基于生活情境的探究式教學(xué)
——以“乙醇的催化氧化反應(yīng)”教學(xué)為例

◇ 廣東 夏娜娜

化學(xué)是一門貼近生活,改善生活的學(xué)科,具有實用性和創(chuàng)造性,也就是我們所說的來自于實際生活,又改善了我們的生活．但是有些高中化學(xué)老師對化學(xué)這門學(xué)科的教學(xué)理念缺乏正確的認(rèn)識,片面地重視理論教學(xué),忽略了它的實用性,導(dǎo)致化學(xué)課堂枯燥乏味．當(dāng)自主選科的新高考政策實施后,如果教師的教學(xué)方式仍然不改變,會使更多的學(xué)生選擇放棄化學(xué),因此教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變迫在眉睫．我們可以利用化學(xué)這門學(xué)科的實用性、創(chuàng)造性特點(diǎn),將抽象、精深、復(fù)雜的知識融于實際的生活,通過創(chuàng)設(shè)熟悉的情境,逐步啟發(fā)學(xué)生思考、猜想、探究,在探究中構(gòu)建知識體系．這樣的探究式教學(xué)不僅僅將知識傳達(dá)給了學(xué)生,還提高了學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的積極性,更培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力,并且整個課堂教學(xué)中學(xué)生參與度很高．當(dāng)學(xué)生真正成為課堂的主人,他們就會對這個科目的學(xué)習(xí)充滿興趣．本文是通過對情境問題的探究來構(gòu)建知識體系并應(yīng)用于實際的教學(xué)模式講解乙醇的催化氧化反應(yīng)．

1 教材分析

在人教版的化學(xué)課本中,這一節(jié)的標(biāo)題叫作“生活中兩種常見的有機(jī)物”,從題目就可以看出乙醇、乙酸這兩種物質(zhì)與實際生活聯(lián)系非常緊密．這一節(jié)可以分為3個課時,其中乙醇的學(xué)習(xí)需要2個課時．第一課時圍繞乙醇的物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行探究,第二課時是對乙醇催化氧化反應(yīng)的探究．第二課時是這一整節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)．在第一課時的講解中,教師可以用“我國的釀酒技術(shù)與文化”的相關(guān)視頻作為導(dǎo)入,也可以通過一些諺語,如“酒香不怕巷子深”等講述乙醇的相關(guān)性質(zhì)．以生活現(xiàn)象作為乙醇章節(jié)學(xué)習(xí)中激趣、引課環(huán)節(jié)的情境具有合理性．在“乙醇的催化氧化反應(yīng)”課時教學(xué)中,如何創(chuàng)造情境引入教學(xué)能將實用性和創(chuàng)造性結(jié)合起來，如何將孤立的知識與生活實際相結(jié)合,引發(fā)學(xué)生思考創(chuàng)新，這是本文論述的重點(diǎn).

2 設(shè)計思路

設(shè)計流程見圖1.

圖1

3 教學(xué)過程

3.1 根據(jù)生活實際創(chuàng)設(shè)情境,體現(xiàn)化學(xué)的實用性

【視頻展示】 喜慶的春節(jié),某條大路上出現(xiàn)一抹忙碌而又可愛的身影,交警叔叔要求司機(jī)對著手里的儀器吹氣.這是交警叔叔在查酒駕．

【問題】 為什么要查酒駕呢?酒駕有什么危害呢?各小組討論后回答.

【第一組回答】 因為喝酒后會頭暈、嘔吐、臉色發(fā)紅,并且大腦會不受控制,為避免酒后駕駛發(fā)生車禍所以交警才會查酒駕．猜測出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因可能是酒精在體內(nèi)發(fā)生了化學(xué)變化,生成了其他物質(zhì)導(dǎo)致的．

【知識拓展】 乙醇進(jìn)入體內(nèi)后,在肝臟中乙醇脫氫酶的作用下轉(zhuǎn)化成乙醛,乙醛又會被乙醛脫氫酶催化轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水．但是由于肝臟中的乙醛脫氫酶的量有限,當(dāng)飲酒過量時,酒精變成了乙醛存在體內(nèi)．乙醛會使人產(chǎn)生頭暈、頭痛、嘔吐等中毒癥狀．

【結(jié)論】 喝過多的酒會有損健康,酒駕更不可取.

