基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中化學(xué)真實問題情境的教學(xué)策略
——以乙醇教學(xué)設(shè)計為例

曹立美

(四川省甘孜藏族自治州九龍高級中學(xué) 626200)

情境認(rèn)知理論的觀點是，高效學(xué)習(xí)需要在真實的情境中進(jìn)行.如果脫離了特定的情境或者場合的知識將是毫無意義的，所以教師在其平時的教學(xué)中，要注意真實情境的創(chuàng)設(shè).

1 學(xué)情分析

要創(chuàng)造真實的問題情境，就要先分析學(xué)生的情況，高一學(xué)生的學(xué)情如下：

已有的認(rèn)知能力：通過初中以及前面章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對乙醇的組成元素、物理性質(zhì)等已有初步認(rèn)識，具備一定的實驗和自主探究的能力.面臨的挑戰(zhàn)：證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力，宏、微、符三重表征能力都較欠缺，“結(jié)構(gòu)—性質(zhì)—用途”的思維方式還需教師引導(dǎo).

2 制定合理的教學(xué)目標(biāo)

新課標(biāo)對乙醇的學(xué)習(xí)的要求有以下幾點：①知道乙醇的結(jié)構(gòu)、了解乙醇主要性質(zhì)；②認(rèn)識乙醇在日常生活中的應(yīng)用；③認(rèn)識乙醇中的官能團(tuán)，據(jù)此總結(jié)出表1所列教學(xué)目標(biāo)和評價目標(biāo).

表1

3 實施有效的教學(xué)策略

教師的教法和學(xué)生的學(xué)法見表2.

表2

4 制定合理的設(shè)計思路

根據(jù)學(xué)情，制定出合理的教學(xué)思路，如圖1所示.

圖1

5 教學(xué)過程中的巧妙設(shè)計

5.1 巧用真實情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

【引入】在新冠肺炎疫情中，可以消滅新冠病毒的消毒劑有哪些呢？

【提問】同學(xué)們知道乙醇有什么物理性質(zhì)嗎？請同學(xué)以小組為單位總結(jié)自己面前的乙醇有什么物理性質(zhì)？然后完成學(xué)案.

【回答】含氯消毒劑和75%的乙醇消毒劑等.

【設(shè)計意圖】學(xué)生通過自己動手實驗，總結(jié)乙醇的物理性質(zhì)，發(fā)展證據(jù)推理素養(yǎng).

【實驗結(jié)論】結(jié)合同學(xué)們的分享，我們可以總結(jié)出乙醇的物理性質(zhì)是：無色、有特殊香味的液體，易揮發(fā)、沸點為78.5℃、極易溶于水.

5.2 學(xué)生自主搭建模型，引發(fā)深度思考

【提問】乙醇的分子式為C2H6O，這其實就是在乙烷的分子式的基礎(chǔ)上加入了一個氧原子，請大家動手操作，并探究這個O在插入乙烷的分子結(jié)構(gòu)中時有哪些情況？

【學(xué)生活動】學(xué)生動手操作，探究乙醇可能的分子結(jié)構(gòu).

【設(shè)計意圖】學(xué)生通過動手操作實驗，提升實驗操作能力，發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)識素養(yǎng).

【實驗結(jié)論】乙醇分子可能的結(jié)構(gòu)有兩種情況.

【教師追問】以上兩種哪個才是乙醇的分子結(jié)構(gòu)呢？怎樣才能驗證乙醇分子的結(jié)構(gòu)呢？以下是老師收集到的資料，請同學(xué)們根據(jù)資料，利用已學(xué)知識進(jìn)行討論.

【展示資料】(1)鈉保存在煤油中，煤油中存在C—H建和C—C鍵；(2)鈉可以與水發(fā)生反應(yīng)，水中存在O—H鍵.

【學(xué)生討論】發(fā)現(xiàn)可能的乙醇的兩種分子結(jié)構(gòu)中有一種結(jié)構(gòu)中存在O—H鍵，我們可以把鈉加入到乙醇，看是否能反應(yīng)，如果能反應(yīng)，說明乙醇的分子結(jié)構(gòu)應(yīng)該是含有O—H鍵的那種.

【設(shè)計意圖】通過推測并驗證乙醇分子的結(jié)構(gòu)，可以提高學(xué)生的宏觀辨識和微觀探析的素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的證據(jù)推理和模型認(rèn)知素養(yǎng).

【學(xué)生活動】在2只相同大小的燒杯中加入等量的無水乙醇和蒸餾水，然后取2塊相同大小的光亮的鈉，擦干表面的煤油，分別放入到2只燒杯中，仔細(xì)對比觀察2個燒杯中的現(xiàn)象.

