優(yōu)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)行為，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)

一、設(shè)計(jì)思想

素養(yǎng)在詞典里的釋義為修習(xí)涵養(yǎng)、素質(zhì)與教養(yǎng)以及平時(shí)所養(yǎng)成的良好習(xí)慣，其基本解釋是由訓(xùn)練和實(shí)踐而獲得的技巧或能力。實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，是指人們在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐過程中所表現(xiàn)出來的內(nèi)在心理特質(zhì)，包括實(shí)驗(yàn)的知識與技能、方法與習(xí)慣、情感與態(tài)度等以及在此基礎(chǔ)上形成的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?shí)驗(yàn)觀和實(shí)驗(yàn)品質(zhì)。基于“醇的性質(zhì)和應(yīng)用”本節(jié)內(nèi)容中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，①鈉與乙醇的反應(yīng)；②乙醇與鹵化氫的反應(yīng)；③乙醇的分子內(nèi)脫水反應(yīng)，其中實(shí)驗(yàn)①在蘇教版必修2中已經(jīng)出現(xiàn)過，為此本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)主要以后兩個(gè)實(shí)驗(yàn)為載體，在優(yōu)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)行為的前提下，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，使學(xué)生掌握正確的實(shí)驗(yàn)方法和形成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣以及培養(yǎng)學(xué)生正確的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和使學(xué)生增強(qiáng)深厚的實(shí)驗(yàn)情感，并在此基礎(chǔ)上提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、使學(xué)生建立正確的實(shí)驗(yàn)觀和培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)品質(zhì)，從而提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

二、教學(xué)目標(biāo)

【知識與技能】

知道乙醇的化學(xué)性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，了解乙醇與氫鹵酸的取代反應(yīng)和乙醇的分子內(nèi)脫水反應(yīng)。

【過程與方法】

通過課堂上關(guān)于乙醇結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)的討論，進(jìn)一步體驗(yàn)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)。

【情感態(tài)度與價(jià)值觀】

通過乙醇性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究，發(fā)展與人合作、善于思考、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神。

三、教學(xué)過程

【情景導(dǎo)入】今天我想為大家表演一個(gè)無火生火的實(shí)驗(yàn)（用玻璃棒蘸濃硫酸，再蘸一點(diǎn)高錳酸鉀粉末，然后用盛有某種液體的噴壺噴一下。）

【學(xué)生活動】觀看并發(fā)出驚嘆聲

（設(shè)計(jì)意圖：課的一開始就用了一個(gè)與乙醇有關(guān)的無火生火實(shí)驗(yàn)，目的是要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。我們都知道：興趣是一種特殊的意識傾向，是動機(jī)產(chǎn)生的重要主觀原因；良好的學(xué)習(xí)興趣，是求知欲的源泉，是思維的動力。）

【過渡】請問噴壺里的液體是什么？

【學(xué)生活動】生1（靠講臺）：乙醇。

【追問】你怎么知道的？

【學(xué)生活動】生1：聞到酒香味了。

【過渡】對于乙醇，我們并不陌生，在初中、高一都學(xué)習(xí)過，對它的物理性質(zhì)非常熟悉，也知道了它的部分化學(xué)性質(zhì)，請大家回憶，乙醇有哪些化學(xué)性質(zhì)呢？

【學(xué)生活動】生2：乙醇的化學(xué)性質(zhì)：①乙醇可以與活潑金屬反應(yīng)（如金屬鈉反應(yīng)）；②乙醇可以發(fā)生氧化反應(yīng)（燃燒；乙醇的催化氧化）；③乙醇與乙酸的酯化反應(yīng)。

【過渡】請大家寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。

【學(xué)生板演】：①2CH3CH2OH+2Na=2CH3CH2ONa+H2↑

②2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O

③2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O

④CH3CH2OH+CH3COOH CH3COOCH2CH3+H2O

【評一評】請大家來評一評方程式的書寫情況。

【設(shè)問】化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊鍵斷裂，新鍵形成的過程，在以上三個(gè)反應(yīng)中，乙醇斷裂的是什么鍵呢？請?jiān)诒?中注明。

