中小幼基于趣味性的真实情境与驱动...——以“乙醇”教学设计为例-王彤彤公开课教案教学设计课件试题卷.pdf

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1、化学教与学2022年第2期 （下半月刊）化学教与学（http： /）在2018年教育部最新发布的 普通高中化学课程标准 （2017年版） 中明确提出要重视开展 “素养为本”的教学， 倡导真实情境的创设， 培养学生利用化学知识解决实际问题的能力1。因此教师在开展教学中要以真实情境为载体， 挖掘情境背后蕴含的学科问题， 培养学生的化学核心素养。通过对近几年来有关乙醇教学的相关文献进行梳理， 发现大多数作者在教学时将乙醇与诗酒文化结合起来2-4， 而以趣味实验为情境线进行教学的寥寥无几。与常规化学实验相比， 趣味实验自带魔术基因， 其表现形式新颖， 贴近生活， 具有 “趣、 简、 省、 巧、新” 的

2、特点5， 趣味情景实验能吸引学生注意力， 激发学生探索未知世界的兴趣， 笔者尝试把趣味实验贯穿到课堂教学中去。本文以乙醇为研究对象， 趣味实验为 “知识调味品” ， 驱动性任务链为教学主线， 将课堂分为实验导入、 探析结构、 化学性质、 社会价值四个环节， 通过趣味实验 “烧不坏的手帕” 引入课题， 并将其贯穿到整个乙醇的课堂教学中， 提出探究活动的问题线， 学生在探究活动中以生活经验得出医用酒精的主要成分是乙醇， 通过分析生活现象总结归纳出乙醇的物理性质， 以生活用品的模型拼插探究出乙醇的结构式， 通过以 “为什么手帕烧不坏” 为问题线， 结合观看工匠焊接铜银器的视频引出对乙醇化学性质的探究

3、， 再以酒驾后酒精检测仪的使用、 酒在人体内的转化过程等逐步深入学习， 教学内容明确。教学以趣味实验问题线引出对医用酒精主要成分、 乙醇结构、 性质及用途的探究， 在乙醇知识的学习中步步深入， 环环相扣， 引导学生分析问题、解决问题， 培养学生的化学核心素养。一、 教学设计的依据1. 内容分析 （如表1）*本文系国家自然科学基金资助项目 （21565015， 21663014） 、 江西省教育厅基金资助项目 （GJJ150363） 、 江西师范大学教学改革研究重点课题 （JXSDJG1709） 、 化学国家级实验教学示范中心 （江西师范大学） 实验教学改革研究课题阶段性研究成果。基于趣味性的真

4、实情境与驱动性任务链的素养为本的教学*以 “乙醇” 教学设计为例王彤彤王素琴黎泓波（江西师范大学化学化工学院江西 南昌330022）摘要： 瞄准高中化学中乙醇的教学内容， 创设学生熟悉的真实生活情境， 从情境中找到趣味实验素材去激发学生的学习兴趣， 提升知识的掌握度。将 “趣味实验” 作为乙醇的情境素材引出乙醇的教学内容， 以驱动性任务链为主线， 提出待解决问题， 引导学生自主探究， 体会 “结构决定性质， 性质决定用途” 的关系， 基于素养为本的目标完成教学内容， 达到高阶性的教学效果。关键词： 乙醇教学； 真实情境； 趣味实验； 化学核心素养文章编号： 1008-0546 （2022） 0

5、2x-0002-05中图分类号： G632.41文献标识码： Bdoi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2022.02x.001课程地位课程内容内容位置内容作用内容要求“乙醇” 位于高中人教版 化学2 （必修） 第七章 “有机化合物” 第三节第1课时。承接初中学习的乙醇的化学式、 俗称、 物理性质、 可燃性以及用途， 引出从组成、 结构和性质出发学习乙醇， 构建 “结构决定性质， 性质决定用途” 这一模型认知， 为后面进一步学习乙酸、 糖类、 油脂、 蛋白质等奠定基础。知道乙醇分子有空间结构而且存在同分异构现象， 认识乙醇的官能团。认识乙醇的结构及其主要性质与应用， 能结合

6、典型实例认识官能团与性质的关系， 知道氧化、 取代等有机反应类型。表1课程内容解析教学研究 2化学教与学2022年第2期 （下半月刊）化学教与学（http： /）教学环节问题线探究活动线知识线素养线实验导入探析结构化学性质社会价值浸湿手帕的液体主要成分是什么？乙醇的结构是怎样的？为什么手帕烧不坏?乙醇在生活中还有什么用途？烧不坏的手帕中液体的组成成分探究； 学生通过观察以及对生活常识进行分析从而探究出液体的物理性质。学生用生活用品对乙醇结构进行模型拼插， 同时结合乙醇和钠反应分析乙醇结构。探究手帕烧不坏的原因；学生进行实验探究： 乙醇的催化氧化实验； 动画演示微观反应机理。播放警察使用酒精检测