【實驗結(jié)論】鈉與水反應(yīng)時鈉浮在水面上，迅速融化，發(fā)出“嘶嘶”的響聲，鈉四處游動；鈉與乙醇反應(yīng)時，鈉沉入燒杯底部，其他的現(xiàn)象跟水差不多，但是沒有鈉與水反應(yīng)那么劇烈.把乙烷結(jié)構(gòu)式中的一個氫取下，將這個連有氧原子和氫原子的鍵連上去，就變成了乙醇，這個基團(tuán)就叫羥基，這個羥基的“羥”的左邊取自氧，右邊取自氫，羥基就是乙醇的官能團(tuán).

【教師追問】鈉與乙醇反應(yīng)生成的氣體是什么？

【學(xué)生討論】二氧化碳、氫氣、水蒸氣等都有可能，根據(jù)這些氣體的性質(zhì)驗證.

【教師演示】用試管將鈉和乙醇反應(yīng)產(chǎn)生氣體進(jìn)行收集，然后驗純再點燃，用1只小燒杯罩在火焰上，看到有水珠生成后，取下燒杯，向其中滴加澄清石灰水，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水未變渾濁.

【實驗結(jié)論】鈉可以和水反應(yīng)產(chǎn)生氣體：

【教師追問】乙醇與鈉反應(yīng)斷的是哪里的鍵？

【學(xué)生回答】因為鈉不與煤油反應(yīng)，煤油中有C—H鍵，所以這個反應(yīng)斷的是羥基上鍵.

【設(shè)計意圖】根據(jù)已知，收集證據(jù)，證明猜想.

5.3 循序漸進(jìn)，探秘人體解酒過程

【教師提問】乙醇可以使變黑的銅重新恢復(fù)紅色，這是真的嗎？為什么？

【學(xué)生討論】小組成員間相互交流，認(rèn)為銅絲變黑是因為銅絲被氧化生成氧化銅了，最后決定用實驗證明.

【教師追問】為什么要將銅絲放在酒精燈上灼燒呢？銅絲很細(xì)，可能會使現(xiàn)象不太明顯，有沒有辦法能夠讓現(xiàn)象更明顯呢？

【學(xué)生再次討論】將銅絲繞成螺旋狀.

【學(xué)生活動】把銅絲繞成螺旋狀，然后在酒精燈上灼燒，待銅絲變黑后迅速將其伸入到裝乙醇的試管中.

【實驗結(jié)論】螺旋狀銅絲先變黑后變紅，同時會生成刺激性氣味氣體.

【設(shè)計意圖】學(xué)生通過動手實驗，提升實驗操作能力.

【教師追問】在這個過程中，銅發(fā)生了什么化學(xué)反應(yīng)？氧化銅是被誰還原成銅的呢？銅在此反應(yīng)中起什么作用？充當(dāng)了什么角色呢？

【學(xué)生討論】討論，分享交流.

【視頻展示】展示乙醇催化氧化斷鍵原理.

【設(shè)計意圖】了解乙醇催化氧化的斷鍵的原理，同時可以發(fā)展宏觀辨識和微觀探析素養(yǎng).

【教師追問】為什么有人千杯不醉，而有人一滴就倒？

【學(xué)生討論】相互討論

【視頻展示】播放視頻，揭示原理，討論喝酒危害.

【結(jié)論】喝酒有諸多危害，引發(fā)交通事故，危害人生安全等.

【設(shè)計意圖】將化學(xué)知識與生活常識聯(lián)系起來，提高學(xué)生科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任素養(yǎng).

5.4 模擬交警查酒駕過程，增進(jìn)學(xué)生體驗

【教師設(shè)疑】介紹交警查酒駕原理，常用裝置，展示模擬交警查酒駕裝置，請同學(xué)對著模擬酒駕檢測儀吹氣，原因是什么？

【學(xué)生討論】可能是酒駕儀是壞的等原因.

【教師揭秘】揭示其變色原因：有的吸管中的棉花蘸了酒精.

呼吁青少年要樹立責(zé)任意識，鼓勵學(xué)生回家號召父母遵守交通規(guī)則，避免酒駕.

【設(shè)計意圖】通過酒駕模擬實驗，發(fā)展科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任素養(yǎng).

5.5 學(xué)生動手制作酒精免洗凝膠，感受化學(xué)在生活中的應(yīng)用

【教師提示】市場上酒精免洗凝膠因其使用方便、消毒效果又好，深得大眾喜愛，今天老師就交給大家一種自制酒精免洗凝膠.

【學(xué)生活動】學(xué)生分小組，自己動手，自制酒精免洗凝膠并與其他小組分享、討論.

【設(shè)計意圖】自制酒精免洗凝膠，學(xué)生可以將所學(xué)知識和生活緊密聯(lián)系起來.

6 教學(xué)反思(略)