基于化學核心素養(yǎng)的教學設計

【摘" 要】本文以“乙醇”為例，探討基于化學核心素養(yǎng)的教學設計。從課標要求、教材分析、教學目標、教學重難點、核心素養(yǎng)、學情分析、教學過程等方面，引導學生了解乙醇的結構、性質(zhì)、用途及危害，培養(yǎng)學生宏觀辨識與微觀探析、科學探究與創(chuàng)新意識等核心素養(yǎng)。

【關鍵詞】核心素養(yǎng)；教學設計；化學

一、課標要求

認識官能團的種類，從官能團的視角認識有機化合物的分類，認識官能團與有機化合物特征性質(zhì)的關系，認識在一定條件下官能團可以相互轉化。

二、教材分析

教材在第二節(jié)介紹了乙烯，學生對含有官能團的有機物有了初步的認識。在此基礎上，教材以生活實例引入乙醇，通過展示乙醇的球棍模型及對比乙烷和乙醇的結構式，引出官能團的概念，再通過實驗探究乙醇與鈉的反應，以及實驗探究乙醇催化氧化的反應，讓學生了解乙醇的化學性質(zhì)。通過資料卡片，學生了解乙醇在生活中的作用及危害。

三、教學目標

1．通過模型制作與觀察、討論交流，了解官能團的概念，初步建立分析有機物官能團與性質(zhì)關系的思維方法。

2．通過引導分析、實驗探究，理解乙醇與鈉的反應、乙醇的氧化反應原理，能正確描述實驗現(xiàn)象并書寫有關化學反應方程式，培養(yǎng)實驗、觀察和分析能力。

3．從官能團和化合物類別的角度辨識各類有機化合物并探析它們的結構和性質(zhì)。

四、教學重點

乙醇的分子組成、結構和化學性質(zhì)。

五、教學難點

乙醇與鈉及催化氧化反應原理的理解。

六、核心素養(yǎng)

宏觀辨識與微觀探析：通過對乙醇的分子結構、物理和化學性質(zhì)的探究，根據(jù)官能團羥基認識乙醇的性質(zhì)，學會由實物的表象解析實物的本質(zhì)，形成“結構決定性質(zhì)”的觀念。

科學探究與創(chuàng)新意識：通過設計實驗探究乙醇的結構與性質(zhì)，認識乙醇的性質(zhì)及在生活中的應用，培養(yǎng)和提高學生的實驗設計、操作、觀察及發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的綜合能力。

證據(jù)推理與模型認知：通過比較煤油、水和乙醇結構及性質(zhì)的差異，認識具有相同官能團的有機物具有相似的性質(zhì)，形成官能團決定有機物的性質(zhì)的認知模型。

七、學情分析

生活經(jīng)驗上，學生對乙醇的簡單物理性質(zhì)和化學性質(zhì)有所了解，但還沒有形成系統(tǒng)的認識。能力上，學生已具備了一定的推理能力和實驗探究能力，但學生對“結構決定性質(zhì)”這一概念的理解不夠深入和全面，通過現(xiàn)象分析本質(zhì)的能力還比較弱，需要進一步強化。

八、教學過程

環(huán)節(jié)一：新課導入（魔術）

【魔術】燒不壞的紙巾

首先按2∶1的比例配制乙醇和水混合液于燒杯中，然后將紙巾在該混合液中浸泡一會兒，最后拿出浸透混合液的紙巾后在酒精燈上點燃，觀察現(xiàn)象。

【學生】觀察現(xiàn)象，分析原因

【設計意圖】以魔術導入，引出新課——“乙醇”，激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望。

環(huán)節(jié)二：實驗探究乙醇的物理性質(zhì)

探究實驗1" 乙醇的物理性質(zhì)

