“食品中的有機化合物——乙醇”教學(xué)設(shè)計與反思

王維　潘則南

摘 要：本文以蘇教版教材為基礎(chǔ)，從生活化學(xué)和化學(xué)實驗兩個角度出發(fā)，適當(dāng)應(yīng)用歸納演繹、邏輯推理等科學(xué)方法開展“食品中的有機化合物—乙醇”的教學(xué)，突出了化學(xué)與生活聯(lián)系密切，培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力以及分析問題、解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：乙醇；模塊教學(xué)；教學(xué)設(shè)計；教學(xué)反思

乙醇與我們生活息息相關(guān)，緊密聯(lián)系，學(xué)生有不同層次的認識。如何把日常生活經(jīng)驗轉(zhuǎn)化成嚴謹深刻的科學(xué)認識，如何在課程教學(xué)中滲透有機化學(xué)的研究方法，帶著這些思考與認識，筆者“對食品中的有機化合物——乙醇”的教學(xué)進行如下設(shè)計。

1 教材分析

1.1 課標分析

課標解讀見表1。

1.2 本節(jié)知識的前后聯(lián)系

“食品中的有機化合物——乙醇”出現(xiàn)在蘇教版《必修2（必修）》專題三的第二單元，通過前面課時學(xué)習(xí)學(xué)生對有機物有一定理性的認識：已知道有機化合物的結(jié)構(gòu)特點（構(gòu)成元素），了解了其在日常生活中的巨大作用。乙醇作為烷烴類物質(zhì)的衍生物，但不強調(diào)按官能團分類學(xué)習(xí)該部分知識。同時該課時與乙酸、油脂等內(nèi)容緊密相連，將為后續(xù)學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)、作鋪墊 [1 ]。

2 教學(xué)目標與教學(xué)重難點

2.1 教學(xué)目標

（1）理解烴的衍生物概念，掌握乙醇的分子結(jié)構(gòu)。

（2）通過對乙醇分子結(jié)構(gòu)的探究，了解科學(xué)研究的一般方法，學(xué)會由事物的表象分析事物的本質(zhì)、變化，獲得知識遷移擴展、因果判斷分析等方面的技能，進一步提高綜合探究的能力 [2 ]。

（3）通過對乙醇分子結(jié)構(gòu)的探究，培養(yǎng)相信科學(xué)、尊重事實的科學(xué)態(tài)度和勇于思考、勇于探究、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。

2.2 教學(xué)重難點

乙醇分子結(jié)構(gòu)的推導(dǎo)、乙醇化學(xué)性質(zhì)。

3 教學(xué)設(shè)計與教學(xué)反思

3.1 從生活實際引入的教學(xué)設(shè)計

【片段1】用學(xué)生熟知的內(nèi)容引入新課

教師講述：我國是酒的故鄉(xiāng)，也是酒文化的發(fā)源地，是世界上釀酒最早的國家之一。中國的酒文化源遠流長、博大精深、享譽中外。酒在文學(xué)創(chuàng)作（李白把酒問青天，斗酒詩百篇）、生活娛樂（如朋友聚會）、飲食烹飪（如料酒）、養(yǎng)生保健等方面發(fā)揮重要作用。那么同學(xué)們知道酒的成份中含有那種有機化合物？

生異口同聲回答：乙醇！

講述：今天我們一起來認識乙醇這種有機化合物。

【片段2】通過喝酒臉紅、檢測酒精等內(nèi)容引出乙醇發(fā)生氧化反應(yīng)的性質(zhì)

乙醇發(fā)生催化氧化反應(yīng)時，產(chǎn)生了一種新的有機化合物——乙醛。如何讓學(xué)生把這種物質(zhì)與生活經(jīng)驗相聯(lián)系。

講述：我們知道部分人飲酒時常伴隨著臉紅，一些人認為喝酒臉紅的人酒量好，這樣的看法正確么？其實飲酒臉紅是乙醇在體內(nèi)被氧化生成了一種有毒物質(zhì)——乙醛，所以同學(xué)們遇到這種情況應(yīng)當(dāng)勸阻適可而止，暴飲 傷身！

乙醇可以發(fā)生燃燒反應(yīng)、催化氧化，從有機化學(xué)反應(yīng)的角度來看都屬于氧化反應(yīng)。交警檢測酒精其實也是利用乙醇發(fā)生氧化反應(yīng)，其原理為CrO3（H+）（橙紅色）→ Cr3+（綠色），通過是否有顏色的變化判斷是否酒駕。2008年世界衛(wèi)生組織的事故調(diào)查顯示，大約50%～60%的交通事故與酒后駕駛有關(guān)，今年我國也加大了對酒駕的懲罰力度。所以同學(xué)們應(yīng)當(dāng)從我做起，珍惜生命、遠離酒駕。

