基于真實問題情境實驗探究“酯的性質(zhì)”教學(xué)

一、問題的提出

1.課標要求?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標準（2020年修訂）》，指出高中化學(xué)課程要以發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨，倡導(dǎo)真實問題情境的創(chuàng)設(shè)，開展以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，促使學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，通過學(xué)科知識學(xué)習(xí)逐步形成正確的價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。關(guān)于有機化合物的相關(guān)實驗教學(xué)中，只有乙酸乙酯的制備和水解是在高一必修2、高二選擇性必修3兩類課程中都有教學(xué)要求或教學(xué)建議的實驗課程。顯然乙酸乙酯的實驗體現(xiàn)了有機物制備和化學(xué)性質(zhì)探究的基本原理與方法，是學(xué)生建構(gòu)有機化合物制備實驗?zāi)Ｐ秃桶l(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的重要載體，很有必要在教學(xué)中對其制備和水解實驗進行更有效地創(chuàng)新。

2.問題的提出。高中化學(xué)實驗大多數(shù)是驗證性實驗，學(xué)生基本上按照教師上課給的方案進行。乙酸乙酯的水解實驗在教材中只是簡單描述了實驗步驟，礙于教學(xué)時間緊張，不少教師直接把試劑和儀器的選擇、反應(yīng)條件的控制和化學(xué)鍵的斷裂方式等問題答案直接告知學(xué)生，讓學(xué)生記下來，能復(fù)述就行。

二、教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一：引入真實情景，構(gòu)建知識體系，培養(yǎng)宏觀識的科學(xué)素養(yǎng)。【情景引入】實物展示常見水果和鮮花，為什么水果和鮮花會散發(fā)出獨特的香氣？香氣的主要成分是什么呢？【小組互動】通過親身感受水果與鮮花的香氣，思考回憶回答香氣與酯類物質(zhì)有關(guān)?！具^渡提問】自然界常見水果如葡萄、香蕉和草莓均含有機酯。葡萄里有鄰氨基苯甲酸甲酯，香蕉里含有乙酸異戊酯，草莓含有乙酸乙酯，請回憶酯類化合物的命名。

環(huán)節(jié)二：構(gòu)建模型，驅(qū)動學(xué)生深度思考?！窘處熖釂枴啃〗M搭建乙酸乙酯的球棍模型，回顧制備乙酸乙酯反應(yīng)化學(xué)方程式和特點?！拘〗M互動】學(xué)生在搭建模型的過程中，復(fù)習(xí)必修二酯化反應(yīng)的相關(guān)知識。【新課引入】根據(jù)酯化反應(yīng)的特點分析，推斷酯有哪些化學(xué)性質(zhì)？【學(xué)生猜想】1.氧化反應(yīng)：完全燃燒氧化生成CO2和H2O，但不能使酸性KMnO4溶液褪色。2.酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，故酯和水反應(yīng)生成羧酸和醇，稱為水解反應(yīng)。

環(huán)節(jié)三：設(shè)計實驗方案，探究水解反應(yīng)。實驗藥品和儀器：3mol/L硫酸、6mol/L NaOH溶液、飽和食鹽水溶液、乙酸乙酯、紫色石蕊試劑、冷水、熱水、燒杯、試管、試管架、量筒、膠頭滴管、三腳架、酒精燈、溫度計等。根據(jù)提供的藥品和儀器，請設(shè)計實驗方案并驗證探究在不同溫度下以及溶液酸堿性對乙酸乙酯的水解速率是如何影響的，由小組代表上臺展示講解設(shè)計方案并分組完成探究任務(wù)。【探究任務(wù)1】酯和水都是無色液體，如何更好的分清酯和水溶液的分界面？【學(xué)生設(shè)計1】向酯和水的混合物中滴加幾滴紫色石蕊試劑，通過顏色的分界面進行區(qū)分?！咎骄咳蝿?wù)2】如何判斷酯的水解速率快慢？【學(xué)生設(shè)計2】可以觀察酯層高度差來判斷酯在不同條件下水解速率的快慢。【探究任務(wù)3】為了準確觀察酯層反應(yīng)變化量，實驗操作需要遵循哪些原則？【學(xué)生設(shè)計3】需要遵循科學(xué)性、可行性、安全性、簡約性、控制變量等原則。【探究任務(wù)4】如何探究溶液酸堿性對乙酸乙酯的水解速率的影響規(guī)律？【學(xué)生設(shè)計4】通過加入硫酸、氯化鈉、氫氧化鈉構(gòu)建不同的水解pH環(huán)境?！緦嶒灢僮骷艾F(xiàn)象】第1小組成員向3支試管分別加入2mL等體積的飽和NaCl溶液、3mol/稀硫酸、6mol/LNaOH溶液，并各滴2滴紫色石蕊試劑，接著同時向3支試管加入2mL 乙酸乙酯，充分振蕩后，將3支試管同時放入盛有熱水的燒杯中，觀察到堿性溶液酯層厚度差最大，酸性溶液酯層厚度差較大，中性溶液酯層厚度差最?。ɑ驘o明顯變化）。說明在其他條件相同時，乙酸乙酯在酸性和堿性條件下均可發(fā)生水解反應(yīng)，堿性條件下的水解反應(yīng)更快更完全?！咎骄咳蝿?wù)5】如何探究溫度對乙酸乙酯的水解速率的影響？【學(xué)生設(shè)計5】控制其他條件均相同，通過將水解反應(yīng)的試管放入不同溫度的水中?！緦嶒灢僮骷艾F(xiàn)象】第2小組成員向2支試管分別加入2mL" 6mol/L的NaOH溶液，并各滴2滴紫色石蕊，接著往2支試管同時加入2mL乙酸乙酯，充分振蕩后，將2支試管同時放入盛有冰水和熱水的兩個燒杯中，觀察到熱水中酯層厚度差最大，冷水中酯層厚度差最小。說明在其他條件相同時，反應(yīng)溫度越高，乙酸乙酯的水解速率就越快。

