用生活情境驱动化学学习--以高中化学2和乙酸教学为例_解酒论文

用生活情景驱动化学学习——以高中《化学2》“乙酸”教学为例，本文主要内容关键词为：化学论文,乙酸论文,为例论文,情景论文,高中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。

      知识的学习与运用不仅需要对知识本体的深入理解，还需要对知识运用场景的深入认知。将知识置于恰当的生活情景中，当抽象的化学知识与生活中的实际问题实现关联和转换时，可以促进学生对化学知识的理解，有利于学生运用化学知识分析和解决具体问题，达到学以致用的目的。本文以高中化学必修2“乙酸”教学为例展开探讨。

      一、必修阶段“乙酸”知识内容及其教学价值分析

      从人教版《化学2》教科书的编排看，必修阶段“乙酸”知识内容主要包括乙酸的物理性质、化学性质（乙酸的酸性、乙酸的酯化反应）、乙酸的组成、结构式及羧基等，这是学生需要学习和掌握的具体知识。若教学只是停留在这些具体知识的讲解和传授上，学生获得的知识是抽象的，不能深刻地感知化学知识和生活实际的联系，导致学生难以从化学视角去认识和解决生活中的相关问题。

      必修阶段有机化学知识的教学重在引领学生认识化学对个人生活、社会发展的重要作用和影响，以进一步提高学生的科学素养。学生要达到从化学的视角认识生活中的相关问题需要经历一个渐进发展的过程。由此需要思考：“乙酸”这部分知识和生活实际有哪些联系？如何利用生活实际问题来促进“乙酸”知识的学习？对这些问题的分析将有助于深刻理解知识的意义和价值。

      在人教版《化学2》教科书中，“乙酸”和“乙醇”被视为“生活中两种常见的有机物”，这是因为它们在日常生活实际中有广泛的应用。乙酸是生活中食用醋的有效成分。利用乙酸的弱酸性可以除去水垢等物质，故醋可以用于家庭清洁等。乙酸的酯化反应与生活中很多问题相关，诸如：醋为什么能解酒？炒菜时加醋和酒进行烹调为什么可以使菜味香可口？葡萄酒的密封储存为什么时间越长，质量越好？……这些问题由于和学生生活实际联系紧密，容易引起学生兴趣，对学生的学习有很好的促进作用。当然，仅立足于激发兴趣对促进知识理解的作用是有限的，并且若只是大量事实性知识的堆积而缺乏相应的理解，反倒会增加学生的记忆负担。将化学知识置于恰当的生活情景中，将化学知识与生活情景问题建立联系，引导学生在知识的学习过程中建立运用化学知识分析解决具体问题的思路与方法，这无疑会增进学生对知识运用的理解。这应该成为教学的核心所在。

      二、从化学视角认识生活问题的思考框架及学情分析

      将化学知识置于一定的生活情景中，引导学生将化学知识与实际问题建立关联，促进学生运用化学知识解决生活实际问题的基本思路可以概括为：基于生活情景提出问题，将生活问题转换为化学问题，在资料收集及实验验证过程中，通过协作、对话和思考解决问题，进而运用所学的化学知识对生活情景中的问题进行理性思考，在这一过程中获得知识、形成研究问题的思路和方法、感悟学科原理或思想（如下页图1所示）。图1示意图不仅展示了用化学知识解决生活实际问题的基本思路与方法，而且还呈现了“用醋解酒”、“用醋除水垢”生活情景的具体思考过程。按照这一思路展开教学，可以让学生的知识自然地迁移和深化，也为学生今后运用化学知识分析解决化学问题提供了思考的角度和路径。