3.2 乙醇分子式確定的教學(xué)設(shè)計

【片段3】乙醇分子式的確定方法

本專題第一課時“天然氣的利用——甲烷”已經(jīng)學(xué)習(xí)了甲烷分子式的確定。如何確定乙醇的分子式？通過元素分析儀（展示圖片）測得乙醇中含碳52.2%，含氧34.8%，含氫 13.0%，由此可得nC： nH：nO =2：6：1?，F(xiàn)已測得乙醇摩爾質(zhì)量為Mr=46 g/mol ，可以確定乙醇分子式為C2H6O。通過本片段的教學(xué)，鞏固了所學(xué)知識，加強學(xué)生基本功。課后作業(yè)是完成本單元課后第4題（蘇教版必修2 P86）。通過的該儀器的簡要介紹可以拓展學(xué)生視野，培養(yǎng)化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)。

3.3 認識乙醇結(jié)構(gòu)的教學(xué)設(shè)計

【片段4】 乙醇結(jié)構(gòu)的確定與認識

現(xiàn)已經(jīng)確定乙醇的分子式，那么乙醇可能存在如圖1所示的兩種結(jié)構(gòu)。

設(shè)問1：這兩種結(jié)構(gòu)間互為什么關(guān)系？

生：分子式相同，結(jié)構(gòu)明顯不同，互為同分異構(gòu)體。

提示1：鈉可以保存在煤油中，但是鈉可以與水分子劇烈反應(yīng)。

提示2：煤油屬于烴類物質(zhì)，水分子結(jié)構(gòu)如圖2所示。

分析1：烴類物質(zhì)僅含有碳氫兩種元素。

設(shè)問2：烴類物質(zhì)含有那些類型的化學(xué)鍵？

生1：含有碳氫鍵。

生2：含有碳碳單鍵。

生3：還可能含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵。

分析2：通過同學(xué)們的回答可以知道烴類物質(zhì)含有碳氫鍵以及碳碳鍵。而我們觀察水分子中僅有氫氧鍵。

分析3：結(jié)合提示1的事實以及分析2，說明鈉可以使氫氧鍵斷裂而不能使碳氫鍵、碳碳鍵斷裂。

設(shè)問3：通過實驗知道鈉可以與乙醇反應(yīng)，那么乙醇的結(jié)構(gòu)為（1）還是（2），為什么？

生：乙醇結(jié)構(gòu)為（2），因為結(jié)構(gòu)（2）含有與鈉反應(yīng)的氫氧鍵，與實驗事實相符！

學(xué)生實踐：請根據(jù)乙醇的結(jié)構(gòu)式，寫出乙醇的結(jié)構(gòu)簡式。并向?qū)W生展示乙醇的球棍模型（圖3）與比例模型（圖4），要求學(xué)生指出相應(yīng)模型中不同顏色球代表的原子。

3.4 實驗探究教學(xué)設(shè)計

實驗是科學(xué)研究的基本方法之一?；瘜W(xué)實驗是架起化學(xué)基本理論與元素化學(xué)的橋梁，實驗在化學(xué)科學(xué)研究中的作用舉足輕重，實驗?zāi)芰σ彩腔瘜W(xué)學(xué)科的基本技能，體現(xiàn)了學(xué)科的的基本素養(yǎng)。

【片段5】乙醇物質(zhì)性質(zhì)

學(xué)生分組實驗：請大家拿起桌上的一瓶無水乙醇，從顏色、氣味、狀態(tài)、水溶性等方面觀察總結(jié)，說說乙醇的物理性質(zhì)。

提示液體藥品聞氣味的方法，部分同學(xué)操作不規(guī)范，正確操作方法如圖5所示。

學(xué)生交流總結(jié)：通過觀察和生活經(jīng)驗，總結(jié)乙醇的物理性質(zhì)。

【片段6】乙醇與鈉反應(yīng)

