张礼聪 周红军 卓金镇 王素丽
摘要:基于“酒文化”素材为乙醇性质知识教学整体设计组织线索的构想。将相应情境科学有序整合,依据情境提出不同层次问题,串联追问、过渡衔接、质疑探究,发挥了“酒文化”情境作为乙醇性质知识建构与认识的载体作用,实现了“酒文化”中品味化学设计特色。
关键词:乙醇;酒文化;情境教学
文章编号:1008-0546(2017)03-0066-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.03.022
一、问题提出
高中化学必修《化学2》“乙醇”是一节经典的有机化合物性质教学课。很多一线教师以不同的视角,通过实践和反思的方式,诠释了他们对模块、课时教学的理解,形成了许多精彩的教学案例。笔者对近几年发表于期刊的部分乙醇教学设计进行梳理,发现不同教师在教学内容处理、策略选择上各显特色外,有一个共性之处就是:教学中或多或少引入了“酒文化”内容。如高欣漫等老师“酒文化诗歌朗诵”引课(化学教与学,2013年第2期);陈加柱老师“酒的精美图片及为什么酿造的酒越放越香?”问题思考开始(化学教学,2011年第9期);姜丽红老师“说说有关酒的诗歌和常见酒的度数”开篇(中学化学教学参考,2010年第7期);还有一些教师从“酒是怎么酿造的?酒驾的危害及如何检测酒驾?”等情境进入主题等。
乙醇教学引入“酒文化”究其原因有以下:(1)从研究主体看,酒是乙醇教学最好的载体,且社会生活化显著;(2)从学习的主题看,苏教版教材将乙醇学习安排在“食品中的有机化合物”背景中,引入“酒文化”非常契合;(3)“酒文化”(如诗歌、酿造等)是中国传统文化知识的重要组成部分,对高中学生来说是耳濡目染,既能激发学生兴趣,又有丰富知识基础。因此,将贴近生活的“酒文化”作为乙醇性质教学的素材是非常合理的,也是得到师生广泛认同的。但笔者也发现,大多数作者只是汲取部分“酒文化”内容,作为引课、激趣、提问、环节过渡的局部情境使用,很少将其整合作为课时学习的线索来设计,资源的功能、价值并未得到最大优化。基于上述梳理,笔者以苏教版《化学2》乙醇为对象,尝试“酒文化”为构架的乙醇性质教学。
二、教学分析
1. 教材分析
“乙醇”是苏教版《化学2》专题3第2单元“食品中的有机化合物”第1课时内容。它是学生在学习“化石燃料为背景”烃类性质知识后,接触的第一种烃的衍生物。教材将乙醇内容置于“食品中的有机物”视角下,让学生从“联系社会生活的实际背景下认识乙醇的组成、结构、性质及应用”,凸显教材设计者的STS教学理念意图。同时,本课时乙醇性质学习后形成的基本化学观念,为后继“有机化学基础”模块醇类等知识学习奠定了基础。
2. 学情分析
本课时学习前,学生在初中阶段已经对乙醇的化学式、俗称、物理性质、可燃性以及简单用途有所了解,但初中并未涉及乙醇的微观结构、官能团和除燃烧以外的其他化学性质,学生对乙醇的认识总体上停留在较肤浅的表观层面,因此本课时对乙醇分子结构、化学性质的认识是学生知识经验的进一步拓展。之前的原子结构及烃类知识学习,学生对碳、氧原子价键有了一定的微观认识基础,因此乙醇结构、性质学习总体难度不大。但以官能团为核心分类思想的“官能团决定一类有机化合物性质”的内隐认识方法,作为新知识背后的化学基本观念,在本课时学习中需教师引导、学生感悟。
三、設计思路
如何将“酒文化”贯穿于整节课的学习之中?从生活切入,提出“传统工艺是如何生产酒的?(酿酒工业蕴含化学原理)”;饮食联系,认识“有关酒的民谚中包含着乙醇怎样性质?(酒作为调味剂所包含的化学道理)”;拓展应用,了解“乙醇具有哪些新的用途?(酒精溶剂、固体酒精、乙醇汽油等)”;健康饮酒;了解“酒是如何被人体代谢的?(酒的保存,乙醇、乙醛、乙酸间转化知识)”;将有关生活事实、现象、应用合理串联,融乙醇结构、性质于生活化问题之中,通过情境创设——问题提出——实验探究——符号表征——微观解释——问题解决等教学环节整合,环环相扣,构建乙醇教学的实效与艺术。
四、教学目标
[知识与技能]
(1)了解乙醇的物理性质和在生产生活中的应用。
(2)认识乙醇的分子结构特点,了解乙醇的主要化学性质。(与钠的反应、氧化反应)。
[过程与方法]
(1)通过揭示问题,讨论释疑,学习对比,分析推断等方法培养科学探究的能力。
(2)通过探究实验,规范操作,全面培养和提高实验能力、观察能力和对实验现象的分析能力。
[情感价值观]
(1)认识化学与人类生活的密切联系,激发学生学习化学的积极性。
(2)通过新旧知识联系,培养知识迁移、扩展的能力,进一步激发学生的求知欲;通过实验,培养求实、严谨的优良品质。
[重点、难点]
重点:乙醇的结构和化学性质。
难点:乙醇结构与性质之间的相互关系
五、教学过程
1. 酿造工艺,结构认识
[问题提出]展示浙江名酒——“女儿红(手工酿米酒)”。酿酒是中国一门古老的传统工艺,你们知道米酒是如何制备的吗?米酒的酿制中又包含哪些化学知识呢?