      依据上述思考框架，需要进一步分析学生已有的基础和存在的困难，这样才能开展有效的教学。从乙酸的知识学习来说，学生已有的知识经验包括以下方面：①学生已经进行了甲烷、乙烯、苯、乙醇性质的学习和研究，对有机物中碳的成键特点及其性质等知识有所了解，知道了官能团决定有机化合物的化学性质，对取代反应、加成反应的原理有所了解；②学生在初中和高一学习中对醋酸有过简单的接触，知道醋酸是弱酸；③基于之前的学习，学生学习了化学键、共价键的极性，懂得了化学反应的实质是化学键的断裂与生成等。这些知识有利于促进学生对乙酸的结构特点及其主要性质反应的理解。但是，由于醇的羟基形式上“类似”氢氧根离子，加上乙酸有酸性能提供氢离子，有些学生会误认为乙酸和乙醇发生的是酸碱反应。这是酯化反应学习中不利的影响因素，在教学中需要设计学习活动加以突破。从方法的学习来看，学生在前面学习中经历了提出问题、分析问题、解决问题的基本思路，但是对于运用化学知识解决生活问题的思路和方法还缺乏条理性、具体性，需要在教学中加以重视。

      三、基于生活情景的教学活动设计

      1.教学整体思路

      基于以上分析，考虑学生的实际需要，本节课的教学思路与人教版的必修2教科书中“乙酸”内容顺序的编排（乙酸的结构、乙酸的酸性、乙酸的酯化反应）不同。具体如下：首先，以“生活中用醋能解酒吗”为情景，通过“醋和酒的成分分析→乙酸和乙醇能否反应→乙酸和乙醇如何反应→分析醋能否解酒的问题”这样的过程，建立“基于生活情景，提出生活问题→表征化学问题→分析化学问题→问题解决”的分析思路；然后，以“醋能够除水垢吗”为情景，引导学生应用所学思路解决具体问题，达到学以致用的目的。这样的安排符合学生的认知思路，有利于促进学生在生活问题的逐步解决过程中形成明确的思考路径，在情景的逐步深入思考和探索中获得乙酸的相关知识。整体教学思路见下页表1。

      

      2.主要教学活动设计与实施

      ①分析醋和酒的成分是什么？

      [学生活动]观察分别盛有陈醋、白醋、醋精的试剂瓶，结合已有的知识和生活经验，分析醋的主要成分及其性质。

      [汇报及讨论实录]

      学生1：醋中应该含有一种有刺激性气味的能溶于水的无色物质。

      

      学生2：我知道这种成分名字叫做醋酸，好像也叫乙酸。醋精中含有醋酸浓度大，需要稀释后使用……

      [资料支持]确实正如大家所说，醋中的主要成分是乙酸，俗称醋酸。这几种醋的醋酸含量都很低：一般食用醋中乙酸的含量是3%～4%，醋精中乙酸含量一般是15%左右。展示纯醋酸（冰醋酸）样品（常温和零度样品）。观察纯醋酸，谈谈你对醋酸的认识。

      [学生补充活动]观察冰醋酸，总结出醋酸（乙酸）常温下为无色液体，一定温度下能够冷凝为冰状固体。

      设计意图：本环节的直接目的就是要教会学生如何将生活问题表征简化为化学问题——需要分析情景中所涉及物质的化学成分：通过对生活中物质样品的收集，找出共性性质，通过资料支持，最终了解物质的化学成分。这种收集样品、归纳比较分析的方法是本环节中所要渗透的具体方法，而主动分析化学成分是本环节要培养的主要意识。由于学生在初中和高一的学习中接触过醋酸，通过小学科学和生活常识也初步了解一些醋酸的性质，通过本环节也可以让学生梳理已有的认知和体验，最终收获的知识主要是乙酸的物理性质。

      ②分析乙酸和乙醇的化学反应。

      [活动1]乙酸和乙醇能反应吗？如何设计实验进行证明？

      [汇报及讨论实录]

      学生1：将乙酸和乙醇混合，看有什么实验现象。

      学生2：应该将乙酸和乙醇混合加热，看有什么实验现象，因为常温下醋和酒混合没什么反应。

      学生3：要是没什么现象可以加点催化剂。不知人体会不会有酶参与，可以查下资料。

      学生4：可以加点盐酸吧，胃里有盐酸。在酸性环境看是否能有反应发生。

      学生5：用现象判断反应好像不行，毕竟醋和酒都无色。要不查一下可能产物的性质。

      学生6：乙酸应该有酸性吧，加指示剂看看变化吧。

      师生归纳：根据前面的讨论，在没有进行资料查阅的情况下，目前的思考角度有以下几方面：a.反应条件是否加热——可以用顺序方法解决，即常温条件下进行实验观察现象，然后进行加热，看加热条件下的实验现象；b.是否需要加催化剂——可用分类方法解决，将实验分为三组实验，即不加催化剂，加盐酸做催化剂，另外老师提议可以用浓硫酸作催化剂，因为和盐酸相比，浓硫酸不挥发；c.如何判断反应是否发生——没有外加酸的可用石蕊指示剂，外加酸的待实验后确实没有现象再查阅相关资料。