學(xué)生分組實驗：學(xué)生動手完成鈉分別與水、乙醇反應(yīng)的實驗，提示學(xué)生規(guī)范操作注意實驗安全。

設(shè)問：從鈉反應(yīng)時的位置、形狀、聲音、劇烈程度等角度對比鈉與水反應(yīng)的異同并完成表格2。

生1：鈉與水反應(yīng)劇烈，鈉與乙醇反應(yīng)較平靜，但都有氣泡冒出：說明都生成氣態(tài)物質(zhì)。

生2：鈉與水發(fā)出嘶嘶響聲，而鈉與乙醇反應(yīng)基本聽不到。

生3：鈉與水反應(yīng)迅速變成小圓球，而鈉與乙醇沒觀察到。

生4：鈉與水反應(yīng)是鈉浮在水表面，與乙醇反應(yīng)沉到底部。說明ρ鈉<ρ水，ρ鈉>ρ乙醇，進一步得出ρ乙醇<ρ水。

教演示實驗：通過對比不難發(fā)現(xiàn)，生成的氣體是氫氣。為了進一步驗證猜想，操作如圖6的實驗，可以聽到尖銳爆鳴聲。

【片段7】乙醇結(jié)構(gòu)的再認識

學(xué)生分組實驗：（1）如圖7所示加1～2 ml乙醇于試管中，滴入2～3滴酚酞觀察液體顏色變化。（2）用玻璃棒沾取無水乙醇液體于pH試紙上。

設(shè)問1：觀察到什么現(xiàn)象，乙醇中含有-OH，那么乙醇是否呈堿性？

生：酚酞滴入無水乙醇中液體顏色無變化，說明乙醇不呈堿性。通過pH檢測發(fā)現(xiàn)乙醇呈中性。

設(shè)問2：分析實驗，從物質(zhì)分類的角度看，乙醇屬于哪類物質(zhì)？

生：乙醇呈中性表明無法電離出H+或者OH-，說明乙醇是非電解質(zhì)。

設(shè)計實驗意圖：通過實驗加深乙醇非電解質(zhì)印象，自己動手得出結(jié)論比直接給出結(jié)論更有說服力，同時為后續(xù)課程說明乙酸為弱電解質(zhì)做鋪墊，加深對有機化合物的認識。

【片段8】乙醇的催化氧化

學(xué)生分組實驗：已經(jīng)由片段 2知道，乙醇在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)化成乙醛，實驗室也可以用其他方法實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化。在酒精燈上灼燒銅絲，然后插入無水乙醇中，聞其氣味。

設(shè)問1：在該反應(yīng)中，你觀察到什么現(xiàn)象？你能寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式嗎？

生1：灼燒后銅絲變黑。

分析1：灼燒后紅色變黑的原因是什么？銅被氧化變成黑色氧化銅方程式為：2Cu + O2 2CuO ① 。

生2：黑色銅絲插入乙醇中迅速變成紅色，有刺激性氣味物質(zhì)物質(zhì)產(chǎn)生。

分析2：顯然氧化銅和乙醇為反應(yīng)物，刺激性物質(zhì)就是乙醛，所以產(chǎn)物之一為乙醛。黑色銅絲再度變紅說明產(chǎn)物之二是單質(zhì)銅，根據(jù)質(zhì)量守恒不難發(fā)現(xiàn)另一產(chǎn)物是水。方程式為：

CH3CH2OH+CuO → H2O+CH3CHO+Cu ② 。

設(shè)問2：請同學(xué)討論下這里銅絲起到什么作用？說明理由。

生3：銅絲的作用是催化劑，反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化。

分析3：根據(jù)方程式①、②可知銅反應(yīng)前后沒有變化，因此起到催化作用。大家可以看到銅參與了化學(xué)反應(yīng)，所以催化劑也可能參與化學(xué)反應(yīng)。兩式相加即可得到乙醇催化氧化的方程式：2CH3CH2OH+O2 → 2CH3CHO+2H2O。

4 教學(xué)反思

就高一學(xué)生而言，剛開始接觸有機物，一部分學(xué)生感到陌生、困惑，其原因可能源于學(xué)生沒有跳出無機物的固定思維模式，對共價鍵形成有機物缺乏足夠認識。蘇教版本課時著重通過觀察實驗現(xiàn)象，分析得出物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，思維容量大，因此教師要適當(dāng)引導(dǎo)，對于學(xué)生陌生的領(lǐng)域盡量一語道破、一針見血以減少學(xué)生困惑，減小學(xué)習(xí)難度。本節(jié)課以乙醇為載體，重點從生活化學(xué)與化學(xué)實驗兩個角度入手，開展課程教學(xué)。通過科學(xué)實驗，演繹推理等科學(xué)方法提高了學(xué)生的動手能力、分析問題、解決問題的能力，并逐步養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，勇于思考、勇于探究、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。

參考文獻：

[1]王祖浩，王云生.高中化學(xué)教學(xué)參考書：化學(xué)2（必修）[M]. 南京：江蘇教育出版社，2008.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標準（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2003.