【教師】請同學們觀察乙醇的顏色、狀態(tài)和氣味，并做乙醇的溶解性實驗，然后總結其物理性質(zhì)。

（1）向乙醇中倒入一定體積的水，搖勻，觀察現(xiàn)象。

（2）熒光筆涂畫在手上，用棉簽蘸取乙醇反復擦拭手上的字，看是否能擦去。

【學生總結】乙醇俗稱酒精，為無色液體，有特殊香味，易揮發(fā)，能與水以任意比互溶，能溶解多種有機物和無機物。

【設計意圖】培養(yǎng)學生動手、觀察、歸納和語言表達的能力。

環(huán)節(jié)三：探究乙醇的結構

【過渡】經(jīng)實驗測定可知，乙醇的分子式為C2H6O，按照原子的成鍵原則，乙醇分子的結構是什么樣呢？請同學們動手搭建乙醇分子可能的球棍模型。

【展示】

【設疑】如何設計實驗證明乙醇的結構為甲式還是乙式呢？請同學們認真閱讀資料卡片并分組討論得出證據(jù)推理。展示資料卡片：

1.水的結構式H-O-H

2.乙烷的結構式

3.金屬鈉保存在煤油中，煤油的主要成分是烴類

4.鈉能與水反應產(chǎn)生氫氣

【學生】討論后得出證據(jù)推理

①鈉與煤油（烷烴） 不反應；②鈉與水（H-OH）反應；③鈉與乙醇能反應。

【設計意圖】促進對乙醇結構的深度理解，培養(yǎng)學生證據(jù)推理與模型建構的學科核心素養(yǎng)。

環(huán)節(jié)四：實驗探究乙醇與金屬鈉的反應

【學生分組實驗】乙醇與金屬鈉的反應。

【學生分析】鈉沉在試管底部，鈉表面有氣泡產(chǎn)生，鈉沒有熔化成小球，也未發(fā)出嘶嘶的響聲。

【學生得出結論】觀察鈉與乙醇反應，對比水的結構可證明乙醇的結構屬于甲式。

【教師補充】乙醇的分子式：C2H6O，結構簡式：CH3CH2OH或C2H5OH，官能團：羥基（-OH）。

【教師】鈉與乙醇反應時鈉沉在乙醇的底部，但鈉與水反應時鈉浮在水面上，這說明了什么問題？另外對比鈉與乙醇的反應和鈉與水的反應現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)鈉與水反應比鈉與乙醇反應劇烈，這又說明什么呢？

【學生】說明乙醇的密度小于鈉，鈉的密度小于水。水中羥基上的氫比乙醇羥基上的氫活潑。

【教師】水和乙醇能和鈉反應生成氫氣是因為水和乙醇中都含有羥基，因為官能團決定有機物的化學性質(zhì)，所以鈉與水反應要比鈉與乙醇反應劇烈是因為有機物中基團與基團之間會相互影響，乙醇中乙基使羥基（—OH）中的氫活潑性減弱。

【學生】書寫方程" （1）置換反應：2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑

【設計意圖】通過對比分析，深度了解乙醇與活潑金屬反應的原理，體會“結構決定性質(zhì)”在有機化學中的重要作用。培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學核心素養(yǎng)。

環(huán)節(jié)五：實驗探究乙醇的化學性質(zhì)——氧化反應

1.燃燒

【過渡】揭示紙巾燒不壞的原因

首先從紙巾發(fā)生燃燒，說明乙醇可以燃燒，即乙醇具有的化學性質(zhì)是發(fā)生氧化反應。

①燃燒：C2H5OH +3O2" " " 2CO2+3H2O

現(xiàn)象：發(fā)出淡藍色火焰，并放出大量熱。

【追問】為什么紙巾燒不壞呢？

【學生】因為乙醇燃燒放出大量的熱，水會蒸發(fā)，水蒸發(fā)帶走熱量，沒有達到紙巾的著火點，所以紙巾沒有被燒壞。

【設計意圖】培養(yǎng)學生的證據(jù)推理意識。

2.催化氧化

【過渡】上述實驗若改變條件，會有什么現(xiàn)象呢？

【教師】學生動手做教材中的【實驗7-5】，投影表格，引導觀察、分析。

【實驗7-5】向試管中加少量乙醇，取一根銅絲，下端繞成螺旋狀，在酒精燈上灼燒后插入乙醇中，反復幾次，觀察反應現(xiàn)象，小心地聞試管中液體產(chǎn)生的氣味。

