基于真实情景的高中化学教学探索——以“乙醇”为例

陈银山，毛立强

（嘉峪关市第二中学，甘肃 嘉峪关 735100）

化学学科核心素养的形成和发展离不开真实情境，情境中蕴含着提升思维品质的系列问题。情境与问题是模型认知的来源、证据推理的背景、实验探究的素材和科学实践的前提。笔者以“乙醇”教学为例，以核心素养为导向，基于化学学科本质和教学目标，以激发学生的学习内驱力，培养学生的正确价值观、科学精神和社会责任感。

一、核心素养的培育呼唤走向真实情景的教学

素养的形成和发展与情境存在密不可分的关系，因此教师的教学应该从基于传授抽象知识的教学走向真实情景的教学，在此过程中发展学生的核心素养。首先，素养依附于情境中。学科素养是一种复杂、综合、人性化的能力，其形成与发展只能依附于智力、情感和道德上真实的情境中。倘若离开这些真实情境，可能熟练了知识和技能，但是并无法发展素养。正是在真实的情境和学习中，知识才得以创造，素养才获得发展。其次，素养超越情境。现今是信息时代，知识日趋情境化，情境日趋复杂化。只有将知识植根于情境，才能找到学习的意义，促进学生素养的发展。再次，素养的形成与发展要关注虚拟环境对教育和人的发展的影响。由于信息技术的迅猛发展和广泛应用，21 世纪社会和学习情境的一大特点是虚拟环境和现实世界的互动与融合。借助信息技术，人们不但可以超越时间、空间以及身份限制进行交往，而且可以模拟和创造现实世界不可能存在的事物和现象，从而拓宽现实世界。

二、化学学科的特质指向真实情景的教学

化学是从微观粒子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门自然学科，其特征是从微观层面认识物质，以符号表征物质，从不同层面创造物质。化学不但与人类经济发展、社会文明关系密切，而且是材料、生命、环境、能源和信息科学等现代科学技术的重要基础。化学与社会的方方面面紧密相连，与学生日常生活的经验高度相关，因此脱离了真实情景的化学教学索然无味，脱离了学生的“最近发展区”，让教师的教学成为传输空洞理论的场所，让素养的培育成为无源之水、无本之木，让学生科学素养的发展成为空洞的说教。生活中的人们也是化学素养匮乏，谈“化”色变，书本上学到的化学知识与生活中的应用高度脱节，甚至像张悟本之流凭借着“绿豆包治百病”的幌子，成为国人追捧的明星。因此，教师的教学应该充分挖掘真实情境，从真实情境出发，提炼出化学问题，设计驱动性的问题和教学活动，让学生运用化学知识解决真实情境中的问题，发展学生的学科核心素养。

三、高考评价体系要求教学走向真实情景

高考命题评价与改革的理论支撑和实践指南是高考评价体系，同时，还规定了高考的考查载体情境，以此承载考查内容，实现考查要求。高考化学试题以普通高中课程标准和各个版本的教材为依据，创设一定的场景，将基础知识融入物质合成与转化、材料结构性质以及实验探究等方面，考查学生对相似概念、重要学科术语的比较辨析。2021 年高考化学试题立足于学科特点，以新材料、新药物、新催化技术等真实情景呈现生产生活中的实际问题，深化对学生信息获取加工、逻辑推理、归纳论证思维等关键能力的考查。例如，全国乙卷第7 题以碳中和为真实情境，考查利用化学技术减少二氧化碳的排放，同时向学生普及多种实现碳中和的方法和技术。再如，全国甲卷第28和35 题以我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目为真实情景，呈现硅太阳能发电、电解水制氢气、氢气与二氧化碳反应制备燃料甲醇的技术，展示了我国科学家在绿色化学和清洁能源开发和利用方面取得的创新成果。

四、基于真实情景的课堂教学实践——以乙醇为例

笔者选取2019 年新课标人教版第七章第三节《乙醇和乙酸》第一课时乙醇进行基于真实情景的课堂教学实践，课堂活动及反思如下：

（一）教学分析

1.课程标准对情境素材与教学策略的建议

为提高课程标准实践的可操作性，使课程标准好用、管用，新课标针对每个主题的特点、学生核心素养发展的需要，提供了教学策略、学习活动和学习情境素材等方面的建议。

（1）2017 版新课标针对“简单的有机化合物及其应用”主题内容提出情境素材建议如下：我国酿酒技术与酒文化、制备工业酒精、不同饮用酒中酒精的浓度、乙醇汽油、固体酒精、检验酒后驾车、酒精在人体内的转化、乙醇钠在药物合成中的应用；我国食醋文化与酿造技术。