7、仪的视频； 学生讨论汇报乙醇的用途。医用酒精主要成分-乙醇乙醇的物理性质乙醇与钠发生化学反应乙醇结构简式：CH3CH2OH乙醇燃烧反应乙醇催化氧化反应； 醇发生催化氧化的条件重铬酸钾与乙醇发生氧化还原反应乙醇的用途证据推理与模型认知与科学探究与创新意识宏观辨识与微观探析变化观念与平衡思想宏观辨识与微观探析科学态度与社会责任2. 学情分析已知： 乙醇的化学式、 俗称、 物理性质、 可燃性以及简单用途。未知： 乙醇的微观结构、 官能团和除燃烧以外的其他化学性质。能知： 乙醇结构、 化学性质学习。难知： 以官能团为核心分类的 “官能团决定一类有机化合物性质” 的认识方法。二、 教学目标1. 通过生活

8、情景能说出乙醇的物理性质。通过模型拼插探究， 认识乙醇分子的空间结构和同分异构现象。同时结合趣味实验从宏观现象引出对物质微观结构的探究， 培养学生通过实验操作、 分析推理、 归纳总结等方法初步认识研究对象的一般思路。2. 通过乙醇催化氧化实验探究， 加深学生对乙醇还原性质的认识， 培养学生从化学视角观察生活和解决实际问题的能力。同时结合动画演示微观反应机理的方式， 从断键的角度分析乙醇催化氧化， 强化 “结构决定性质” 的观念。3. 通过联系生产生活实例， 介绍乙醇用途， 构建“性质决定用途” 这一模型认知， 形成化学解决生活实际问题的认识， 培养学生科学态度与社会责任素养。三、 设计思路设计

9、思路 （如表2）课程价值学业要求学科价值教育价值能辨识乙醇分子中的碳骨架和官能团， 描述乙醇的主要化学性质及相应性质实验的现象并书写相关的反应式。能利用乙醇的主要性质进行鉴别。能从乙醇性质的角度对有关能源、 材料、 饮食、 健康、 环境等实际问题进行分析、 讨论和评价。能妥善保存、 合理使用乙醇。结合乙醇的性质及应用， 引导学生从实例出发， 探究如何利用化学知识解决生活中的实际问题， 培养学生的化学核心素养。通过探究乙醇的性质和用途， 让学生体会到化学与生活息息相关， 认识到化学取材于生活， 又用之于生活， 培养学生的社会责任感。表2问题线、 活动线、 知识线和素养线的融合教学研究 3化学教与

10、学2022年第2期 （下半月刊）化学教与学（http： /）四、 教学过程教学环节一： 实验导入【教师活动】 课前调查 （如表3） ：材质纸条布条棉手帕着火点130 270 270 医用酒精浸湿量1 mL2 mL16 mL液体燃烧时间4 s8 s60 s表3可燃物的着火点、 医用酒精浸湿量及液体燃烧时间从生活中挑选易得到且能浸入医用酒精的可燃物， 即纸条、 布条、 棉手帕， 发现不同材质的可燃物其着火点、 酒精浸湿量不同， 因酒精沸点低， 点燃浸有医用酒精的可燃物， 其原理是酒精挥发出来燃烧， 而水则会变成水蒸气挥发， 带走可燃物上的部分热量， 从而降低可燃物的温度， 使其达不到着火点从而保护

11、可燃物。因此应选择着火点高， 酒精浸湿量多的材质进行演示实验， 酒精浸湿量越多， 其燃烧时间越久， 则实验现象越明显。为使实验现象明显， 课堂上可采用着火点高， 燃烧时间久的棉手帕演示实验。趣味实验： 将体积分数为75 %的医用酒精倒入烧杯中， 取一块棉手帕在烧杯中浸泡， 待完全湿透后取出， 用镊子夹住手帕， 在酒精灯上燃烧， 待火焰熄灭后， 手帕完好无损。以趣味实验引入课题， 提出问题： 浸湿手帕的液体是什么？其主要成分是什么？提示： 通过观察液体的外观和闻气味的方式。【学生活动】 观看实验， 观察液体外观， 闻气味， 回答教师问题。设计意图： 以 “烧不坏的手帕” 趣味实验引入课题， 能吸

12、引学生注意力， 激发学生学习兴趣， 在学生鉴别液体的过程中培养他们观察和分析能力。【教师活动】 大家在初中已经简单地学习过乙醇，结合生活常识， 请解释以下现象， 试着归纳出乙醇的物理性质。（1） 乙醇的密度为0.789 g/cm3。（2） 乙醇的熔点为-114， 沸点为78。（3） 打针注射之前在皮肤上涂抹消毒液 （医用酒精） ， 皮肤有凉飕飕的感觉。（4） 白酒的酒精浓度从28%-68%不等。【学生活动】 从色、 味、 态、 密度、 熔沸点、 溶解性、特殊性质等角度归纳乙醇的物理性质。设计意图： 从生活中提取素材， 贴近学生生活， 学生通过分析推理能自主建构乙醇的物理性质， 在此过程中， 培