【評價】 根據(jù)生活實際創(chuàng)設(shè)情境,既體現(xiàn)了化學(xué)的實用性,也激起了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并且為講述乙醇的催化氧化反應(yīng)做了鋪墊．

【過渡】 在人體內(nèi)存在乙醇脫氫酶,可以使乙醇變成乙醛,那我們在實驗室怎樣將乙醇變成乙醛呢?

3.2 創(chuàng)設(shè)實驗情境,由現(xiàn)象引發(fā)思考

【實驗探究】 請同學(xué)們?nèi)〕鰞筛笮∠嗤瑵崈舻穆菪隣钽~絲,將銅絲分別放在酒精燈外焰和內(nèi)焰上加熱.

【問題】 銅絲在酒精燈的外焰和內(nèi)焰加熱產(chǎn)生的現(xiàn)象一樣嗎?請同學(xué)們仔細(xì)觀察并提出猜想.

【第二組同學(xué)回答】 猜想1:現(xiàn)象不同,外焰加熱后銅絲變黑色,內(nèi)焰加熱后銅絲依舊是紅色,可能是因為外層的氧氣比較充足發(fā)生了氧化反應(yīng),而內(nèi)焰氧氣不充足,所以沒有發(fā)生氧化反應(yīng)．

【第三組同學(xué)回答】 猜想2:現(xiàn)象不同,可能因為外焰溫度比較高,促使Cu氧化成了CuO,而內(nèi)焰溫度比較低,所以沒有發(fā)生此反應(yīng)．

【第四組同學(xué)回答】 猜想3:根據(jù)乙醇在體內(nèi)酶的作用下可以變成乙醛,而酶是一種催化劑．由于乙醇易揮發(fā),內(nèi)焰上乙醇的濃度比較大,而實驗過程中內(nèi)焰銅絲沒有變化,聯(lián)想到催化劑的性質(zhì),所以猜測銅絲應(yīng)該和乙醇脫氫酶一樣作了催化劑．

【教師】 每個組都提出了猜想,請各組設(shè)計實驗驗證自己的猜想.

【驗證猜想1】 設(shè)計實驗證明銅絲在外焰和內(nèi)焰加熱后產(chǎn)物不同是由于外焰、內(nèi)焰氧氣濃度導(dǎo)致的.

【設(shè)計實驗】 將銅絲置于不同濃度的氧氣中,加熱．

【結(jié)論】 銅絲均變黑色,猜想1不正確．

【驗證猜想2】 設(shè)計實驗證明銅絲在外焰和內(nèi)焰加熱后產(chǎn)物不同是由于外焰、內(nèi)焰溫度不同導(dǎo)致的.

【設(shè)計實驗】 將銅絲放在火柴的外焰和內(nèi)焰上加熱后觀察現(xiàn)象.

【結(jié)論】 發(fā)現(xiàn)銅絲均變黑色,那說明和外焰內(nèi)焰沒有關(guān)系,和加熱的原料酒精有關(guān)系,既說明了猜想2不正確也證明了猜想1不正確．

【驗證猜想3】設(shè)計實驗證明酒精燈內(nèi)焰加熱后的銅絲沒有變紅是因為銅絲作了催化劑.

【問題】是否能根據(jù)二氧化錳催化過氧化氫的實驗,將銅絲放入乙醇中加熱來進(jìn)行實驗?zāi)?

【回答】不可以,乙醇易燃,會引起火災(zāi).

【繼續(xù)啟發(fā)】乙醇有哪些物理性質(zhì)?是否可以加熱銅絲呢?

【回答】乙醇易揮發(fā),可以試著使低濃度的乙醇揮發(fā)到銅絲上,加熱,觀察銅絲是否變色.

【設(shè)計實驗】經(jīng)過嘗試后發(fā)現(xiàn)圖2實驗操作方便,現(xiàn)象明顯.