環(huán)節(jié)四：回歸問題情境，解決真實問題?！就卣埂旷サ乃夥磻?yīng)在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中都具有重要意義?！咎釂枴繛楹斡脽岬募儔A溶液去油污清潔效果明顯？【學(xué)生討論】鹽類水解是吸熱反應(yīng)，加熱促進Na2CO3（CO32-+H2OHCO3- +OH-）的水解，平衡右移，OH-的濃度增大，使得油污在堿性條件下更容易水解，生成易溶于水的羧酸鹽和醇，達到更佳的去污效果?！就卣埂扛鶕?jù)資料顯示，工業(yè)上可利用石油為原料制備乙酸乙酯，學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識自主設(shè)計工業(yè)簡易合成路線，回歸工業(yè)生產(chǎn)真實情景，體驗社會責(zé)任感和科學(xué)使命感?！拘〗M展示】學(xué)生上臺投影展示并講解合成路線流程圖?！窘處熆偨Y(jié)點評】依據(jù)結(jié)構(gòu)預(yù)測性質(zhì)，選擇合適試劑設(shè)計實驗和開展實驗驗證，記錄實驗現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生將實驗現(xiàn)象與理論知識相結(jié)合，分析實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論?！菊n后作業(yè)】學(xué)生課后上網(wǎng)查找生活生產(chǎn)中酯類物質(zhì)的相關(guān)應(yīng)用，書寫調(diào)查報告，有條件的同學(xué)可以參觀乙酸乙酯的本地化工廠，了解生產(chǎn)過程中溫度、催化劑等條件對產(chǎn)量和質(zhì)量的影響。

四、教學(xué)反思

1.探究性實驗課的優(yōu)勢。探究性實驗在活動設(shè)計應(yīng)該給予學(xué)生更多的自我選擇、自我思考的空間。在搭建儀器的時候，提供了直接加熱裝置、水浴加熱裝置、冷水裝置等多個裝置，在選擇催化劑的時候，提供了硫酸、氫氧化鈉、氯化鈉等多種催化劑，給學(xué)生搭建了思考的臺階，從不同的角度認識和了解酯的相關(guān)性質(zhì)。讓學(xué)生自主探究實驗，培養(yǎng)建構(gòu)物質(zhì)制備實驗?zāi)Ｐ偷哪芰吞骄烤瘢囵B(yǎng)問題解決能力和學(xué)生團隊合作協(xié)助能力，發(fā)展“證據(jù)推理與模型認知”核心素養(yǎng)。

2.打造深度學(xué)習(xí)課堂。深度學(xué)習(xí)課堂可以讓學(xué)生更好地利用課堂資源，促進學(xué)生問題解決思路的形成。學(xué)生通過多次多組的實驗，體會酯的反應(yīng)過程中不同加熱方式、不同催化劑、不同加料順序?qū)Ψ磻?yīng)造成的影響，通過真實的問題情景，讓學(xué)生深刻理解酯的水解反應(yīng)的化學(xué)實驗操作、催化機理、產(chǎn)物含量等。

3.真實情景下培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。在教學(xué)課堂中樹立輕松開放的、符合學(xué)生身心發(fā)展的教學(xué)教育理念，從思想上解決三個問題即“為什么教？教什么？如何教？”并在課堂中通過巧妙提問和提示，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和好奇心，讓他們主動思考實驗原理、步驟和可能的結(jié)果，促進知識的內(nèi)化。

責(zé)任編輯 邱 麗