13、养学生掌握物质物理性质的一般学习方法，体现了 “模型认知” 素养。教学环节二： 探析结构【教师活动】 提出问题： 在初中已知乙醇的分子式为C2H6O， 那么乙醇的结构是怎样的？结合之前学习乙烷的结构式， 根据有机物中 “碳原子形成四个键、 氢原子形成一个键、 氧原子形成两个键” 的原则， 选择橡皮泥、 毛线球、 牙签等生活用品搭建乙醇分子模型。【学生实验】 搭建乙醇分子模型 （如图1）设计意图： 通过用生活用品去搭建乙醇分子模型， 增加了化学与生活的联系。在已有知识的基础上学习新知识， 降低了学习难度， 培养学生迁移能力。【教师活动】 根据学生搭建的乙醇分子模型， 写出乙醇分子可能的结构式：H

14、CCOHHHHH或HCOCHHHHH提出问题： 乙醇分子的结构到底是哪一种？如何通过简单实验进行验证？【学生活动】 1.小组讨论两种结构式的区别， 提出教学研究A. 乙醇分子模型B. 甲醚分子模型C. 乙醇分子模型D. 甲醚分子模型图1学生搭建的分子模型 4化学教与学2022年第2期 （下半月刊）化学教与学（http： /）实验方案： 根据钠与水反应， 说明O-H键容易断裂， 可以验证乙醇是否与金属钠发生化学反应。学生质疑：乙醇与钠发生反应也可能是C-H键断裂， 无法判断结构式。设计意图： 培养学生小组合作的意识， 引导学生学会知识迁移， 能够进行实验探究， 在此过程中体现了 “科学探究与创新

15、意识” 素养。【教师活动】 展示资料卡片： 金属钠保存在煤油中， 煤油的主要成分是烃类。教师演示实验： 拔下活塞芯杆， 将绿豆大小的钠块放入注射器针筒中，按上活塞芯杆用力推压， 排空空气， 缓缓吸入乙醇3 mL， 用橡胶塞密封注射器的针头， 待反应停止后拔掉橡胶塞， 将注射器针头靠近酒精灯火焰， 匀速缓慢推动活塞芯杆， 点燃气体， 可观察到氢气安静的燃烧 （如图2） 。图2乙醇与钠实验【 学生活动 】 对比钠与水反应的实验现象填写表格，见表4。表4钠与水反应和钠与乙醇反应的实验现象物质现象水与钠金属钠浮在水面上， 熔成闪亮小球， 四处游动， 发出嘶嘶响声， 加酚酞后溶液变红。乙醇与钠金属钠沉在

16、乙醇液面下，反应缓慢， 有气泡产生，反应结束后钠不熔化。【教师活动】 分析乙醇分子的断键位置， 得出乙醇分子中存在-OH， 乙醇结构式为HCCOHHHHH。展示模型： 乙醇的球棍模型和比例模型。提出问题：根据乙醇和钠的实验现象写出其化学方程式。【学生活动】 书写乙醇和钠的化学方程式。设计意图： 通过性质引入对乙醇结构的探究， 以已有知识和问题逐步探究出乙醇的分子结构。在从宏观现象引出对微观结构的探究中， 体现 “宏观辨识与微观探析” 素养。教学环节三： 化学性质【教师活动】 提出问题： 为什么手帕烧不坏？这体现了乙醇什么性质？请书写化学反应方程式。【学生活动】 回答手帕烧不坏的原因， 书写乙醇

17、和氧气反应的化学方程式。设计意图： 以趣味实验为线索贯穿整堂课， 让学生能沉浸在情境中， 抛出的问题能激发学生探究的兴趣， 提高学生学习的积极性。【教师活动】 播放工匠焊接铜银器的视频。演示实验： 模拟视频中乙醇被氧化为乙醛的过程， 即乙醇的催化氧化。提出问题： 乙醇发生了什么反应？铜在催化氧化实验中起了什么作用？【学生活动】 1、 观看视频， 进行乙醇催化氧化探究实验， 观察实验现象。2、 分析乙醇催化氧化过程， 回答教师问题， 得出铜在催化氧化实验中起催化作用。设计意图： 乙醇催化氧化内容的教学 “从生活走进化学” ， 同时结合实验探究， 学生通过观察分析， 更容易掌握乙醇的氧化性质， 在