（設(shè)計(jì)意圖：由于學(xué)生在蘇教版必修2已經(jīng)對乙醇的化學(xué)性質(zhì)有部分了解，在教學(xué)中先尋找一種能充當(dāng)新舊知識聯(lián)系的引導(dǎo)材料，即“先行組織者”，以幫助學(xué)生更好地同化新的知識。）

【過渡】乙醇還有沒有其他的斷鍵方式呢？請大家看一段視頻（2010年南非世界杯足球賽片段）不知大家有沒有留心在足球場上隊(duì)員腿部經(jīng)常受傷，隊(duì)醫(yī)是如何緊急救治的？

【學(xué)生活動】生3：首先用酒精或雙氧水對傷口進(jìn)行消毒，然后分析受傷類型，采取具體的措施。

生4：做了一個(gè)噴藥的動作，說明用的是一種噴霧劑。

【過渡】你知道隊(duì)醫(yī)用的噴霧劑的主要成分是什么呢？

【學(xué)生活動】生4：乙醇。

【設(shè)問】你為什么覺得是乙醇呢？

【學(xué)生活動】生4：乙醇揮發(fā)，帶走傷口周圍的部分熱量，使傷口冷凍。

【過渡】原理是正確的，但用的不是乙醇，而是復(fù)方氯乙烷噴霧劑（見圖1）。

【設(shè)問】結(jié)合大家所學(xué)的知識，氯乙烷如何合成？

【學(xué)生活動】用乙烯和氯化氫加成。

（設(shè)計(jì)意圖：通過熟悉的場景——隊(duì)醫(yī)緊急救治腿部受傷的隊(duì)員，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，自然地引出氯乙烷這種物質(zhì)，為乙醇和鹵化氫的反應(yīng)做鋪墊。）

【過渡】還有沒有其他的方式合成氯乙烷呢？請大家看書上P68這個(gè)實(shí)驗(yàn)，在閱讀書本的過程中，注意屏幕上給出的信息提示。（NaBr+H2SO4=NaHSO4+HBr↑ 2HBr+H2SO4=Br2↑+SO2↑+2H2O）

組裝圖2所示裝置：在試管Ⅰ中依次加入2 mL蒸餾水、4 mL濃硫酸、2 mL 95%的乙醇和3 g 溴化鈉粉末，在試管Ⅱ中注入蒸餾水，燒杯中注入自來水。加熱試管Ⅰ至微沸狀態(tài)數(shù)分鐘后，冷卻，觀察并描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【學(xué)生活動】分組實(shí)驗(yàn)。

【設(shè)問】做完實(shí)驗(yàn)，有何疑問？

【交流與討論】生5（疑問）：試管Ⅱ中的油狀液體是什么？

【繼續(xù)追問】你想誰幫你解決這個(gè)問題？

生5：同桌。

生6（同桌）：溴乙烷。

生7（疑問）：試管I中開始加入水，濃硫酸，溴化鈉的作用是什么？

生8：生成溴化氫。

【我的疑問】1.裝置圖中試管Ⅱ和燒杯中的水的作用分別是什么？

2.試管I中液體發(fā)黃，為什么？

【交流與討論】生9（問題1）：燒杯中水的作用是冷卻，試管Ⅱ中水的作用是使雜質(zhì)與溴乙烷分離。

生10（問題2）：試管I中液體會發(fā)黃的原因是有溴生成了（濃硫酸具備強(qiáng)氧化性，會把Br-氧化成溴單質(zhì)）。

【過渡】請大家寫出溴化氫與乙醇反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式，并說出乙醇在發(fā)生這個(gè)反應(yīng)時(shí)斷裂的鍵。

