让探究走入课堂让探究激活课堂——以“乙醇”的教学设计为例

陈静

（南京外国语学校江苏南京210008）

新课程理念强调“以进一步提高学生的科学素养为宗旨，着眼于学生未来的发展，体现时代性、基础性和选择性，兼顾学生志趣和潜能的差异和发展的需要。”而促进学生科学素养主动、全面发展的关键，是转变学生的化学学习方式。探究性学习是一种体现学生主体性的现代学习方式，是由学生发现问题、选择课题、设计方案，通过自主探究、研究和讨论，求得问题解决，从而体验和了解科学探索过程，养成自主探究、创新的意识和习惯。

在本节课“乙醇”的教学设计中，笔者立足新课标教学大纲要求，秉承“以学生为本”的教学理念，以促进学生学习方式的转变为目标，开展探究性学习模式，使学生真正成为学习的主人。

一、教材分析

本节课的教学内容是选取生活中学生比较熟悉的一种典型代表有机物——乙醇。本节内容，安排在烃以后，是从烃过渡到烃的衍生物的重要环节，强调从烃到烃的衍生物的结构变化，官能团与性质的关系，对于学好本章及其它烃的衍生物的知识有着重要的承上启下及指导性的作用。另外乙醇在实际生活、工农业生产、科学研究中应用十分广泛，因此学好本节知识，也具有比较重要的理论意义和现实意义。

二、教学目标

1.知识与技能：了解乙醇的物理性质和在生产生活中的应用；掌握乙醇的分子结构和化学性质；理解官能团羟基对乙醇化学性质的决定作用。

2.过程与方法：学生通过分组实验，培养实验能力、观察能力和对实验现象的分析能力；通过分工合作，经历探究学习，获得乙醇的结构、性质之间的关系，建立“（组成）结构—性质—用途”的有机物学习模式。

3.情感态度价值观：培养知识迁移、扩展的能力，进一步激发学习的兴趣和求知欲望；学会用辩证的思想分析问题，认识化学与人类生活、生产、健康的密切关系。

三、教学重、难点

1.教学重点：官能团的概念、乙醇的取代反应与氧化反应。

2.教学难点：乙醇的立体结构模型、乙醇的氧化反应。

四、教学过程设计

［教师］我们江苏是富庶的鱼米之乡，也带来了酿酒业的兴旺发展，我们有众多著名品牌（如“洋河蓝色经典”、“今世缘”等）。经过了几千年的发展，在酿酒技术不断提高的同时，形成了中国博大精深的酒文化。酒有如此奇特的魅力，酒的主要成分是什么呢？

（设计意图：创设情景，架起了生活与教材之间的桥梁，激发了学生的学习兴趣和学习动机，燃起了学生的求知欲和好奇心。）

［过渡］乙醇在生活和生产的各个领域可谓是大显神通，这种有机物具有什么样的结构和性质呢?让我们一起来看看它的庐山真面目!

［教师］乙醇是我们日常生活中比较常见的物质，你能从生活经验中总结出乙醇的物理性质吗？

［学生］积极参与讨论，每个学生都能列举一二。物理性质：乙醇是无色透明、具有特殊气味的液体，乙醇易挥发，能与水以任意比互溶，并能溶解多种有机物。

（设计意图：通过归纳，学生透过生活现象分析化学知识，系统掌握了乙醇的物理性质。）

［教师］根据碳的四价键理论，能否根据乙醇的分子式C2H6O推测乙醇可能具有的结构？请每一位同学试着一试组装乙醇的立体结构模型。

［学生］根据所提供的原子和化学键，动手组装乙醇的球棍模型，学生将能组装出两种不同的结构模型。

（设计意图：通过模型教学方法，把抽象的有机物结构具象化，帮助学生突破知识难点；同时锻炼了学生的动手能力，激发了学生探究乙醇分子结构的欲望。）

［教师］乙醇的分子结构是哪一种呢？科学家们利用乙醇的特殊性质通过定性或定量实验，或者通过现代仪器波谱分析方法（展示乙醇的波谱图）确定其结构式。乙醇分子在结构上可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基（-OH）取代而得到的有机物，或是水分子中的一个氢原子被乙基（-CH2CH3）取代而得到的有机物。

［学生］写出乙醇的分子式、结构式、结构简式。

（设计意图：立足《化学课程标准》中对《乙醇》这一节的教学目标，弱化对乙醇结构的探究，展示研究有机物的现代研究方法，为以后学生的自主探究储备成功的经验。同时，运用物质结构的类比迁移，引入“烃的衍生物”概念，也为后面运用“类比迁移法”探究乙醇的化学性质埋下伏笔。）