（2）2017 版新课标针对有机化合物提出如下3 条教学策略：①以典型的简单有机物为例，引导学生对官能团与有机化合物分类形成初步认识。②通过拼插模型等活动引导学生认识有机物中碳原子的成键特点、共价键类型及一些简单分子的空间结构。③提倡采用观察实验现象、联系生产生活实际、归纳总结等教学策略对典型的有机物的结构、性质及应用进行教学。

2.教材分析

本节教材从化学史实和生活实例引入乙醇，学生容易就此根据经验总结出乙醇的物理性质。然后再通过分析分子结构引入取代基和烃的衍生物概念，指出衍生物的分子中含有官能团，与母体化合物烃的结构不同，因此性质也有所区别，深化学生对“结构决定性质”这一化学基本观念的理解。教材编入乙醇与钠反应的实验，并分析乙醇与乙烷具有不同化学性质的原因，由此引入官能团的概念。这样既介绍了代表性物质的化学性质，又让学生认识到官能团对有机物化学性质的决定作用。教材中乙醇的氧化反应重点在于催化氧化，其中包含了生物体内酶催化的氧化反应，以及乙醇与高锰酸钾等氧化剂的反应，由此打通了从乙烯到乙醇、乙醛、乙酸的物质转化链。教材在本节最后结合官能团的作用，从结构和性质的角度对常见有机物进行分类，通过“方法导引”栏目初步总结认识有机物的一般思路，使学生掌握方法，进一步强化有机物的认知模型。

3.学情分析

从学生心理情况看，由于乙醇是生活中经常接触到的物质，十分贴近生活，容易激起学生的探究欲望。从学生学习能力上看，经过高一半年的学习，学生的自学能力、理解能力以及思维创造能力都有了明显的提高。但是学生对乙醇的认识主要还停留在宏观表象阶段，还没有从微观结构角度认识乙醇。虽然前面已经学习了甲烷、乙烯、苯三种有机物，但还没有关于有机物官能团的认识，也没有建立起“结构—性质—用途”的学习模式。因此在教学中，教师应该突出乙醇的结构对性质的影响以及性质对用途的决定作用，在学生的头脑中逐步建立起“结构—性质—用途”的学习模式。

（二）教学思路

1.通过“情境线、知识线、思维发展线”展开教学，充分利用生活中的素材，体现“化学来源于生活，化学服务于生活”的理念。

2.借助类比方法认识乙醇的化学性质，如，金属钠与水的反应与金属钠与乙醇的反应类比、水的分子结构与乙醇的分子结构类比、乙醇和氧气在不同条件下的反应（点燃、催化加热）的类比等。

3.通过实验探究学习方式，提升学生“宏观辨识与微观探析”的思维能力。

4.渗透辩证唯物主义思想，如，结构决定性质，性质决定用途；内因是物质变化的根本，外因是物质变化的条件，外因通过内因发生变化，外因对物质的变化有影响；事物是相互联系、相互影响的。

（三）教学目标

1.知道乙醇的物理性质及用途。

2.从官能团的角度认识乙醇的组成和结构，了解烃的衍生物的概念及其结构。

3.通过实验，探究乙醇的化学性质，认识羟基与乙醇性质的关系，形成“结构决定性质”的观念，培养学生宏观辨识与微观探析的核心素养，同时培养学生科学探究与创新意识的学科核心素养。