[小组汇报]研究性学习小组汇报“米酒酿制”工艺及工作过程。
(研究性学习小组2周前任务,并且展示产品甜酒酿)。
[师生总结]米酒酿制中的物质转化知识:淀粉→葡萄糖→乙醇。
(学生书写相应物质转化的方程式)
[科学史话]①据记载,中国是世界上最早学会酿酒和蒸馏技术的国家,酿酒的历史已有4000多年。酒中精华是什么?——酒精,化学名称为乙醇。
②杜康发明酒的故事。
[提出问题]乙醇的分子式是什么?它结构又是怎样的?
[学生实验]乙醇分子模型的搭建。
[提出问题]乙醇结构究竟是哪一种(CH3CH2OH、CH3OCH3)?有无简单实验验证我们的模型假设?请说说你的想法及理由。
[讨论汇报] 乙醇与钠反应;乙醇结构中存在羟基,应该有类似水的性质;另一种结构(CH3OCH3)是两个相同的甲基,应该不与钠反应,因为前面学过钠储存在煤油中,煤油主要成分烷烃(烷基),所以不反应。
[教师质疑](对学生给予肯定)质疑:中间连接了氧的甲基也许性质变了呢?
[师生总结] 可以通过定量测定氢气的方式分析乙醇的结构。
[学生实验]无水乙醇与钠反应实验。
学生书写反应方程式:2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑。
(设计意图:从生活情境出发,切入研究主题,唤起学生已有知识经验(初中已了解淀粉转化为酒精知识)的联系;通过问题引导,师生共同探讨认识乙醇微观结构,初步建立物质认识一般思路。)
2. 饮食视角,实验验证
[提出问题]民谚:①“酒是故乡的醇”;②“酒香不怕巷子深”;这两句话包含着乙醇什么样的性质?
[学生总结]①乙醇易溶于水;②乙醇沸点低,易挥发,有特殊的芳香味。
[学生实验]闻乙醇气味实验;乙醇溶解性实验;皮肤酒精擦拭实验。
[知识拓展]①常见酒的度数枚举:啤酒含酒精3~5%,葡萄酒含酒精6~20%,黄酒含酒精8~15%,白酒含酒精50~70%。(以上均为体积分数)
②医学上通过局部皮肤擦拭酒精降温(高烧病人)。
[提出问题]如何将低度酒转化为高度酒(方言:“酒汗”)?(蒸馏)
[问题提出]在烹饪中式菜肴(如海鲜)时,为什么往往添加少量料酒和醋?
[学生回答]增加口感(香味),去除腥味等。
[学生实验]乙醇与乙酸制备乙酸乙酯实验;闻乙酸乙酯气味。
(此处不做反应原理解释)
[提出问题]醉虾(泥螺)、呛海鲜为何在制作中要加白酒,你知道其中道理吗?
[学生总结]酒精具有消毒作用,能够杀死一些有害的细菌、病毒等微生物。
[知识拓展]药用酒精的制备及其作用原理。
(设计意图:从酒文化中谚语说起,联系思考生活实际中“酒作为饮食调味品”广泛应用,通过动手实验、逻辑推理等方式完善乙醇物理性质认识。)
3. 拓展视野,问题解释
[提出问题]生活常识:①在餐桌上撒些米酒可帮助去除油脂;②可以用少量白酒去除家中墙面上粘胶剂留下的痕迹;
你们知道上述两个事实的化学道理吗?