【學(xué)生活動】C2H5OH+HBr→C2H5Br+H2O，乙醇斷裂的碳氧鍵。

【設(shè)計(jì)意圖：先通過學(xué)生自己閱讀課本實(shí)驗(yàn)（了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)操作），接著分組實(shí)驗(yàn)（組裝實(shí)驗(yàn)儀器，添加藥品，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等），再讓學(xué)生提出自己疑惑的問題，同伴互助解決問題。這樣的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，提升了學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器的使用、組裝等動手能力；同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析等能力；也有利于良好生生關(guān)系的形成?！?/p>

【過渡】乙醇還有沒有其他的斷鍵方式呢？請大家再做個(gè)實(shí)驗(yàn)，在做實(shí)驗(yàn)前，請看書上P69，在閱讀的過程中思考如下問題：在此實(shí)驗(yàn)過程中，有哪些注意事項(xiàng)呢？

【學(xué)生活動】生11：試管要預(yù)熱。

生12：要檢查此裝置的氣密性。

生13：如果撤離裝置時(shí)，先拔開盛有KOH的塞子，后熄滅酒精燈，否則會倒吸。

生14：防止有污染性氣體產(chǎn)生，要有尾氣處理裝置。

【分組實(shí)驗(yàn)】完成圖3所示實(shí)驗(yàn)，在試管中加入2 g P2O5并注入4mL 95%乙醇，給試管加熱，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述】組1（代表發(fā)言）：盛有KOH的瓶內(nèi)不斷地冒氣泡，酸性高錳酸鉀溶液褪色。

【追問】既然酸性高錳酸鉀褪色了，在此反應(yīng)中乙醇脫水生成什么物質(zhì)了呢？

【交流與討論】組1（代表發(fā)言）：乙烯。

組2實(shí)驗(yàn)失?。ù戆l(fā)言）：盛有KOH的瓶內(nèi)有氣泡，但我們組沒有看到酸性高錳酸鉀褪色。

【追問組2】那高錳酸鉀的顏色有沒有變淺一點(diǎn)。

組2（代表發(fā)言）：變淺了一點(diǎn)。

【對照】從本組實(shí)驗(yàn)用的高錳酸鉀試劑瓶中倒出了一些高錳酸鉀溶液，和本組實(shí)驗(yàn)后的溶液進(jìn)行了比對，顏色根本沒變。

【過渡】對發(fā)言同學(xué)語重心長地說了一句：請尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)。那還請你說一說，你們組實(shí)驗(yàn)失敗的原因是什么？

組2（代表發(fā)言）：氣密性不好。

【追問組2】你們?nèi)绾闻袛喑鰜淼哪兀?/p>

組2（其他學(xué)生發(fā)言）：盛有高錳酸鉀的試管沒有氣泡冒出。

【了解各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果】請觀察到酸性高錳酸鉀溶液褪色的派代表舉手（有五組，還有五組沒有）。

【設(shè)計(jì)意圖：本實(shí)驗(yàn)失敗的可能性較大（氣密性要求很高，而且在實(shí)驗(yàn)即將結(jié)束時(shí)如果處理不當(dāng)，容易發(fā)生倒吸），為了提高實(shí)驗(yàn)的成功率，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前歸納實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，這樣有利于學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣——能在實(shí)驗(yàn)前，將實(shí)驗(yàn)中可能失敗的因素考慮周全。其次，學(xué)生在親歷化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的過程中，不僅注意科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程和方法的掌握，內(nèi)心深處也必然會發(fā)生自我體會、自我感悟和深刻反思，這是因?yàn)樗麄兗扔袑?shí)驗(yàn)成功的興奮與喜悅，也有實(shí)驗(yàn)操作失敗的困惑與迷茫，理智地認(rèn)識成功和失敗的感受和體驗(yàn)是正確的形成情感態(tài)度與價(jià)值觀的重要基礎(chǔ)。此外，學(xué)生既然做實(shí)驗(yàn)，就要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度，就要尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，形成正確的實(shí)驗(yàn)觀。】

