證據(jù)推理在高中化學乙醇性質(zhì)教學中的實踐探究

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A

新課標明確指出，證據(jù)推理是高中化學學科核心素養(yǎng)的重要組成部分，強調(diào)學生能夠依據(jù)收集的證據(jù)來對教師的問題提出合理的假設，并通過一系列分析推理過程來進行驗證.高一學生經(jīng)過初中的學習，雖然具備了一定的化學學習基礎，但在整合化學知識、進行邏輯推理以及構(gòu)建知識框架方面仍存在一定不足.針對此類問題，教師應加快轉(zhuǎn)變自身教育理念，將證據(jù)推理作為開展化學教學的核心，通過設計探究性的問題，引導學生主動搜集證據(jù)并進行論證分析，進而逐漸提升學生的化學核心素養(yǎng).

1 證據(jù)推理概述

“證據(jù)推理”是一種重要的化學教學方法，強調(diào)教師通過有效的證據(jù)事實或數(shù)據(jù)資料對提出的假設進行推理論證，從而培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和問題解決能力.在高中化學教學實踐中，教師可以為學生設計一些具有探究性意味的問題，以充分激發(fā)學生的學習興趣和探索欲，從而引導學生利用所學知文章編號：1008-0333（2025）18-0119-03識來自主解決這些問題，這種教學方式使教師可以更加高效地開展實驗探究教學.學生將根據(jù)教師的問題來設計實驗的具體步驟，在此過程中，學生不僅能夠直觀觀察到化學反應的現(xiàn)象，還能夠借助實驗證據(jù)來驗證自身觀點，進而深化和鞏固所學知識，培養(yǎng)科學精神和實驗技能.

2 證據(jù)推理在高中化學乙醇性質(zhì)教學中的具體應用

2.1 創(chuàng)設教學情境，激發(fā)學生學習興趣

新課標強調(diào)教學情境在課堂教學中的應用.例如，在實驗開始前，教師可將課前準備好的教學素材一一展示給學生，并構(gòu)建生活化的教學情境，幫助學生更直觀地了解乙醇的用途.（1）展現(xiàn)燃料乙醇在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中應用的短片；（2）通過投影向?qū)W生展示醫(yī)護人員為發(fā)熱患者使用酒精反復擦拭手心和腳心的資料，以及酒駕引發(fā)嚴重車禍的新聞案例；（3）向?qū)W生展示 75% 酒精以及裝有乙醇溶液的試劑瓶[2].從乙醇的用途入手，指導學生結(jié)合自身生活經(jīng)驗分析素材.通過學習燃料乙醇的用途，學生可以直觀了解到乙醇是一種清潔能源，以及其在減少環(huán)境污染、促進可持續(xù)發(fā)展方面的重要性；通過分析投影資料，學生可以從化學的角度去理解酒精的物理性質(zhì)和生理作用，并明確乙醇的負面作用，進而培養(yǎng)安全意識和責任感；通過近距離觀察乙醇實物，學生可以更深入地理解乙醇的性質(zhì).同時，這一過程也有助于培養(yǎng)學生的信息處理能力和邏輯思維能力，對其今后的學習和成長具有重要意義[3].

2.2 組織小組討論，收集事實證據(jù)