［过渡］酒精是实验室常用的燃料，请大家描述点燃酒精灯时的现象，写出反应方程式。

［学生］现象：发出淡蓝色火焰，放热；反应方程式：CH3CH2OH+3O2→2CO2+3H2O。

［教师］展示“资料在线——身边的乙醇”、“资料卡片——饮酒后人的行为”。为什么有的人“千杯万盏皆不醉”，而有的人则“沉醉不知归路，熟睡不解残酒”？乙醇在人体内究竟发生了哪些化学变化？

图片展示乙醇在人体内的氧化过程。同学们想自己来模拟这个过程吗？

［学生］［探究实验1］向一支试管中加入3～5mL乙醇，取一根下端绕成螺旋状的铜丝，放在酒精灯外焰上灼烧至红热，然后插入乙醇中，反复多次。观察铜丝的颜色变化，并小心闻试管中液体产生的气味（与另一只装有乙醇的试管中的气味作比较）。

［学生］分组完成探究实验，汇报实验现象：有刺激性气味的液体生成（该气味与乙醇气味不同），同时加热变黑的铜丝伸入乙醇后又变为光亮的红色。

［教师］铜丝的颜色为什么会由红变黑、由黑变红，反复变化？刺激性气味的气体是什么物质?

［学生］交流讨论回答：该反应的催化剂是Cu，它起到传递氧的作用，乙醇发生了氧化反应。有刺激性气味是因为生成了易挥发的有机物乙醛。

［教师］进一步展示乙醇和氧化产物乙醛的分子结构，引导学生从两种物质分子结构的不同部分入手分析该反应的机理。

［学生］经过对比分析，推断得出在乙醇的催化氧化过程中，断键的位置应该是：羟基中的O-H键断裂，同时还有与羟基相连的碳上的C-H键也发生了断裂，从而形成了新的碳氧双键。

［教师］播放动画演示乙醇催化氧化的微观反应过程。

［学生］通过观察动画，学生深入地理解乙醇催化氧化的反应原理；同时分析出，乙醇在生成乙醛的过程中，断键后的氢原子会与氧原子结合生成水分子，从而正确的书写乙醇催化氧化的反应方程式：

（设计意图：“资料在线”、“资料卡片”的引入以及后续的步步设疑不仅点燃了学生学习新知识的热情，同时也为学生探究实验做好了铺垫。通过对实验现象的分析，并结合分子立体结构模型的比较，引导学生分析乙醇催化氧化的反应原理，不仅突破了知识难点，同时强化了分子结构在有机学习中的重要地位。）

［教师］乙醇能被氧气氧化，能否被其他物质氧化呢？实验室中常见的强氧化剂可以吗？我们用实验来探究一下吧！

［学生］［探究实验2］向小试管中加入约1mL酸性KMnO4或酸性K2Cr2O7溶液溶液，再加入约1mL乙醇，微热，观察现象。

［学生］分组完成探究实验，汇报实验现象。紫红色酸性KMnO4溶液褪成无色，橙色酸性K2Cr2O7溶液变成绿色。

［教师］图片展示“身边的化学——酒后驾车的检查原理”。

（设计意图：通过实验，学生探究乙醇被不同氧化剂氧化。实验探究激发了学生学习的积极性，拓展了学生思维，巩固了已有的氧化还原反应和催化剂的知识。借助实验，体验化学知识在社会生活中的应用，并关注乙醇带来的社会问题。）

［教师］展示“视野拓展——乙醇钠C2H5ONa”。乙醇钠用途：在医药工业中，乙醇钠是制备巴比妥、苯巴比妥等二十余种西药的原料。苯巴比妥：长效的镇静催眠剂，在肝病时可用于褪黄。我们通过什么反应来制备乙醇钠？

