翁梦灵，薛 岚

(宁德师范学院，福建 宁德 352000)

《普通高中化学课程标准(2017年版2020修订)》提出“倡导真实问题情景创设，开展以化学实验为主的多种探究活动，重视教学内容的结构化设计，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养他们的创新精神和实践能力。” 在新课改的背景下,高中化学课的主要任务已从被动的基础教育知识灌输转变为核心素养的培养[1]。所以在高中化学教学中进行基于真实问题情境的教学具有重要的现实意义。下面以“饮食中的有机化合物”(第1课时)为例谈谈相应的教学设计与实践。

1 教学主题内容

“饮食中的有机化合物”选自普通高中课程标准教科书化学2(必修)第三章第3节，从《普通高中化学课程标准(2017年版2020修订)》的要求和建议来看，本节课属于《普通高中化学课程标准(2017年版2020修订)》主题四——简单的有机化合物及其应用中。课程标准对此内容的要求及教学提示，见表1[2]。

表1 普通高中化学课程标准(2017年版2020修订)中有关“饮食中的有机化合物”的教学要求及教学建议Table 1 Teaching requirements and teaching suggestions on “organic compounds in diet” in the Chemistry Curriculum Standards for General Senior High Schools (2017 Edition 2020 Revised)

“饮食中的有机化合物”主要涉及到乙醇、乙酸两种有机化合物的性质及特征，乙醇、乙酸在生活中的重要应用等内容。本节教材从生活中学生比较熟悉的作为饮品、药品、调味剂的乙醇、乙酸这两种有机化合物入手将学生逐步带入维持生命和健康所必需的营养物质：油脂、糖类、蛋白质。体现了“生活中处处是化学”“化学来源于生活”的化学精神。本课时是对第三章第1节：认识有机化合物，第2节：从化石燃料中获取的有机化合物的知识延伸与拓展，又是为选择性必修的“有机化学基础”模块打下良好基础。本课时内容主要从定性的角度让学生认识乙醇、乙酸等生活中常见的有机化合物，学习起来并不困难，但需要学生有敏锐的观察力、一定的微观探析反应本质的意识与能力及对生活现象的感知能力。

2 学情分析[3]

对于本课时内容的学习，学生已具备一定的化学思维和科学素养。学生经过两年的化学学习，学生已学习过了大部分无机物。例如：学生曾学习过钠与水的反应及其反应现象；一些简单有机物及其微观结构，例如：甲烷、乙烯的性质及其球棍模型。但并没有从微观角度对反应进行分析。对有机化合物，尤其是酒精、食醋这种生活中常见的有机化合物接触得较少。对于新的知识，新的现象，学生愿意也有能力去面对，并能产生学习化学的积极性。此外，高中生的思维已逐步从具体的形象思维过渡到抽象思维，具备一定的观察分析能力和通过实验现象推断物质性质的能力，但还需要不断练习强化。从而提高学生“宏观辨识与微观探析”的意识与能力，发展学生的化学学科核心素养。

3 教学目标

“饮食中的有机化合物”的教学要与真实生活情景相联系，同时教学目标应体现化学学科核心素养。为此，我确定了本节课的教学目标：

(1)通过实验探究，学习乙醇的主要性质与应用，认识羟基，能解释官能团与性质的关系，体会科学探究的重要作用，提高证据推理意识；

(2)通过动画演示和模型展示乙醇的球棍模型和取代反应的反应机理，建立宏观与微观相结合的分析视角，提高微观认知水平；

(3)联系生活认识乙醇在生产、生活中的重要应用，感受有机化合物的化学学科价值和社会价值。

4 教学重难点

重点：

(1)认识乙醇的主要化学性质及相应性质的实验现象；

(2)能辨认有机物中的羟基；

难点：

(1)从微观角度认识取代反应的过程，进一步从结构的角度加深对有机化合物的学习；

(2)能解释官能团与性质的关系。

5 教学设计思路

将教学与生活相结合，以公路上查酒驾的案例设计情景，导入课题，以“乙醇的物理性质——乙醇的化学性质——官能团的概念——酒精检测仪的原理”为主要内容线索进行教学活动设计，见图1。

图1 饮食中的有机化合物的教学设计思路Fig.1 Teaching design ideas of organic compounds in diet

6 教学过程

6.1 创设情境,导入新课

【情景素材】小王酒驾了？——小王下班后，开车回家。公路上，交警正在排查酒后驾驶，小王没喝酒却被测出酒后驾驶，这是为什么呢？原来小王下班前吃了一块提拉米苏蛋糕，提拉米苏中含有和酒一样的化学物质——乙醇。那乙醇到底有什么性质呢？交警是如何检测出酒驾的呢？

6.2 探究乙醇的物理性质及化学性质[4]

【问题】乙醇，俗名酒精。是我们生活中最常见的有机物之一，请同学们依据生活经验讨论一下乙醇可能的一些性质。

【交流与讨论】(1)酒精是无色的，有特殊的气味，所以乙醇是无色透明、有特殊气味的液体。(2)酒类饮品可以燃烧，所以乙醇具有可燃性。(3)酒类饮品有很多种，葡萄酒、高粱酒，所以乙醇是一种溶剂，可以溶解部分物质。(4)医院用的酒精和饮品中的乙醇含量不一样，所以乙醇和水是可以互溶的。