掌握多樣化的證據(jù)收集方法對于培養(yǎng)學生的證據(jù)推理素養(yǎng)至關重要.在傳統(tǒng)的實驗教學中，教師為確保實驗的順利進行，往往習慣在課前準備好材料并在課堂上詳細講解每一步的操作流程.這種方法看似周到，實際上卻剝奪了學生自主探索、獨立思考的機會，因此教師應讓學生收集事實證據(jù)，以提升其思維能力.例如，在探究乙醇物理性質(zhì)的過程中，教師可以運用直觀教學法，將乙醇實物展示給學生，引導其從顏色、狀態(tài)、氣味三方面來觀察并描述乙醇的物理性質(zhì).此前，學生在烷烴部分的學習中已經(jīng)掌握了烷烴的沸點隨碳原子數(shù)增加而升高的基本規(guī)律.在此基礎上，教師可以向?qū)W生提出一個問題：為什么乙醇的沸點比烷烴高呢？并組織學生進行小組討論，引導學生以小組為單位搜集相關事實證據(jù).在討論過程中，學生分別從不同角度發(fā)表了自己的觀點，部分學生認為原因是分子間作用力不同，也有部分學生試圖從乙醇分子的特殊結(jié)構(gòu)出發(fā)提出自己的證據(jù)[4].小組討論不僅有助于提升學生的思維能力，還能顯著培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力，同時，在實踐過程中，學生將逐漸學會如何運用所學知識去解決實際問題，為今后的化學學習奠定基礎.

2.3 基于證據(jù)推理，引導學生科學歸納

在完成小組探究、整理證據(jù)等環(huán)節(jié)后，教師應引導學生根據(jù)知識的內(nèi)在邏輯，對收集到的證據(jù)進行推理分析，以驗證自身的假設，進而形成科學合理的結(jié)論.例如，在了解乙醇的物理性質(zhì)后，教師可以先向?qū)W生提問：乙醇的分子式和分子結(jié)構(gòu)是什么樣子的呢？已知乙醇的相對分子質(zhì)量為46，采用李比希元素分析法，可以得出乙醇的分子式為 C₂H₆0 ，說明乙醇分子中主要包含碳、氫、氧三種元素.接著，教師可以引導學生進行思考：乙醇的分子結(jié)構(gòu)與哪種烴分子最接近？為了幫助學生更好地理解這一內(nèi)容，教師可以鼓勵學生搭建乙烷（ C₂H₆ ）分子的球棍模型.隨后，教師進一步提問：如果在 C₂H₆ 分子結(jié)構(gòu)中嵌入一個0原子，會得到哪些結(jié)構(gòu)呢？在此基礎上，學生將通過開展定量實驗探究來嘗試寫出乙醇可能的結(jié)構(gòu)式.在此過程中，學生將觀察到金屬鈉沉在乙醇液面下會持續(xù)產(chǎn)生氣體.隨著反應進行，鈉塊將逐漸上浮，同時試管壁溫度也會隨之上升.通過測量可知，消耗的乙醇和生成的氫氣物質(zhì)的量比值為 .最終得出乙醇的分子結(jié)構(gòu)模型如圖1所示.結(jié)構(gòu)簡式為 CH₃CH₂0H 或C₂H₅OH

在實驗中學生還發(fā)現(xiàn)，乙醇中羥基上的氫原子活性相對較弱，與水中的氫原子相比反應更為緩慢.這一反應機理用公式表示為：

2CH₃CH₂OH+2Na?2CH₃CH₂ONa+H₂↑

最后教師總結(jié)：乙醇與乙烷在性質(zhì)與結(jié)構(gòu)上都存在一定相似性，但不同之處在于乙烷中的氫原子不易被置換出來，而乙醇中的羥基氫則相對容易被置換.這種決定有機化合物化學特性的原子（團）被稱為官能團.

2.4設計問題鏈條，提升學生證據(jù)推理能力

問題是激發(fā)學生思維能力的主要媒介，因此在實驗教學的過程中，教師可以圍繞乙醇的性質(zhì)、實驗現(xiàn)象的解釋與分析、乙醇的具體應用等方面設計一系列具有挑戰(zhàn)性和啟發(fā)性的問題，使學生在解決問題的過程中逐漸提升證據(jù)推理能力.例如，在探究乙醇化學性質(zhì)的過程中，教師可以向?qū)W生提出問題：乙醇的結(jié)構(gòu)還賦予其哪些化學性質(zhì)呢？首先，一個顯而易見的性質(zhì)是乙醇能夠燃燒.在教師的指導和自身學習經(jīng)驗的輔助下，學生寫出乙醇燃燒的化學反應方程式為：