[演示实验]酒精除透明胶带黏贴留下黏胶痕迹。
[学生归纳]酒精是一种良好的有机溶剂,可以溶解大多数有机化合物等。
[学生枚举]中药酒、碘酒、藿香正气水、用无水乙醇清洗维护电子产品等。
[提出问题]生活中我们经常用“固体酒精”作为燃料,加热我们的菜肴,这又体现酒精怎样性质?固体酒精是怎么回事?(学生窃语:干锅包菜)
[知识拓展]固体酒精制备:将工业酒精(乙醇)中加入凝固剂使之成为胶冻状。
[演示实验]“固体酒精燃烧”。(学生书写酒精燃烧方程式)
[拓展视野]①变废为宝:植物秸秆的利用——制备乙醇(2003年投产的吉林60万吨燃料乙醇项目,是国内燃料乙醇生产规模之最)。
②乙醇汽油与环保知识。
③乙烯水化法工业制备乙醇方法。
(设计意图:从“酒作溶剂的生活小窍门”为联系生活起点,关注“固体酒精生活应用”,拓展“乙醇汽油与环境保护及资源综合利用”等知识,建立、渗透研究物质的社会应用价值。)
4. 健康饮食,实验探究
[情境过渡]“饮酒文化”在我国具有悠久的历史,颇具人文情怀。你知道饮酒与健康的关系吗?
[知识拓展]①饮酒与人体健康小知识;
②乙醇在人体内的代谢知识:乙醇通过血液流到肝脏后,首先被ADH(乙醇脱氢酶)氧化为乙醛,然后在其他酶的作用下,乙醛转化为乙酸,并最终被分解为CO2和H2O。
[动手书写]乙醇代谢相关化学方程式:2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O,2CH3CHO+O2→2CH3COOH
[实验探究]乙醇的催化氧化(铜做催化剂)。
[符号表征]2Cu+O2■2CuO;CH3CH2OH+CuO→CH3CHO+Cu+H2O,
[问题思考]①铜在反应中作用?氧化剂是谁?乙醇在反应中体现什么性质?
②生活问题:料酒保存不当容易变酸,你知道其中原因吗?
[联系生活] 饮酒后驾车容易引起严重的交通事故,交警可用快速酒精检测仪判断是否酒驾。(展示检测仪实物,介绍原理:乙醇在酸性下被CrO3氧化,引发试剂颜色变化。)
[提出问题]酸性高锰酸钾是一种强氧化剂,能否氧化乙醇?
[拓展实验]乙醇与酸性高锰酸钾溶液反应。
(设计意图:从“酒作溶剂的生活小窍门”为联系生活起点,关注“固体酒精生活应用”,拓展“乙醇汽油与环境保护及资源综合利用”等知识,建立、渗透研究物质的社会应用价值。)
5. 学以致用,归纳总结
[问题解决]请解释谚语:“陈年老酒格外香”的化学原理,并用方程式表示。
[归纳总结]学生归纳乙醇(CH3CH2OH)性质与结构的关系,渗透官能团决定物质性质认识思想。
六、教后反思
1. 情境問题,凸显价值
教学情境作为经过教师加工的,与教学内容相适切的、包含问题的特殊的教学事件,其价值在于为学生的化学学习提供素材和知识背景,激发学生的学习兴趣,帮助学生发现问题,以引起学生的化学学习行为——主动探索、解决问题,从而获得化学知识、形成化学学科能力。
在乙醇教学中,教师选择引用“酒文化”内容作为问题情境,引发了学生对乙醇结构与性质这一核心知识开展探究,同时情境中蕴含的学科问题能引起学生意义学习的心向,凸显了情境教学的应有价值。在具体情境引领下,教师通过设计不同层次问题,以串联追问,过渡衔接,质疑探究等策略,让学生经历了问题产生、解决、应用的完整过程,教学情境真正发挥了作为知识产生、建构的载体的作用。
2. 情境串联,巧妙设计
教学情境并非只是给知识教学加点“味精”,也并非只是在新课教学之前利用有关的实验、故事、问题等来激起学生的学习兴趣。教学情境是能够体现学科知识发现的过程、应用的条件以及学科知识在生活中的意义与价值的事物或场景。因此教学中教师应该遵从学生的认知逻辑和知识的教学序列,科学地组织情境素材,适合时机有序地、及时地将情境呈现于课堂,让情境成为学生学习内容的组织线索,引导学生构建知识,促进学生的知识迁移,帮助学生形成科学的学习方法。
在乙醇教学中,教师将“酒的酿制原理,酒作为调味剂,生活应用小窍门,饮酒与健康等”情境内容串联,将“乙醇的制备、结构、性质、应用与转化”知识融合于情境之中,为学生搭建了认识乙醇性质的脚手架,设计流畅巧妙。
参考文献
[1] 孙红霞,张雨强.“乙醇”的教学情境设计[J].化学教育,2011(11):85-86
[2] 杨玉琴,王祖浩.教学情境的本真意蕴——基于化学课堂教学案例的分析与思考[J].化学教育,2011(10):30-33