圖2

【實驗現(xiàn)象】加熱銅絲,銅絲依舊是紅色,同時產(chǎn)生有刺激性氣味的油狀液體．這個過程中發(fā)生了化學(xué)變化．

【學(xué)生代表總結(jié)】銅絲在空氣中加熱會生成氧化銅變成黑色,但是由于酒精易揮發(fā),內(nèi)焰酒精燃燒不充分,有大量乙醇存在,乙醇在銅絲的催化作用下會發(fā)生化學(xué)變化．催化劑反應(yīng)前后性質(zhì)不變,所以銅絲依舊是紅色．具有刺激性氣味的油狀液體恰好符合乙醛的性質(zhì)．

【評價】化學(xué)是一門以實驗為主的自然科學(xué),對于觀察到的現(xiàn)象,啟發(fā)學(xué)生提出猜想,引導(dǎo)學(xué)生再通過實驗的方式驗證猜想,提高學(xué)生的課堂參與度,使他們成為課堂的主人．

3.3 引入反應(yīng)原理,用微觀知識解釋宏觀現(xiàn)象

【過渡】 從剛才的現(xiàn)象中我們可以總結(jié)乙醇在銅的催化作用下變成了乙醛,那么這個反應(yīng)究竟是怎么發(fā)生的呢?

【PPT展示】 利用動畫展示乙醇變成乙醛的過程中H原子的軌跡，如圖3所示.

圖3

①

②

總反應(yīng)方程式:

【評價】通過動畫形象生動地模擬了乙醇催化氧化的具體過程,使得學(xué)生對斷鍵位置以及反應(yīng)原理清晰明了,記憶深刻,突破了本節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)．

4 結(jié)合所學(xué)知識,解決生活問題

【提問】我們學(xué)習(xí)了乙醇的催化氧化,知道了Cu在乙醇的催化氧化過程中起到催化劑的作用,那么這個知識是否能應(yīng)用到我們的生活中呢?

【學(xué)生回答】可以用來除銅銹.

【繼續(xù)啟發(fā)】哪個學(xué)生描述一下具體的做法呢?這種除銅銹的方法能不能推廣?有沒有缺點(diǎn)呢?

【學(xué)生回答】可以將銅銹放在酒精燈上加熱．這種方法不能推廣,因為在反應(yīng)過程中會產(chǎn)生乙醛這種有刺激性氣味的有毒物質(zhì)．

【評價】學(xué)以致用,將學(xué)習(xí)的知識應(yīng)用到解決實際生活問題中,充分體現(xiàn)了化學(xué)的實用性,也拓展了學(xué)生的思維,引導(dǎo)學(xué)生辯證地看待問題,善于思考問題的兩面性．

5 反思

高中化學(xué)的特點(diǎn)是抽象、零碎、復(fù)雜．教師如果僅僅簡單地將知識傳授給學(xué)生,學(xué)生會覺得化學(xué)的學(xué)習(xí)很枯燥,再加上高中化學(xué)的抽象性,會使很多學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中比較吃力,慢慢地就失去了學(xué)習(xí)的積極性．這就要求教師在上課時，不能僅僅將知識單一地傳達(dá)給學(xué)生,而是要盡可能地將教學(xué)內(nèi)容以生活實際作為出發(fā)點(diǎn),創(chuàng)設(shè)熟悉的情境,化抽象為具體,引發(fā)學(xué)生思考,提高學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的興趣,提高學(xué)生的課堂參與度．乙醇的催化氧化是乙醇章節(jié)的重點(diǎn),本節(jié)課通過對生活中常見現(xiàn)象的思考,引發(fā)學(xué)生到對銅絲加熱現(xiàn)象的探究,一步步啟發(fā)學(xué)生完成了乙醇催化氧化知識的學(xué)習(xí),構(gòu)建了知識體系．整個教學(xué)過程彰顯出新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)的“素養(yǎng)為本”的教學(xué)理念,將教學(xué)內(nèi)容置于相關(guān)情境中,用情境作載體,引發(fā)思考,最后又將學(xué)習(xí)的知識應(yīng)用到實際生活中,提高了學(xué)生在特定環(huán)境中解決化學(xué)相關(guān)問題的能力,也發(fā)展了學(xué)生各方面的素養(yǎng)．