇的試管中，加入一塊新切的、用濾紙吸干表面煤油的金屬鈉，觀察實驗現象。

[講解]實驗現象：Na沉在底部，反應平緩，冒出氣泡。

[引導]剛才我們看到產生氣泡，大家覺得可能是什么氣體呢（預測學生回答氫氣）？如何檢驗生成了氫氣？

[講解]用點燃的衛生香靠近肥皂泡，聽到“噗、噗”聲，說明生成了氫氣。

學生書寫完整的化學反應方程式，并用PPT投影乙醇和鈉反應斷鍵和成鍵的動畫，講解定量關系。

[引導]投影鈉與水和鈉與乙醇反應的實驗現象異同，引導學生思考鈉與水和鈉與乙醇反應，都是斷羥基中的氫氧鍵，但是乙醇反應平緩，水與鈉反應更劇烈。

[提問]乙醇和水都含有羥基，為什么鈉跟水反應更劇烈些？

[講解]結構決定性質，雖然都有羥基，但羥基上連接的基團還是有差異的。水分子中羥基連的是氫原子，乙醇分子羥基連的是乙基，說明基團間會相互影響。

[引導]適量飲酒有助消化、散寒。過量飲酒有害身體健康，因為乙醇在人體代謝過程中會產生對人體健康有害的乙醛。乙醇在人體中可在氧氣和乙醇脫氫酶的作用下，被氧化成乙醛，乙醛又可在氧氣和乙醛脫氫酶的作用下被氧化成乙酸，最終通過呼吸作用變成二氧化碳和水。乙醇在人體外是否也能被氧化成乙醛和乙酸呢？下面我們來看一個實驗。

[學生實驗1]向一支試管中加入5mL乙醇，將繞成螺旋狀的銅絲在酒精燈上灼燒至紅熱，插入乙醇中，反復幾次，觀察銅絲顏色變化，并小心煽聞試管中液體的氣味。

[提問]你觀察到了哪些實驗現象？銅絲加熱后變黑，伸入乙醇溶液中后又變紅，再

加熱又變黑，伸入乙醇溶液中又變紅，并能聞到刺激性氣味。

[提問]這種刺激性氣味是怎樣產生的呢？

[引導]銅絲在酒精燈火焰上灼燒時變黑，是銅被氧氣氧化成了氧化銅，灼熱的銅絲伸入乙醇溶液中，又變紅，說明氧化銅又變成了銅，乙醇被氧化銅氧化成了乙醛。因此，銅在反應前后沒有發生改變，只是起催化劑的作用。乙醇實際上是被空氣中的氧氣氧化成了乙醛。

[講解]下面我們再來看看乙醇生成乙醛是如何斷鍵成鍵的。投影乙醇和乙醛的球棍模型，分析斷鍵成鍵。指出乙醇脫去的兩個氫原子結合一個氧原子就生成一個水分子，因此2mol乙醇和1mol氧氣反應。

[引導]生活中我們經常見到交警測酒駕，那么檢查酒駕的原理是什么呢？

[講解]檢查酒駕的原理是讓駕駛員呼出的氣體接觸載有經過硫酸酸化處理的三氧化鉻（CrO3）（通常呈橙黃色）的硅膠，與乙醇蒸汽反應生成硫酸鉻[Cr（2SO4）3]（綠色）。這一事實說明乙醇也能被其它的氧化劑氧化。

[提問]如果氧化物換成氧化性更強的KMnO4和K2Cr2O7呢？

[學生實驗2]取一支試管，第一組同學向試管中滴入1滴管酸性高錳酸鉀溶液，第二組同學向試管中滴入1滴管酸性重鉻酸鉀溶液，再用滴管滴加7～8滴乙醇，用力振蕩，記錄實驗現象。

[講解]我們看到酸性高錳酸鉀溶液顏色褪去，酸性重鉻酸鉀溶液由橙色變成綠色，都是因為乙醇被氧化了?？茖W實驗表明乙醇可被強氧化劑直接氧化成乙酸。

[總結]總結乙醇的主要化學性質及斷鍵部位。

[引導]乙醇的化學性質跟羥基的斷鍵有關，羥基對乙醇的性質起決定性作用，我們將決定有機化合物的化學特性的原子或原子團叫做官能團。如羥基（-OH）、鹵素原子（-X）、硝基（-NO2）、碳碳雙鍵等。

五、教學反思

以“深度學習”指導簡單含氧衍生物的學習，關鍵在于學習主題的選取和學習任務的設計。學習主題不僅要取決于真實情境，還要體現主題的育人功能。學習任務的設計既要邏輯嚴謹，又要符合當前學生的認知水平。教學過程中，應該專注層層遞進的主線，增強教學活動的開放程度，促進高階思維的發展。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部考試中心.中國高考評價體系[M].北京：人民教育出版社，2020.

[2]胡久華，羅濱，陳穎.指向“深度學習”的化學教學實踐改進[J].課程.教材.教法，2017（3）：90-96.

[3]楊玉琴，倪娟“.原電池”教學30年演進研究[J].化學教育，2016，37（17）：1-8.

[4]吳海萍.促進“深度學習”的教學實踐與思考——以“基于桃酥烘焙配方的實驗探究”為例[J].化學教育，2018，39（19）：23-27.

[5]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[6]中華人民共和國教育部考試中心.中國高考評價體系說明[M].北京：人民教育出版社，2020.