4.通过了解酒精检测仪的历史和乙醇汽油，培养学生科学态度与社会责任的学科核心素养。

（四）教学重点和难点

教学重点：乙醇的结构、官能团及主要化学性质。

教学难点：乙醇的催化氧化反应。

（五）实验准备

1.学生分组实验：乙醇、铜丝、试管、酒精灯。

2.教师演示实验：乙醇、金属钠、酸性高锰酸钾溶液、酸性重铬酸钾溶液、小刀、镊子、滤纸、玻璃片、小试管、大试管、小烧杯、带橡胶塞的尖嘴导管，铁架台、试管夹。

（六）教学过程

引入新课

【教师】播放“毕导”视频“酒局保命大法”。

【设计意图】创设真实情境，引出问题，激发学生学习兴趣。

活动一：乙醇的物理性质

【教师】利用视频介绍酿酒的历史，提出问题。

【学生】思考与讨论

【教师】展示乙醇实物，总结归纳乙醇的物理性质，并介绍医用酒精。

【设计意图】1.理论联系实际，激发学生学习的兴趣。

2.让学生感受化学和生活的紧密联系，激发学生学习的积极性。同时培养学生体验生活和热爱生活的良好品质以及树立可持续发展的思想。

活动二：乙醇的结构

【教师】展示乙醇的球棍模型。

【学生】根据乙醇的球棍模型写出乙醇的结构式和结构简式。

【教师】通过对比乙烷与乙醇的球棍模型，介绍乙醇结构特点，进而利用甲烷的氯代物溴苯、硝基苯等有机物介绍烃的衍生物。

【设计意图】让学生学会利用模型学习有机物的方法，培养学生宏观辨识与微观探析的学科核心素养。

活动三：乙醇的化学性质

【实验探究一】乙醇与钠反应

【教师】做乙醇与钠反应实验。

【学生】观察、记录现象。

【教师】引导学生对比钠与乙醇和钠与水的反应现象，通过对比乙醇与水的结构，分析反应钠与乙醇反应，写出反应方程式。

【学生】试写出钠与乙醇反应的化学反应方程式。

【教师】归纳总结。

【设计意图】通过实验探究及知识的类比迁移，认识乙醇与钠的反应，形成“结构决定性质”的思维方式。

【实验探究二】乙醇的催化氧化

【学生】分组实验。

【教师】引导学生分析实验现象。

【学生】写出反应过程中发生反应的化学反应方程式。

【教师】归纳反应特点，写出乙醇催化氧化的化学反应方程式。播放“为什么喝酒会上脸”的视频。

【设计意图】1.通过实验探究，使学生再次认识到-OH 对乙醇化学性质的重要影响，初步形成官能团决定性质的观点，培养学生宏观辨识与微观探析的学科核心素养。

2.用所学知识解释“为什么有些人喝酒会上脸，有的人酒量好，有的人酒量不好”这一真实情景中的问题，达到学以致用的目的。

【实验探究三】乙醇与酸性高锰酸钾溶液和酸性重铬酸钾溶液反应

【教师】创设真实情景——酒驾的危害，一边介绍酒精检测仪的历史，一边进行乙醇与酸性高锰酸钾、酸性重铬酸钾溶液反应的演示实验。

【学生】观察并记录实验现象，了解早期酒精检测仪的原理。

【设计意图】创设真实情景——酒驾，拓展乙醇氧化反应知识，培养学生科学态度与社会责任的化学学科核心素养。

活动四：乙醇的燃烧

【教师】介绍乙醇的用途，利用多媒体介绍乙醇汽油。

【学生】观看视频，了解乙醇的应用前景。

【设计意图】再创设真实情景——乙醇汽油，复习乙醇与氧气在点燃条件下发生的反应，了解乙醇的用途，引导学生认识化学与生活密切相关。

（七）教学反思

1.通过真实情境，将化学与生产、生活相联系。

整个教学过程通过喝酒上脸，酒后驾车、乙醇汽油等真实情景，使学生感到化学就在实际生活之中。不但强化了责任意识，感受到化学与生活联系紧密，而且体验到用知识解决生活问题的乐趣和成就感，体会到化学从生活中来，最终还要回到生活中去。

2.注重学生已有的知识经验，给学生的学习创设了一个“最近发展区”。

在教学设计上，基于学生初中的水平，突出官能团羟基与性质的关系，让学生初步建立“结构—性质—用途”的有机物学习模式，帮助学生打好进一步学习的方法论基础。

3.发挥学生的课堂主导作用，教师的课堂引领作用，整节课生生互动，师生互动，体现了学生的课堂学生做主。

课堂上学生通过讨论、交流、展示、实验、归纳、总结完成学习，整个过程始终是学生在学习和探究。期间教师应适当地引导、点拨，解决疑问、修正学生的错误。学生在整节课中思维是活跃的，探究是有目的的。学生的主体性和主动性都得到了最大的发挥。