深度学习理念下“乙醇”的教学

袁海涛 陈璐玲

摘要：以深度学习理念指引乙醇的学习，设计学习任务、进行实时评价，并以“知识结构化、认识思路结构化、核心观念结构化”为主线，进行“乙醇”一课的教学设计，为高一有机化学的深度学习提供思路。

关键词：深度学习;乙醇;结构化

文章编号：1008-0546（2022）04x-0038-03

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.00.011

一、教学内容及现状分析

中国高考评价体系主要由“一核”“四层”“四翼”三部分组成，其中“四层”中的“关键能力”包括知识获取能力群、实践操作能力群、思维认知能力群[1]。在“乙醇”的教学中发现，学生对于这一模块的知识重点关注在乙醇的化学性质，尤其是乙醇在发生催化氧化、燃烧等化学反应时如何断键，忽视了乙醇结构模型的建立和从结构角度对比乙醇与乙烷、水的化学性质。教学中将主要精力放在乙醇的化学性质而忽视对学生“信息搜索能力、信息转化能力、动手操作能力、归纳概括能力”等能力的培养，这是与高考评价体系不相符的，需要用“深度学习”理论指导乙醇教学。

二、教学思想与创新点

胡久华等人认为，“深度学习”是在“教师引领下，学生围绕具有挑战性的学习主题，开展以化学实验为主的多种探究活动，从宏微结合、变化守恒的视角，运用证据推理与模型认知的思维方式，解决复杂问题，获得结构化的化学核心知识，建立运用化学学科思想解决问题的思路方法，培养学生的创新精神和实践能力，促进学生核心素养的发展[2]。”挑战性学习主题、深度学习目标、深度学习活动、持续性评价是“深度学习”教学设计的4个要素。

（一）精选学习主题

乙醇这一内容安排在烃以后，是从烃过渡到烃的衍生物的重要环节。本节内容强调从烃到烃的衍生物的结构变化、官能团与化学性质的关系，对于学好本章及其它烃的衍生物的知识有承上启下的作用。除此之外，还能通过“分子结构模型的搭建”和“不同分支相同官能团性质的对比”开展学生的高阶思维活动。

（二）设计学习任务

在深度学习中，任务、情境和问题三位一体，这三者之间以及问题与问题之间具有明显的逻辑关系和结构化特征[3]。通过检索相关文献和查阅各个版本的教材，本节课以“从乙醇的组成、结构和性质出发，建立有机物“组成—结构—性质—用途”的有机物学习模式，使学生掌握学习和研究有机物的一般规律，形成一定的分析和解决问题的能力，同时鼓励学生用物质结构解释常见有机物的性质和用途。”

（三）进行实时评价

進行实时评价是开展深度学习的要素之一，评价的目的是促进真实问题解决、高阶思维能力发展和核心素养提升。教学过程采取“提问与点评”等评价方式获取学生素养养成情况证据信息，进而改进教与学[4]。结合《普通高中化学课程标准（2017年版）》，本节课的教学评价目标、评价方式及评价水平列举如表1所示。

三、教学目标

依据《普通高中化学课程标准（2017年版）》[5]和《中国高考评价体系说明》[6]，确定教学目标。

（1）通过乙醇与乙烷、水的球棍模型对比，加强学生“结构决定性质”的化学观念，巩固“模型认知”的核心素养;

（2）通过乙醇的物理和化学性质，尤其是乙醇催化氧化成乙醛，乙醇与金属钠的反应，加强对“证据推理与模型认识”“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的提升;

（3）通过分工合作，经历探究学习，获得乙醇的球棍模型，进而认识到物质结构与物质性质之间的关系，建立“（组成）结构—性质—用途”的有机物学习模式;

（4）通过探究实验，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;

（5）创设情境，通过动手实验，培养学生严谨科学的探究态度。学习乙醇的好、坏两方面用途，教会学生认识事物都具有两面性，要辩证地看待事物。

四、教学过程

教学流程见图1。

环节一：引入新课，搭建乙醇的球棍模型

[投影]几张美酒图片和相关文字。

[提问]这些图片或文字里，均涉及一种共同的物质，那就是乙醇。

[建模]在初中我们就学过乙醇，俗称酒精，分子式为C2H6O。前段时间我们陆续学习了甲烷、乙烷等有机物，我们通过搭建球棍模型可以更准确地学习有机物的物理、化学性质。请同学们利用手中的球和棍，搭建你认为合理的乙醇球棍模型，并搭建乙烷和

水的球棍模型。

[投影]C2H6O的两种可能的球棍模型和NMR氢谱。[讲解]在乙醇分子中-OH叫做羟基，是因为取自氢（Qing）氧（Yang）组合而成。对比乙烷的球棍模型，大家发现，乙醇相当于乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代，相似的还有之前学过的一氯甲烷、二氯甲烷、1，2-二溴乙烷，这些物质叫做烃的衍生物。其中-Cl、-Br、-OH都被称为有机物的官能团，能够决定有机物分子的主要物理和化学性质。