      [活动2]学生分组实验。依据上述分析，按照如表2中所示装置，请学生分组完成实验。

      

      [汇报及讨论实录]

      第1组学生：乙酸中加入石蕊溶液变红；加入乙醇，除稀释变浅（和加入等体积的水变化相同），没有其他明显现象。加热后颜色没有变化。

      第2组学生：乙酸、乙醇和盐酸混合没有明显现象，加热后有一些无色透明有香味不溶于饱和碳酸钠的液体生成，浮在碳酸钠溶液表面。

      第3组学生：现象和第2组的一样。

      教师：比较一下第2组和第3组的实验现象。这两组同学进度基本相同，完成时间相同，产物有何不同？

      第3组学生（补充）：第3组的产物多。

      师生归纳：乙酸和乙醇在酸的作用下确实能够反应，相比之下在浓硫酸催化下效果更佳。

      [活动3]探索乙酸和乙醇怎样反应。根据所给的乙酸和乙醇的结构式和结构简式，搭建乙酸和乙醇分子的球棍模型。根据碳原子的四个价键原则，分析反应是如何发生的，标记断键处。

      [学生汇报]展示模型，说明反应的发生有两种可能。

      

      围绕学生汇报结果展开如下讨论。

      [讨论实录]

      教师：两种可能的共同点和不同点是什么？

      学生：两种可能的共同之处是产物相同，不同之处是两种反应物提供的原子不同。

      教师：生成的产物是水和乙酸乙酯。那么大家能够解释一下，为什么浓硫酸的催化效果好吗？

      学生：浓硫酸催化效果比盐酸好一是因为产物有水生成，浓硫酸吸水；二是因为浓硫酸和盐酸相比挥发性差。

      教师：那么反应如何发生的？哪种可能性更高呢？提出你的观点。

      学生1：感觉第二种可能性更高。乙酸是石蕊变红说明有酸性嘛。

      学生2：我觉得不能从酸性角度说。因为如果乙酸有酸性提供氢离子，是不是乙醇有碱性啊。事实上乙醇不能电离出氢氧根离子啊？第1组实验就已经说明乙醇没有碱性。

      教师补充实验：乙醇中滴加石蕊，没有明显变化。

      学生3：那就不电离直接结合，能不能这样呢？是不是两种可能都有啊？

      [资料支持]同位素原子示踪法。

      [学生补充活动]分析资料，得出在乙酸和乙醇反应的过程中是酸提供羟基而醇提供氢原子的结论。

      设计意图：本环节是在提出化学问题的基础上进行分析化学问题的过程，包含了解决问题的一般思路和方法，即提出假设、设计方案、实验证明、搜集资料、得出结论。本环节的第一部分学生通过头脑风暴进行方案设计，其目的是将学生零散经验整合，然后进行比较归纳，将零散的建议整理完善为可行的实验方案——这也是学生已有认知进一步发展的过程。本环节的第二部分是实验验证部分，这里采用了三组对比实验的设计。其目的：一是在上述讨论的基础上渗透实验方案的选择和优化的思想；二是促进学生认识硫酸、加热作为酯化反应较优条件的依据；三是通过选择盐酸作为催化剂的实验，为醋和酒能否在胃液中进行反应埋下伏笔，同时为水解反应催化剂的选择作铺垫，有利于酯化和水解反应认识的系统化。总之，前两个部分是要解决“乙酸和乙醇反应吗”这一问题。本环节的第三部分是要解决“乙酸和乙醇怎样反应”这一问题，采用的策略是通过模型推测酯化反应的反应原理，配合资料进行分析推理。采用这样的策略不仅可以完成“怎样反应”这一任务，同时让学生体验了模型在研究物质性质中的应用，为学生从分子、官能团、价键角度认识有机物做好铺垫。在此部分还设计了讨论活动，其目的一是排除酸碱反应的干扰，二是在讨论过程中给学生提供时间和空间，让学生深入思考，最后借助资料让学生得出结论。经过这个环节，学生对乙酸的物理性质更为熟识，也收获了乙酸的酸性和酯化反应、乙酸的结构、官能团这些本体知识。

