在真實情境的項目式教學(xué)中探究乙醇的性質(zhì)

慈英倩

摘要：以“酒精在人體內(nèi)的代謝”為抓手和主要任務(wù)，開展高中項目式化學(xué)教學(xué)研究，運用系統(tǒng)思維挖掘出從“醉酒”到“醒酒”背后承載的學(xué)習(xí)目標(biāo)和任務(wù)安排。通過學(xué)生將任務(wù)進行拆解并轉(zhuǎn)化為化學(xué)問題，在合作探究、實驗操作中，掌握乙醇的結(jié)構(gòu)和主要性質(zhì)。

關(guān)鍵詞：項目式學(xué)習(xí);乙醇;結(jié)構(gòu);教學(xué)案例

文章編號：1008-0546（2022）02x-0052-03

中圖分類號：G632.41

文獻標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.02x.014

一、研究背景

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》[1]提倡問題情境的創(chuàng)設(shè)，讓學(xué)生在解決真實問題的過程中明確化學(xué)學(xué)科的價值和意義，構(gòu)建學(xué)科思想和方法，提升學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)。新課程標(biāo)準(zhǔn)對于化學(xué)必修部分有機化合物的定位是通過典型有機物的一般性質(zhì)認(rèn)識官能團，要求學(xué)生從組成結(jié)構(gòu)、到性質(zhì)和應(yīng)用，從官能團到主要的反應(yīng)類型，比較全面系統(tǒng)的進行學(xué)習(xí)。

項目式教學(xué)模式是圍繞某個具體的學(xué)習(xí)項目，以學(xué)生為中心，充分選擇和利用各類學(xué)習(xí)資源，以解決實際問題為導(dǎo)向設(shè)計，參與實驗，讓學(xué)生在探索、實踐、創(chuàng)新中建構(gòu)較為完整的知識體系，形成從學(xué)科視角認(rèn)識世界和解決問題的基本思路，最終實現(xiàn)陌生情境中的遷移應(yīng)用。項目式學(xué)習(xí)的實施在學(xué)生核心素養(yǎng)提升方面有較為突出的優(yōu)勢[2]。

如何讓學(xué)生理解有機化學(xué)與現(xiàn)實生活的緊密聯(lián)系？這是在必修階段初學(xué)有機化合物時普遍想要深入探究的問題。項目式學(xué)習(xí)是根據(jù)項目主題提出問題，設(shè)計方案，實驗探究，成果展示與評價等多個環(huán)節(jié)構(gòu)成。通過整合《人教版（新版）》及《魯科版（2017版）》教材，嘗試讓學(xué)生以解決生活中常見問題“制定酒精中毒治療方案”為項目，進行了一課時的學(xué)習(xí)，取得了較好的教學(xué)成果。

二、教學(xué)思路和流程

1.教學(xué)內(nèi)容分析《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》對于“簡單的有機化合物及其應(yīng)用”列出了“內(nèi)容要求”“教學(xué)提示”“學(xué)業(yè)要求”三個方面的教學(xué)建議。乙醇是高中化學(xué)新課程人教版必修2第七章第三節(jié)“乙醇和乙酸”中的內(nèi)容，是聯(lián)系烴和烴的衍生物的性質(zhì)的橋梁，在前兩節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，學(xué)生會利用“碳四價”搭建出不同的有機物模型，在結(jié)構(gòu)的差異中認(rèn)識有機反應(yīng)過程中的斷鍵和成鍵，該課題在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生從結(jié)構(gòu)的角度理解決定有機物分類與化學(xué)性質(zhì)的特征基團，為認(rèn)識有機合成中官能團轉(zhuǎn)化和物質(zhì)類別變化做好準(zhǔn)備。

2.學(xué)情分析

教學(xué)對象的基礎(chǔ)較薄弱，學(xué)習(xí)興趣低，乙醇作為合格性考試的必考內(nèi)容，保證每一位學(xué)習(xí)者參與到“做中學(xué)”的問題解決過程才能實現(xiàn)知識體系的構(gòu)建。學(xué)生已在初中階段及生活中對乙醇俗稱、物理性質(zhì)、可燃性以及簡單用途有所了解，但對乙醇的微觀結(jié)構(gòu)、官能團和除燃燒外的化學(xué)性質(zhì)非常陌生。本節(jié)課將發(fā)展學(xué)生對乙醇由宏觀到微觀、由生活到化學(xué)的認(rèn)知，并進一步深化學(xué)生“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用

