基于學科核心素養的高中化學真實問題情境的教學策略
——以乙醇教學設計為例

曹立美

(四川省甘孜藏族自治州九龍高級中學 626200)

情境認知理論的觀點是，高效學習需要在真實的情境中進行.如果脫離了特定的情境或者場合的知識將是毫無意義的，所以教師在其平時的教學中，要注意真實情境的創設.

1 學情分析

要創造真實的問題情境，就要先分析學生的情況，高一學生的學情如下：

已有的認知能力：通過初中以及前面章節的學習，學生對乙醇的組成元素、物理性質等已有初步認識，具備一定的實驗和自主探究的能力.面臨的挑戰：證據推理與模型認知能力，宏、微、符三重表征能力都較欠缺，“結構—性質—用途”的思維方式還需教師引導.

2 制定合理的教學目標

新課標對乙醇的學習的要求有以下幾點：①知道乙醇的結構、了解乙醇主要性質；②認識乙醇在日常生活中的應用；③認識乙醇中的官能團，據此總結出表1所列教學目標和評價目標.

表1

3 實施有效的教學策略

教師的教法和學生的學法見表2.

表2

4 制定合理的設計思路

根據學情，制定出合理的教學思路，如圖1所示.

圖1

5 教學過程中的巧妙設計

5.1 巧用真實情境，激發學習興趣

【引入】在新冠肺炎疫情中，可以消滅新冠病毒的消毒劑有哪些呢？

【提問】同學們知道乙醇有什么物理性質嗎？請同學以小組為單位總結自己面前的乙醇有什么物理性質？然后完成學案.

【回答】含氯消毒劑和75%的乙醇消毒劑等.

【設計意圖】學生通過自己動手實驗，總結乙醇的物理性質，發展證據推理素養.

【實驗結論】結合同學們的分享，我們可以總結出乙醇的物理性質是：無色、有特殊香味的液體，易揮發、沸點為78.5℃、極易溶于水.

5.2 學生自主搭建模型，引發深度思考

【提問】乙醇的分子式為C2H6O，這其實就是在乙烷的分子式的基礎上加入了一個氧原子，請大家動手操作，并探究這個O在插入乙烷的分子結構中時有哪些情況？

【學生活動】學生動手操作，探究乙醇可能的分子結構.

【設計意圖】學生通過動手操作實驗，提升實驗操作能力，發展證據推理與模型認識素養.

【實驗結論】乙醇分子可能的結構有兩種情況.

【教師追問】以上兩種哪個才是乙醇的分子結構呢？怎樣才能驗證乙醇分子的結構呢？以下是老師收集到的資料，請同學們根據資料，利用已學知識進行討論.

【展示資料】(1)鈉保存在煤油中，煤油中存在C—H建和C—C鍵；(2)鈉可以與水發生反應，水中存在O—H鍵.

【學生討論】發現可能的乙醇的兩種分子結構中有一種結構中存在O—H鍵，我們可以把鈉加入到乙醇，看是否能反應，如果能反應，說明乙醇的分子結構應該是含有O—H鍵的那種.

【設計意圖】通過推測并驗證乙醇分子的結構，可以提高學生的宏觀辨識和微觀探析的素養，發展學生的證據推理和模型認知素養.

【學生活動】在2只相同大小的燒杯中加入等量的無水乙醇和蒸餾水，然后取2塊相同大小的光亮的鈉，擦干表面的煤油，分別放入到2只燒杯中，仔細對比觀察2個燒杯中的現象.

【實驗結論】鈉與水反應時鈉浮在水面上，迅速融化，發出“嘶嘶”的響聲，鈉四處游動；鈉與乙醇反應時，鈉沉入燒杯底部，其他的現象跟水差不多，但是沒有鈉與水反應那么劇烈.把乙烷結構式中的一個氫取下，將這個連有氧原子和氫原子的鍵連上去，就變成了乙醇，這個基團就叫羥基，這個羥基的“羥”的左邊取自氧，右邊取自氫，羥基就是乙醇的官能團.

【教師追問】鈉與乙醇反應生成的氣體是什么？

【學生討論】二氧化碳、氫氣、水蒸氣等都有可能，根據這些氣體的性質驗證.

【教師演示】用試管將鈉和乙醇反應產生氣體進行收集，然后驗純再點燃，用1只小燒杯罩在火焰上，看到有水珠生成后，取下燒杯，向其中滴加澄清石灰水，發現澄清石灰水未變渾濁.

【實驗結論】鈉可以和水反應產生氣體：

【教師追問】乙醇與鈉反應斷的是哪里的鍵？

【學生回答】因為鈉不與煤油反應，煤油中有C—H鍵，所以這個反應斷的是羥基上鍵.

【設計意圖】根據已知，收集證據，證明猜想.

5.3 循序漸進，探秘人體解酒過程

【教師提問】乙醇可以使變黑的銅重新恢復紅色，這是真的嗎？為什么？

【學生討論】小組成員間相互交流，認為銅絲變黑是因為銅絲被氧化生成氧化銅了，最后決定用實驗證明.

【教師追問】為什么要將銅絲放在酒精燈上灼燒呢？銅絲很細，可能會使現象不太明顯，有沒有辦法能夠讓現象更明顯呢？

【學生再次討論】將銅絲繞成螺旋狀.

【學生活動】把銅絲繞成螺旋狀，然后在酒精燈上灼燒，待銅絲變黑后迅速將其伸入到裝乙醇的試管中.

【實驗結論】螺旋狀銅絲先變黑后變紅，同時會生成刺激性氣味氣體.

【設計意圖】學生通過動手實驗，提升實驗操作能力.

【教師追問】在這個過程中，銅發生了什么化學反應？氧化銅是被誰還原成銅的呢？銅在此反應中起什么作用？充當了什么角色呢？

【學生討論】討論，分享交流.

【視頻展示】展示乙醇催化氧化斷鍵原理.

【設計意圖】了解乙醇催化氧化的斷鍵的原理，同時可以發展宏觀辨識和微觀探析素養.

【教師追問】為什么有人千杯不醉，而有人一滴就倒？

【學生討論】相互討論

【視頻展示】播放視頻，揭示原理，討論喝酒危害.

【結論】喝酒有諸多危害，引發交通事故，危害人生安全等.

【設計意圖】將化學知識與生活常識聯系起來，提高學生科學態度和社會責任素養.

5.4 模擬交警查酒駕過程，增進學生體驗

【教師設疑】介紹交警查酒駕原理，常用裝置，展示模擬交警查酒駕裝置，請同學對著模擬酒駕檢測儀吹氣，原因是什么？

【學生討論】可能是酒駕儀是壞的等原因.

【教師揭秘】揭示其變色原因：有的吸管中的棉花蘸了酒精.

呼吁青少年要樹立責任意識，鼓勵學生回家號召父母遵守交通規則，避免酒駕.

【設計意圖】通過酒駕模擬實驗，發展科學態度與社會責任素養.

5.5 學生動手制作酒精免洗凝膠，感受化學在生活中的應用

【教師提示】市場上酒精免洗凝膠因其使用方便、消毒效果又好，深得大眾喜愛，今天老師就交給大家一種自制酒精免洗凝膠.

【學生活動】學生分小組，自己動手，自制酒精免洗凝膠并與其他小組分享、討論.

【設計意圖】自制酒精免洗凝膠，學生可以將所學知識和生活緊密聯系起來.

6 教學反思(略)