思考：銅絲加熱后有什么變化？銅絲伸入后乙醇有什么現(xiàn)象？銅絲在反應中的作用？氧化劑是誰？

【學生】銅絲加熱后變黑，插入乙醇后黑色銅絲又變紅，因銅參與反應后又生成了？故銅作催化劑，氧化銅作中間產(chǎn)物。

【教師】請同學們交流討論乙醇分子中舊鍵斷裂，新鍵形成情況？畫出斷鍵位置。用動畫模擬乙醇催化氧化斷鍵位置。

【學生】學生交流討論，并畫出斷鍵位置。

追問：是否所有的乙醇都可以發(fā)生催化氧化呢？

【學生】與羥基直接相連的碳上必須有氫。

【小結】醇催化氧化條件：與羥基直接相連的碳上有氫。含R—CH2OH（R代表烴基）結構的醇，在一定條件下能被氧化成醛：

【練習】寫乙二醇發(fā)生催化氧化的方程

【設計意圖】通過實驗探究乙醇催化氧化原理，培養(yǎng)觀察分析能力，科學探究與創(chuàng)新意識的核心素養(yǎng)。

3.乙醇與強氧化劑的反應

【過渡】乙醇除被氧氣氧化，還可被其他氧化劑氧化，看生活中檢驗酒駕的原理。

【學生】往少量酸性重鉻酸鉀試管中加一定量乙醇，觀察現(xiàn)象。

現(xiàn)象：重鉻酸鉀溶液由橙色變?yōu)榫G色。

【教師】說明什么問題呢？

【學生】說明酸性重鉻酸鉀溶液被乙醇還原。

【教師】這說明乙醇具有什么性？

【學生】說明乙醇具有還原性。

【教師】評價、強調(diào)：酸性高錳酸鉀溶液或酸性重鉻酸鉀溶液與乙醇發(fā)生氧化反應時，乙醇都是被氧化成乙酸：

乙醇與強氧化劑的反應

【問題】閱讀教材P79頁內(nèi)容，結合“資料卡片”，思考乙醇有哪些用途，生活中過量飲酒對人體有哪些危害？

【學生】乙醇是重要的有機化工原料，用于生產(chǎn)醫(yī)藥、香料、化妝品、涂料等，醫(yī)療上作消毒劑。

【教師】評價、肯定。

【科學態(tài)度與社會責任】酒的主要成分是乙醇，少量飲酒有益，但酗酒有害健康。科學研究表明酒量與人體內(nèi)某些酶有關。

【教師】展示資料卡片，講解醉酒原因。

【設計意圖】鞏固“性質(zhì)決定用途”的觀念，促進相互合作的學習風氣，體會乙醇的重要作用。化學與生活有關，科普學科知識在生活中的應用，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度與社會責任。

環(huán)節(jié)六：課堂總結

官能團是決定有機物化學特性的原子或原子團。羥基是乙醇的官能團，它決定了乙醇的化學性質(zhì)。乙醇是醇類的代表，羥基是醇類物質(zhì)的官能團，我們可以根據(jù)乙醇的性質(zhì)和反應規(guī)律來認識醇類物質(zhì)的性質(zhì)和反應規(guī)律，實現(xiàn)有機物的轉化。

【設計意圖】總結認識有機物的一般思路，學生掌握方法，強化有機物的認知模型。

七、結束語

本課時教學堅持以問題為導向，注重聯(lián)系生活實際，以學生的探究實驗活動為主體完成教學過程，激發(fā)學生學習興趣，達到了新課標要求的教學理念。課堂上采用閱讀教材、討論交流、實驗探究、推理分析、及時鞏固等方式讓學生充分參與教學過程。通過給學生提供展示自我的平臺，學生在暢所欲言中，充分體會到學習的成就感，體驗到獲取知識的過程與方法。