途”的有機物研究的一般方法。

3.教學(xué)活動設(shè)計流程

為完成項目“制定酒精中毒治療方案”，教學(xué)活動設(shè)計流程如圖1所示。先從人飲酒后臉色的變化進行“醉酒”原理探究→乙醇的催化氧化，通過對乙醇催化氧化反應(yīng)中斷鍵位置的討論提出官能團的概念，認(rèn)識乙醇的微觀結(jié)構(gòu);再從緩解“醉酒”藥物合成過程中常用試劑乙醇鈉→乙醇與鈉的反應(yīng)，引導(dǎo)學(xué)生思考羥基中的O-H鍵是否易斷裂，并和水與鈉的反應(yīng)進行對比;最后通過“解酒”方法的尋找理解乙醇性質(zhì)，讓學(xué)生體會知識服務(wù)生活。

三、教學(xué)過程片斷

教學(xué)以圖1思路進行展開，合理設(shè)計學(xué)生活動，讓學(xué)生在活動中提升化學(xué)核心素養(yǎng)。

環(huán)節(jié)1：問題導(dǎo)入，激發(fā)興趣

師：大家有見過“酒不醉人人自醉”的現(xiàn)象？視頻播放醉酒案例。解酒需要知道哪些知識？

生：乙醇的分子式為C2H6O，難道與其結(jié)構(gòu)有關(guān)？

【學(xué)生活動1】拼插球棍模型準(zhǔn)備2個C原子，6個氫原子，1個O原子，拼插出合理的球棍模型。

環(huán)節(jié)2：乙醇的催化氧化

師：為什么有些人喝酒“臉紅”，有些人“臉白”呢？我們來看一下酒精在體內(nèi)的代謝。

【學(xué)生活動2】學(xué)生分組完成教材實驗7-5，仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象，預(yù)測可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。學(xué)生實驗結(jié)果如圖3和圖4所示，其中圖4是學(xué)生的改進實驗，學(xué)生在對實驗現(xiàn)象產(chǎn)生疑問：為什么溶液沒有變藍呢？是不是銅絲有問題？有同學(xué)提出用HCl進行檢測，對實驗進行了對照結(jié)果如圖4所示，多次實驗后，同學(xué)們觀察到兩支試管溶液顏色并不相同。

師：根據(jù)乙醇與乙醛的結(jié)構(gòu)式思考反應(yīng)是如何發(fā)生的？

小組對比兩組實驗的變化，發(fā)現(xiàn)圖3實驗中Cu并未發(fā)生變化，考慮到Cu做催化劑，根據(jù)球棍模型的結(jié)構(gòu)變化找到了乙醇分子中化學(xué)鍵的斷裂方式。

生：乙醇作為燃料不是變成CO2和H2O嗎？催化劑作用下竟然變成了乙醛。

師：總結(jié)講解，銅、銀飾品用的時間久了會變黑，

怎樣才能使其變得光潔閃亮呢？

設(shè)計意圖：知識并非結(jié)論，而是在探索中發(fā)現(xiàn)，教師在項目式實驗教學(xué)中可根據(jù)課堂中學(xué)生的反應(yīng)隨時調(diào)節(jié)學(xué)生活動的開放度，讓學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題，然后設(shè)計方案解決問題。問題情境設(shè)置的熟悉度直接影響了學(xué)生進一步學(xué)習(xí)的興趣。本環(huán)節(jié)讓學(xué)生利用所學(xué)知識對實驗中遇到的疑問進行研究，并利用結(jié)論解決實際問題，讓學(xué)生感受化學(xué)學(xué)習(xí)的價值和意義。

師：當(dāng)體內(nèi)的乙醛代謝為乙酸時，醉酒狀態(tài)消失，體外乙醇、乙醛和乙酸能否實現(xiàn)轉(zhuǎn)換？展示酒駕檢測裝置圖片。

【學(xué)生活動3】學(xué)生分組完成乙醇與重鉻酸鉀/高錳酸鉀的反應(yīng)。

師：分析乙醇、乙醛、乙酸的結(jié)構(gòu)式，找出乙醇結(jié)構(gòu)中的哪一部分發(fā)生了變化？

生：根據(jù)結(jié)構(gòu)模型發(fā)現(xiàn)-O-H鍵都有發(fā)生變化。

設(shè)計意圖：從典型的有機物的性質(zhì)認(rèn)識官能團，通過官能團的概念，讓學(xué)生學(xué)會“個體”到“類別”的認(rèn)識。建構(gòu)有機化合物的分類模型，為后續(xù)復(fù)雜有機物的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

環(huán)節(jié)3：乙醇與金屬鈉的反應(yīng)

師：若“醉酒”現(xiàn)象在一定時間內(nèi)未改善，且人的狀態(tài)越來越差，就要即刻去醫(yī)院進行治療，有些治療藥是通過乙醇鈉進行合成，那乙醇鈉又是如何得到的呢？