【過渡】請寫出乙醇脫水生成乙烯的化學(xué)反應(yīng)方程式，并標(biāo)出在此反應(yīng)中乙醇斷裂的是什么鍵？

【學(xué)生活動】

【教師引導(dǎo)】有同學(xué)受書的影響，箭號上寫的濃硫酸，而本實(shí)驗(yàn)中我們用的催化劑是五氧化二磷，所以不能亂寫。

【過渡】是不是所有的醇都能像乙醇那樣脫水呢？請分析以下醇能否脫水，并四人一組討論什么樣的醇可以像乙醇那樣脫水。

【學(xué)生活動】生15：1能，2，3不能。

生16：醇能發(fā)生消去反應(yīng)的條件是：①該醇至少有兩個(gè)碳原子，②和羥基連接的碳的相鄰碳上要有氫原子。

（設(shè)計(jì)意圖：從特殊到一般，讓學(xué)生認(rèn)識到并不是所有的醇都能發(fā)生分子內(nèi)脫水實(shí)驗(yàn)，能發(fā)生分子內(nèi)脫水的醇必須在結(jié)構(gòu)上滿足一定的條件，進(jìn)一步深化了結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的思想。）

【小結(jié)】乙醇發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)的斷鍵方式：

【課外拓展】課后先請大家自己思考，在乙醇的脫水實(shí)驗(yàn)中，為何選用五氧化二磷做脫水劑和催化劑，而不選用濃硫酸，它的優(yōu)點(diǎn)是什么？再與網(wǎng)上查出的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行比對。

（設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生的學(xué)習(xí)不能僅僅局限在課內(nèi)，希望拓展到課外，這樣不僅可以鍛煉學(xué)生收集信息的能力，更能提升學(xué)生處理信息的能力。）

四、教學(xué)反思

1.關(guān)注選修教材與必修教材在內(nèi)容上的差異，適當(dāng)取舍

蘇教版選修教材《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》中《醇的性質(zhì)與應(yīng)用》第一課時(shí)主要是對乙醇化學(xué)性質(zhì)的后續(xù)補(bǔ)充，對照必修1和《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》教材，重復(fù)的內(nèi)容是鈉與乙醇的實(shí)驗(yàn)。由于考慮到學(xué)生對鈉與乙醇的反應(yīng)印象還比較深刻，另外再做乙醇與鈉的反應(yīng)會沖淡本節(jié)課的重心，所以選擇將鈉與乙醇的反應(yīng)作為已學(xué)知識進(jìn)行回憶。

2.關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的培養(yǎng)

乙醇與鹵化氫的取代反應(yīng)和乙醇分子內(nèi)脫水實(shí)驗(yàn)是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，如何將這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)利用好是本節(jié)課設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵。對于乙醇與鹵化氫的取代反應(yīng)，使用了如下設(shè)計(jì)：學(xué)生自己看書先初步了解實(shí)驗(yàn)—分組實(shí)驗(yàn)—提出實(shí)驗(yàn)中的疑惑—同伴解決疑惑。這樣的設(shè)計(jì)不僅有利于學(xué)生閱讀能力，提出問題，分析解決問題能力的提升；更有助于同學(xué)間情感的交流，有利于良好生生關(guān)系的形成；更為重要的是有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。對于乙醇分子內(nèi)脫水實(shí)驗(yàn)，使用了如下設(shè)計(jì)：自己看書先初步了解實(shí)驗(yàn)—提出本實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)—分組實(shí)驗(yàn)—觀察現(xiàn)象得出結(jié)論—分析實(shí)驗(yàn)失敗原因。這樣的設(shè)計(jì)充分挖掘了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，更有助于學(xué)生實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ人仞B(yǎng)的提升。

參考文獻(xiàn)：

范志鵬.試論化學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)[J].化學(xué)教育，2006（10）：49-50.

作者簡介：黃宏，男，1979年生，就職于江蘇省常州市北郊高級中學(xué)，中學(xué)一級教師。

編輯 薄躍華