18、此过程中， 培养了学生从化学视角观察生活并解决实际生活问题的能力。【教师活动】 播放动画演示乙醇催化氧化微观反应机理， 引导学生分析出： 氧原子和乙醇分子中的两个氢原子结合生成水脱去， 而乙醇上的碳氧单键变成了碳氧双键， 生成乙醛。提出问题： 所有的醇都能发生催化氧化反应吗？【学生活动】 小组讨论， 分析得出醇发生催化氧化的条件： 与羟基相连的碳原子上必须有氢原子。设计意图： 利用动画去演示乙醇催化氧化的微观反应机理， 降低学生学习难度， 激发学生学习兴趣， 同时总结醇催化氧化发生的条件， 从断键角度巩固了新知， 完善了知识网络， 强化了 “结构决定性质” 的观念，体现了 “宏观辨识与微观探析

19、” 素养。教学环节四： 社会价值【教师活动】 提出问题： 乙醇在生活中还有哪些用教学研究 5化学教与学2022年第2期 （下半月刊）化学教与学（http： /）途呢？播放警察使用酒精检测仪的视频， 讲解酒精检测仪原理。【学生活动】 观看视频， 了解酒精检测仪的工作原理。设计意图： 对酒精检测仪工作原理的讲解采用了“从化学走向生活” 的方式， 强化了 “性质决定用途” 观念， 让学生学会用化学知识解释生活现象， 体会到化学与生活息息相关， 培养学生 “科学态度与社会责任”核心素养。【教师活动】 播放李某因过量饮酒导致酒精中毒新闻报道。引出人饮酒后， 乙醇在体内的变化。【学生活动】 观看视频， 根

20、据教师分析尝试书写乙醇代谢的相关化学反应方程式。设计意图： 通过观看新闻报道， 让学生认识到酗酒的危害， 了解酒精在人体内的变化， 巩固乙醇的氧化性质， 强化学生的社会责任意识。【教师活动】 展示图片。提出问题： 通过本节课的学习， 你知道了乙醇的哪些用途？【学生活动】 回答乙醇用途。设计意图： 通过展示乙醇在生产生活中用途的图片， 学生结合本节课学习的性质以及了解的生活常识， 归纳乙醇的用途， 强化了 “性质决定用途” 观念， 让学生体会到化学与生活息息相关。【教师活动】 布置作业： 探究家庭中的消毒液主要成分是什么?其消毒杀菌的原理是什么？与酒精消毒原理有何不同？五、 板书设计乙醇1. 物

21、理性质无色液体、 有特殊香味、 密度小于水、 易挥发、 与水以任意比例互溶2. 结构分子式： C2H6O结构式：HCCOHHHHH结构简式： CH3CH2OH或C2H5OH官能团： -OH（羟基）3. 化学性质（1） 乙醇与钠反应2Na+2CH3CH2OH2CH3CH2ONa+H2（2） 氧化反应可燃性CH3CH2OH+3O2点燃点燃2CO2+3H2O催化氧化2CH3CH2OH+O2Cu2CH3CHO+2H2O4. 用途 （略）六、 教学反思本文以趣味实验为元素， 驱动性任务链为教学主线， 抛出与乙醇结构、 性质、 用途环环相扣的问题线，引导学生自主探究。趣味实验是因认知缺陷而存在的， 其背后

22、隐藏着丰富的化学知识。为了激发学生学习兴趣， 让学生学会用化学知识解释生活现象， 不断探索未知世界， 趣味实验起着非常重要的作用。本教学设计从导入-性质-结构-性质-用途层层递进， 培养了学生 “结构决定性质， 性质决定用途” 的证据推理与模型认知素养， 在整个教学过程中从生活取材， 以烧不着的手帕为引， 用生活用品拼插模型， 使用注射器进行实验探究， 观看工匠焊接铜银器的视频， 学习酒驾后酒精检测仪的使用， 研究人体醉酒现象等探究线索， 从结构、 性质、 用途， 逐步引导学生完成乙醇的自主建构， 培养了学生自主学习能力， 真正提升学生的化学核心素养。参考文献1 中华人民共和国教育部.普通高中

23、化学课程标准 （2017年版） S .北京： 人民教育出版社， 2018.2 马燕， 吴晓红.基于诗酒文化的 “乙醇” 教学设计 J .化学教与学， 2020 （05） ： 70-73.3 杨雪丽.基于学生化学核心素养发展的问题化学习教学设计以 “生活中常见的有机物乙醇” 为例 J .化学教与学， 2020 （02） ： 38-40， 58.4 张礼聪， 周红军， 卓金镇， 王素丽.从 “酒文化” 中品味化学乙醇的教学设计 J .化学教与学， 2017 （ 03 ） ： 66-68， 15.5 胡绮妙.例谈初中化学趣味实验的设计及应用 J .化学教学， 2015 （06） ： 56-60.教学研究 6