［学生］可以通过乙醇和钠的反应来制备乙醇钠。

［教师］那么乙醇和钠反应的生成物有哪些呢？你能设计实验方案证明吗？

［学生］联想乙醇和水结构的相似性，分组讨论，设计实验方案证明产生的气体是氢气。

［教师］结合学生设计的实验方案，改进教材中的实验装置，演示实验。

在盛有少量无水乙醇的试管中，加入一小块新切的、用滤纸擦干表面煤油的金属钠，在试管口迅速塞上配有医用注射针头的单孔塞。

（1）收集气体并验纯，然后点燃。

（2）把一冷而干燥的小烧杯罩在火焰上，观察现象。

（3）迅速倒转烧杯，向其中加入少量澄清石灰水，观察现象。

［学生］描述实验现象：钠块开始沉到试管底，随着气泡产生，逐渐上浮；冷而干燥的小烧杯内壁出现白雾；倒转烧杯，向其中加入少量澄清石灰水后无明显现象。

［教师］实验中产生的气体是什么呢？请同学们类比钠与水的反应，分析实验现象，写出反应方程式。

［学生］类比钠与水的反应，可以得出该反应中乙醇分子的断键位置应该是：羟基中的O-H断开，提供了氢原子，生成了氢气。

反应方程式为：2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑

［教师］通过对比两个反应的实验现象，同学们分析一下乙醇中羟基中的氢原子和水分子中的氢原子哪一个更活泼一些？

［学生］对比两个反应的剧烈程度，可以证明：水分子中的氢原子比乙醇中羟基中的氢原子更活泼性。由此可得出：CH3CH2-原子团和H原子对O-H键的影响不同。

（设计意图：引导学生学会知识迁移，并设计合理的实验方案。教师改进实验装置演示实验，提高实验的成功率，并且操作方便、现象明显，达到很好的演示效果。学生通过对比乙醇和钠以及水和钠反应的实验现象获取反应规律，尝试运用所学规律解释问题。同时，引导学生得出有机物不同基团间会相互影响其性质，进一步理解乙醇分子结构。）

［教师］乙醇与钠的反应和乙醇的催化氧化与乙醇分子中哪个结构有关？

［学生］对比两个反应的原理，得出是-OH羟基。

［教师］-OH羟基是乙醇的结构特点，也决定了乙醇具有许多其他有机物不具有的性质。我们将这种决定有机化合物的化学特性的原子或原子团称之为官能团。同学们还能说出哪些我们学习过的官能团吗？

［学生］我们刚刚学过了烯烃，烯烃的结构特点是含有碳碳双键，这是烯烃的官能团。烯烃都能发生加成反应（使溴水褪色），氧化反应（使紫色的酸性高锰酸钾溶液褪色）。

（设计意图：通过这一个对比、归纳过程，进一步理解乙醇结构。不仅促进了学生对官能团概念的理解、内化，同时也帮助学生构建了“结构决定性质”的学科思想。）

［教师］展示目前倡导的汽车能源——乙醇汽油，引出乙醇的用途。组织学生讨论乙醇在现代社会的广泛应用及引起的社会问题，拓展乙醇的社会价值。

［学生］联系实际讨论乙醇的用途。

（设计意图：通过总结日常生活中乙醇的用途，获取学科知识。同时，引导学生用辩证的思想看待生活中的“乙醇”，体验“化学来源于生活，并且服务于生活”的新课程理念。）

［师生］总结本课内容，反馈练习，巩固提高。

（设计意图：整理、内化知识，落实课堂知识。通过多媒体呈现，使学生建立本节知识结构网络；设置不同层次的练习题，巩固知识点。）

五、教学设计思路

本节课是新课程背景下的一节新授课，注重学生现代学习方式的体验。教学设计选择了以熟悉的生活情境为教学明线，化学学科知识作为暗线贯穿始终，并且明线暗化、暗线明化，首尾呼应，展示了化学的学科魅力，充分体现了化学与生活的密切关系。

六、评价与反思

在校开放日上，笔者面向来自全国各地的四十多所高中的化学教师开设了这节公开课。探究学习走进了课堂，探究学习激活了课堂！学生在课堂上始终处于积极参与、动手、动脑、动口、相互合作交流的状态下，学生的思维、表达、合作能力都能得到充分发展。

听课专家点评：本节课体现了“化学来源于生活，应用于生活”这一学科内涵，切实地从化学的视角分析问题、解决问题。整堂课的教学活动开展体现“五个化”：情境创设，趣味化；分子结构，形象化；化学性质，探究化；物质结构，定位化；化学应用，生活化。在教学过程中，通过教师的引导让学生经历自主、合作、探究学习，体现了“学生是学习的主体，而教师是学习的主导”这种双主体的教育思想。教学活动在让学生获得知识与技能的同时，通过让学生参与学习活动感受获得知识的过程与方法，让学生比较完整地感悟自然科学研究的一般方法。本节课让学生学会在探究中获取知识，学会合作学习，从而发挥他们的潜能，由被动学习到成为学习的主人，实现主动学习的转变。