环节二：乙醇的物理性质

[提问]请同学们观察桌上的瓶装乙醇，从气味、状态、颜色角度描述乙醇的物理性质。

[提问]乙醇为何与水能够任意比互溶呢？

[投影]水分子间的氢键。

[讲解]水分子间能形成氢键，导致沸点比H2S的还高。乙醇与水分子之间也能够形成氢键，所以水和乙醇能够任意比互溶。

环节三：乙醇的化学性质

[提问]请大家对比水和乙醇的球棍模型，预测乙醇能否与Na反应？

[演示实验1]乙醇与Na反应：向盛有少量无水乙醇的试管中，加入一块新切的、用滤纸吸干表面煤油的金属钠，观察实验现象。

[讲解]实验现象：Na沉在底部，反应平缓，冒出气泡。

[引导]刚才我们看到产生气泡，大家觉得可能是什么气体呢（预测学生回答氢气）？如何检验生成了氢气？

[讲解]用点燃的卫生香靠近肥皂泡，听到“噗、噗”声，说明生成了氢气。

学生书写完整的化学反应方程式，并用PPT投影乙醇和钠反应断键和成键的动画，讲解定量关系。

[引导]投影钠与水和钠与乙醇反应的实验现象异同，引导学生思考钠与水和钠与乙醇反应，都是断羟基中的氢氧键，但是乙醇反应平缓，水与钠反应更剧烈。

[提问]乙醇和水都含有羟基，为什么钠跟水反应更剧烈些？

[讲解]结构决定性质，虽然都有羟基，但羟基上连接的基团还是有差异的。水分子中羟基连的是氢原子，乙醇分子羟基连的是乙基，说明基团间会相互影响。

[引导]适量饮酒有助消化、散寒。过量饮酒有害身体健康，因为乙醇在人体代谢过程中会产生对人体健康有害的乙醛。乙醇在人体中可在氧气和乙醇脱氢酶的作用下，被氧化成乙醛，乙醛又可在氧气和乙醛脱氢酶的作用下被氧化成乙酸，最终通过呼吸作用变成二氧化碳和水。乙醇在人体外是否也能被氧化成乙醛和乙酸呢？下面我们来看一个实验。

[学生实验1]向一支试管中加入5mL乙醇，将绕成螺旋状的铜丝在酒精灯上灼烧至红热，插入乙醇中，反复几次，观察铜丝颜色变化，并小心煽闻试管中液体的气味。

[提问]你观察到了哪些实验现象？铜丝加热后变黑，伸入乙醇溶液中后又变红，再

加热又变黑，伸入乙醇溶液中又变红，并能闻到刺激性气味。

[提问]这种刺激性气味是怎样产生的呢？

[引导]铜丝在酒精灯火焰上灼烧时变黑，是铜被氧气氧化成了氧化铜，灼热的铜丝伸入乙醇溶液中，又变红，说明氧化铜又变成了铜，乙醇被氧化铜氧化成了乙醛。因此，铜在反应前后没有发生改变，只是起催化剂的作用。乙醇实际上是被空气中的氧气氧化成了乙醛。

[讲解]下面我们再来看看乙醇生成乙醛是如何断键成键的。投影乙醇和乙醛的球棍模型，分析断键成键。指出乙醇脱去的两个氢原子结合一个氧原子就生成一个水分子，因此2mol乙醇和1mol氧气反应。

[引导]生活中我们经常见到交警测酒驾，那么检查酒驾的原理是什么呢？

[讲解]检查酒驾的原理是让驾驶员呼出的气体接触载有经过硫酸酸化处理的三氧化铬（CrO3）（通常呈橙黄色）的硅胶，与乙醇蒸汽反应生成硫酸铬[Cr（2SO4）3]（绿色）。这一事实说明乙醇也能被其它的氧化剂氧化。

[提问]如果氧化物换成氧化性更强的KMnO4和K2Cr2O7呢？

[学生实验2]取一支试管，第一组同学向试管中滴入1滴管酸性高锰酸钾溶液，第二组同学向试管中滴入1滴管酸性重铬酸钾溶液，再用滴管滴加7～8滴乙醇，用力振荡，记录实验现象。

[讲解]我们看到酸性高锰酸钾溶液颜色褪去，酸性重铬酸钾溶液由橙色变成绿色，都是因为乙醇被氧化了。科学实验表明乙醇可被强氧化剂直接氧化成乙酸。

[总结]总结乙醇的主要化学性质及断键部位。

[引导]乙醇的化学性质跟羟基的断键有关，羟基对乙醇的性质起决定性作用，我们将决定有机化合物的化学特性的原子或原子团叫做官能团。如羟基（-OH）、卤素原子（-X）、硝基（-NO2）、碳碳双键等。

五、教学反思

以“深度学习”指导简单含氧衍生物的學习，关键在于学习主题的选取和学习任务的设计。学习主题不仅要取决于真实情境，还要体现主题的育人功能。学习任务的设计既要逻辑严谨，又要符合当前学生的认知水平。教学过程中，应该专注层层递进的主线，增强教学活动的开放程度，促进高阶思维的发展。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部考试中心.中国高考评价体系[M].北京：人民教育出版社，2020.

[2]胡久华，罗滨，陈颖.指向“深度学习”的化学教学实践改进[J].课程.教材.教法，2017（3）：90-96.

[3]杨玉琴，倪娟“.原电池”教学30年演进研究[J].化学教育，2016，37（17）：1-8.

[4]吴海萍.促进“深度学习”的教学实践与思考——以“基于桃酥烘焙配方的实验探究”为例[J].化学教育，2018，39（19）：23-27.

[5]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[6]中华人民共和国教育部考试中心.中国高考评价体系说明[M].北京：人民教育出版社，2020.