【教师总结】得出了乙醇的物理性质。乙醇是无色透明、具有特殊香味的液体；比水轻，20 ℃时的密度为 0.789 g·cm-3；熔点为 -117.3 ℃，沸点为 78.5 ℃，易挥发；能与水以任意比例互溶，能溶解多种无机物和有机化合物，是优良的有机溶剂。

【实验探究】学生完成以下自主探究实验，并填写对应表格(见表2)，根据实验现象总结归纳乙醇的化学性质。

实验用品：无水乙醇，酸性 KMnO4溶液，金属钠，铜丝； 试管，试管夹，烧杯，量筒，玻璃片，火柴，小刀，滤纸， 酒精灯。

【实验内容】

(实验1)向烧杯中加入约 2 mL 无水乙醇，点燃，观察现象。

(实验2)向试管中加入约 2 mL 无水乙醇，取一根光洁的铜丝绕成螺旋状，置于酒精灯外焰上加热，然后伸入无水乙醇中，反复几次，观察铜丝的变化并闻一闻液体的气味。

(实验3)向试管中加入约 2 mL 酸性 KMnO4溶液，滴入数滴无水乙醇，振荡，观察现象。

(实验4)向试管中加入约 2 mL 无水乙醇，再放入一小块金属钠，观察现象，检验生成的气体。

【学生归纳】

表2 乙醇化学性质探究实验记录表Table 2 Record of ethanol chemical properties

【问题】请同学们再仔细观察实验4，并回忆钠与水的反应现象，对比钠与乙醇的反应现象，有什么异同？原因是什么？

【学生】钠与乙醇反应时，钠沉底。钠与水反应时，钠浮在水面上。这可以说明乙醇的密度小于水。钠与水和乙醇反应都放出氢气，但钠与乙醇反应没有钠与水反应那么剧烈。

【展示】水与乙醇的分子结构模型图，见图2[5]。

【教师释疑】乙醇和水中与氧相连的氢都比较活泼，易被钠取代，产生氢气。像这样化合物或有机物分子中任何一个原子或原子团被试剂中同类型的其它原子或原子团所替代的反应叫做取代反应，见图3。

图2 乙醇与水的分子结构图Fig.2 Molecular structure of ethanol and water

【联系生活，拓展视野】在酿酒厂经常出现这样的情况：酒酿的时间过长会产生酸味，最后变成醋，这是为什么呢？通过实验1我们得知，乙醇可以被氧气氧化形成乙醛，再氧化则会形成乙酸，也就是我们食醋中的主要成分，醋酸。

【展示模型】从分子结构来说，乙醇、乙醛、乙酸这三类物质的性质主要通过官能团来决定，见图4。

图4 乙醇、乙醛、乙酸的分子球棍模型Fig.4 Molecular ball-and-stick models of ethanol, acetaldehyde and acetic acid

3.3 感受乙醇在生活中的实际应用

【视频展示】魔术：烧不坏的手帕，见图5。

图5 烧不坏的手帕Fig.5 A handkerchief that doesn't burn

乙醇在我们的生活中应用广泛，可以作为消毒剂、饮品、药品，甚至某些化妆品中也含有乙醇。但乙醇作为饮品如果摄入过多，反而会影响我们的身体健康。故交警通常用酒精测试仪来检测驾驶人员是否酒驾。一种传统的酒精检测仪原理如下：人体呼出的气体与检测仪内 的重铬酸钾(K2Cr2O7)接触，如果呼出气体中有乙醇蒸气，乙醇 会被重铬酸钾氧化成乙醛，同时橙红色的重铬酸钾被还原成绿色的 硫酸铬[Cr2(SO4)3]。根据是否变色及颜色的变化程度，可测出呼出 气体中是否有乙醇及乙醇含量的高低。 目前常用的是燃料电池型呼气酒精检测仪。它的原理为：呼出 气体中若有乙醇蒸气，则在乙醇被催化氧化成二氧化碳(或乙醛) 和水的过程中会释放出化学能，化学能经电化学装置转化为电能， 用电压表测量其电压，示数越高，则乙醇浓度越高。

【总结】本节课我们一起学习了乙醇的物理性质、化学性质及其应用。知道了乙醇具有可燃性、还原性，理解了取代反应的实质，尤其我们还认识到乙醇在生活中的重要作用，学习了酒精测量仪的原理。

7 教学反思

以“小王酒驾了？”为情景展开教学，以探究乙醇的物理性质、化学性质、应用为顺序进行教学。教学过程中采用交流讨论、模型展示、动画演示等多种手段帮助学生掌握乙醇的相关性质，从微观的角度认识乙醇的分子结构、学习取代反应的过程，提高了学生的宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的水平，有利于学生构建有机化合物的知识体系，形成看待问题的化学视角。在学习乙醇的化学性质时，采用实验探究、问题解决等方式让学生积极参与研究与分析，巩固探究物质性质的方法，发展学生的科学探究精神。经过访问多名一线化学教师和实地实践，发现还有不少需要改进的地方：(1)在讲解取代反应时，缺少与置换反应的比较，学生易将置换反应与之混淆；(2)在探究乙醇的化学性质时，缺少对乙醇催化氧化成乙醛的讲解，学生对实验2产生刺激性气味的原因理解不深；(3)在进行小组合作学习时，有学生参与不积极，如不积极思考、不积极动手做实验等，还需教师进行积极引导。