      3.分析和总结“醋能否解酒”的问题

      [问题1]结合前面的研讨，请大家思考醋能否解酒。

      [讨论实录]

      学生1：能解酒，因为乙酸和乙醇能反应。

      学生2：乙酸和乙醇反应要催化剂和加热条件，人体好像没有。

      学生3：胃里有盐酸啊，说不定还有酶可以催化呢。加热也应该不是问题，因为乙醇被空气中氧气氧化为二氧化碳和水需要点燃，可是在人体就不需要这样的条件。

      教师：按照今天的讨论，醋确实能够解酒，因为乙酸乙醇在胃液催化下可以反应，但反应条件所限，反应会比较缓慢，因此解酒效果不是十分显著。当然还有一种解释认为，乙醇代谢需要乙醇脱氢酶，而醋能明显提高乙醇脱氢酶含量，加快乙醇转化为乙醛的速度，有利于肝脏中乙醇的分解代谢，具有解酒作用，降低酒精对肝细胞的损害作用。目前关于这个话题还在探讨中。我们有了基本化学知识，就可以参与到其中的探索中，可能在这个探索过程中会获取更多的化学知识。

      [问题2]通过对醋能否解酒的研讨，大家对乙酸的性质有什么认识？尽可能有条理地表述出来。

      [学生汇报]乙酸是一种无色有刺激性气味的液体，溶于水。纯净的乙酸叫做冰醋酸，16.6C时能够凝结为像冰一样的固体。乙酸能够和乙醇发生酯化反应，乙酸提供羟基，乙醇提供氢离子。乙酸有酸性，使指示剂变色，应该是羧基能够电离出氢离子。

      [问题3]结合对醋能否解酒的研讨，请大家分析化学知识解决生活问题的思路是什么？

      [学生汇报]师生共同总结出用化学知识解决生活问题的思路。

      设计意图：本环节是由3个并列问题构成。首先是对所提出情景问题的回答，在这里不仅给出了目前研究结论，同时也留出探索空间，培养学生要科学、理性、全面地看待问题；然后是对知识本体的总结，学生通过对生活情景问题的探索，结合已有的经验，可以梳理出乙酸的物理性质和化学性质，教师配合板书，达成知识目标；最后是对方法的总结，学生在一系列研究活动后总结研究思路，完成方法的建构和固化。

      教学的最后一个环节是学以致用，其目的是检测学生能否顺利地运用化学知识解决生活问题。从学生思考的结果来看，绝大多数学生能够主动地运用所学思路解决“醋除水垢”的问题，并且提出了加热、长时间浸泡、用醋精等方法以达到除水垢的目的。从学生课上的归纳总结和课后对乙酸性质的复述来看，尽管这一思路在学生的表达中还没有清晰地外显出来，但学生基本上能够按照这一思路来思考和分析问题，并且基于生活情景的化学学习给学生留下了深刻的印象。当然，学生在生活中是否能够应用此思路解决其他问题，还需要进一步检验，也需要在以后的学习中对此思路进行逐渐渗透和反复强化。

      四、教学反思

      本节课并没有按照传统的“结构——物理性质——化学性质——用途”这一顺序进行教学，而是从一个简单的生活情景出发，将化学知识与生活实际建立联系，使学生在探索问题的过程中获得相关知识，并形成运用化学知识分析和解决具体问题的思路和方法。当然，如何结合具体知识选择或开发适当的情景，并设计出具有一定认知挑战和思维容量的高水平问题来促进学生的学习，还需要在今后的教学中不断研究和实践。

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