接著，教師可以進一步闡述乙醇作為燃料的具體應用.例如，乙醇作為乙醇汽油這一新能源的主要成分，其推廣使用不僅有助于減少環(huán)境污染，還能在一定程度上緩解我國的能源危機.但乙醇的生產(chǎn)主要依賴玉米等糧食作物，推廣使用乙醇可能導致糧食危機的出現(xiàn).因此，對于任何問題都需要從辯證的角度來看待.同時，教師還可以進一步拓展話題，探討乙醇對人體的影響.乙醇作為酒類飲品的主要成分，在進入人體后會引發(fā)一系列反應，部分人在喝酒后會出現(xiàn)發(fā)熱、臉紅、困倦等現(xiàn)象，還有部分人會出現(xiàn)精神異常興奮、行為沖動等表現(xiàn).教師可以提問：為什么不同人喝酒后的反應會有所不同呢？隨后鼓勵學生進行自主討論.在討論結(jié)束后，教師可以進行總結(jié)：酒精在人體內(nèi)會經(jīng)歷一系列的氧化反應，CH₃CH₂OH （乙醇）→ CH₃CHO （乙醛）—→CH₃COOH （乙酸）一 （二氧化碳），最后排出體外，同時釋放出熱量，這一過程會導致人體發(fā)熱以及臉紅.同時，乙醛是一種有毒的液體，會對人體中樞神經(jīng)產(chǎn)生一定刺激，導致人體反應遲鈍.根據(jù)前面的探索，教師可以提出一個問題：在銅或銀作為催化劑的條件下，乙醇與氧氣會發(fā)生怎樣的反應？反應產(chǎn)物可能是什么？學生在進行初步分析后提出了一個論據(jù)，即反應過程中可能會產(chǎn)生刺激性氣味的物質(zhì).接著，學生將開展實驗設計，模擬出乙醇催化氧化為乙醛的過程，并仔細觀察實驗現(xiàn)象.在實驗過程中，原本紅色的銅（ 在受熱后將逐漸變成黑色的氧化銅（ CuO_?^? ，而當 CuO 進入乙醇后又會變?yōu)榧t色，同時伴隨液體沸騰及刺激性氣味的生成，也就是學生猜想的乙醛.最后得出這一化學反應方程式：

其中， Cu 在反應中主要起到了催化劑的作用，其質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后均未發(fā)生變化.

最后，學生可以總結(jié)歸納出乙醇的三個主要化學性質(zhì)：（1）乙醇可以與金屬鈉發(fā)生置換反應，生成氫氣和乙醇鈉；（2）乙醇具有可燃性，可以在空氣中燃燒，生成二氧化碳和水；（3）乙醇還可以在銅或銀的催化下，與氧氣發(fā)生氧化反應，生成乙醛和水.

3 結(jié)束語

本教學探究以發(fā)展學生證據(jù)推理素養(yǎng)為核心，以分析乙醇在生活中的實際應用為出發(fā)點，探究乙醇的物理性質(zhì).教師引導學生搭建乙醇的分子結(jié)構(gòu)模型，并提出一系列啟發(fā)性問題，指導學生進行推理和實驗驗證，通過微觀分子結(jié)構(gòu)與宏觀實驗現(xiàn)象的結(jié)合，學生能夠全方位了解乙醇的物理和化學性質(zhì)，并在親身參與實驗的過程中，能夠深人理解實驗現(xiàn)象背后的原因，進一步提升思考能力和探究精神，為今后的學術(shù)研究奠定堅實基礎.

參考文獻：

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[3]王星喬，滕瑛巧，李晶，等.指向“證據(jù)推理與模型認知”的物質(zhì)結(jié)構(gòu)教學：以人教版選擇性必修2“配合物”為例[J].化學教學，2022（09）：57 -63.

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