【學(xué)生活動4】學(xué)生分組完成教材實驗7-4，仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象，預(yù)測可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。類比鈉與水的反應(yīng)，從結(jié)構(gòu)上分析兩個反應(yīng)的異同。

生：實驗結(jié)果如圖5所示，乙醇與鈉沒有水與鈉反應(yīng)劇烈，這難道與官能團有關(guān)？

設(shè)計意圖：通過動手實驗再一次驗證官能團的重要地位，學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象，對可能產(chǎn)物進行猜想，經(jīng)結(jié)構(gòu)分析確定產(chǎn)物。在這個過程中不僅提高了學(xué)生實驗操作能力，分析實驗結(jié)果的能力，也培養(yǎng)了學(xué)生善于觀察，實事求是的科學(xué)探究精神。

環(huán)節(jié)4：拓展延伸，深度思考

師：如果你身邊有人醉酒，如何利用所學(xué)知識進行解酒呢？

【學(xué)生活動5】分組討論，給出具體方案和理論依據(jù)。

讓人驚喜的是學(xué)生竟在短暫的討論時間內(nèi)用漫畫表達出了解決方案。如圖6所示。

設(shè)計意圖：在完成相關(guān)實驗后，通過相關(guān)應(yīng)用不

僅可以對本節(jié)課進行總結(jié)，也為下節(jié)課乙酸做了準(zhǔn)備，同時讓學(xué)生明白不管學(xué)習(xí)什么知識都是為實際應(yīng)用服務(wù)的，強調(diào)真實問題涉及的知識在經(jīng)過拆解后都可以進行簡化的。在解決方案的設(shè)計中思考方案的可行性，教會學(xué)生綜合利用各科目所學(xué)知識分析問題，提升學(xué)生視野。

四、教學(xué)反思

物理學(xué)家伽利略說過：“科學(xué)的真理不應(yīng)該在古代圣人蒙著灰塵的書上去找，而應(yīng)該在實驗中和以實驗為基礎(chǔ)的理論中去找。”[3]所以在教學(xué)中要讓學(xué)生學(xué)會通過動手實驗檢驗生活中遇到的“真理”和“謠言”。項目式實驗教學(xué)非常完美的讓學(xué)生親歷問題解決過程，充分體現(xiàn)學(xué)生解決問題的自主性。該課程的成功之處：

1.學(xué)生能力的發(fā)展

每一個項目的實施都讓學(xué)生在解決生活實際問題，做有意義的事情。實際問題的復(fù)雜性需要教師進行合理化的拆解，學(xué)生需要運用各科綜合知識解決問題，并形成合理的問題解決思路，將其遷移應(yīng)用。學(xué)生活動的設(shè)置為學(xué)生設(shè)疑、探究、實踐、理解和匯報提供了較為廣闊的空間，學(xué)生在小組合作期間不僅解決了知識型問題，也提升了自身領(lǐng)導(dǎo)能力和表達能力，進一步促進了實驗探究和證據(jù)推理能力核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

2.教師與學(xué)生的共同發(fā)展

項目式實驗教學(xué)對教師的學(xué)科知識要求比較高，教師是項目拆解的掌舵者，真實問題的解決需要專業(yè)知識，對于項目式教學(xué)課例[4]，要結(jié)合新教材要求準(zhǔn)確制定教學(xué)目標(biāo)，清楚課堂中要培養(yǎng)的核心知識和核心方法，及時根據(jù)學(xué)生的反饋調(diào)整學(xué)生活動開放度，對學(xué)生展示的項目成果要有過程性的評價。這些對于教師既是任務(wù)又是挑戰(zhàn)，此課例的完成對教師教學(xué)能力和專業(yè)知識水平均有了不同程度的提高。

3.該課例的不足

項目式學(xué)習(xí)在項目的拆解過程中會有多條線索，以致課堂中學(xué)生呈現(xiàn)出的“微項目”不能及時進行反饋。本節(jié)課完成了對乙醇相關(guān)性質(zhì)的學(xué)習(xí)，課堂中學(xué)生提出的個別問題未能及時進行實驗探究，但課后跟學(xué)生深入探討后，進行了實驗驗證，例如“解酒”方案中有同學(xué)提到醋，下一課時對此問題進行了反饋。針對以上問題，改進措施是計劃將課堂中生成的“微項目”在課余時間針對有興趣的同學(xué)進行實驗探究，最終的項目成果以簡單實驗報告呈現(xiàn)。

參考文獻

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[3]李奕霖，吳曉紅.基于證據(jù)的化學(xué)項目式學(xué)習(xí)——以“初識人體緩沖機制”為例[J].化學(xué)教與學(xué)，2021（03）：37-39，43.

[4]高杰，劉銀.化學(xué)創(chuàng)造性研究教學(xué)設(shè)計[M].北京：教育科學(xué)出版社，2020.

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