資源簡介

7.3《乙醇與乙酸-乙醇的結構與性質》教學設計
一、教材分析
乙醇是高中化學新課程人教版必修 2 第七章第三節“乙醇與乙酸”中的內容，乙醇是有機化學的核心物質之一，是聯系烴和烴的衍生物的性質的橋梁，也是開展社會性議題的重要物質類別。在前兩節內容的基礎上，學生會利用“碳四價”搭建出不同的有機物模型，在結構的差異中認識有機反應過程中的斷鍵和成鍵，該課題在此基礎上讓學生從結構的角度理解決定有機物分類與化學性質的特征基團，為認識有機合成中官能團轉化和物質類別變化做好準備。
2022年普通高中化學課程標準對本節的要求是：認識乙醇的結構、官能團羥基，能根據乙醇分子的結構特征分析其化學性質，能寫相關的反應方程式。學生已在初中階段及生活中對乙醇俗稱、物理性質、可燃性以及簡單用途有所了解，但對乙醇的微觀結構、官能團和除燃燒外的化學性質非常陌生。基于課程標準中“結構特征分析”的教學策略提示本節課將發展學生對乙醇由宏觀到微觀、由生活到化學的認知，并進一步深化學生“結構決定性質，性質決定用途”的有機物研究的一般方法。嘗試在基本知識習得的基礎上，初步培養學生的證據推理、實驗探究及創新意識等化學學科核心素養。本節課內容既是對初中內容的延伸與深化，也是后續選修教材學習醇類知識的基礎。一方面乙醇的學習能夠讓學生在掌握烴類知識的基礎上認識烴的衍生物，理解官能團與有機物性質的關系，另一方面對乙醇結構的推理和氫原子種類的探究能讓學生學會面對新的學習任務時，要聯系已有的知識經驗從化學的視角尋找問題解決的思路。同時，本節內容與生活密切相關，將乙醇的性質和生活情景相結合，滲透了“科學態度與社會責任”的化學核心素養。
二、教學目標
本節課化學觀念方面的教學目標包括：
認識乙醇的組成和結構特點、性質、轉化關系，及其在生產、生活中的重要作用；
以乙醇為知識載體建立結構與性質的聯系，形成從化學鍵視覺分析結構的認識思路，理解官能團對有機物化學性質的決定性作用。
本節中科學思維方面的教學目標包括：
運用“類比法”、“對比法”、“遷移應用法”“歸納法”“分析法”等思維方法對乙醇結構和性質進行探究，發展用“宏觀、微觀和符號”三重表征的學科思維；培養學生探索精神，解決與化學相關的真實問題中形成的質疑能力、批判能力和創新意識。這些思維方法的培養也切合了化學核心素養中的“證據推理與模型認知”素養。
本節課科學探究方面的教學目標包括：
預測并搭建乙醇球棍模型過程中，沒有采用標準的球棍模型，生活中常見的彩泥球代替，用牙簽代表共價鍵，讓學生小組根據每個原子的成鍵特點合作，組裝相應的“球棍模型”。乙醇的催化氧化環節通過彩泥搭建的“球棍模型”演示在催化氧化中乙醇的斷鍵情況，生動形象地展示化學反應的實質。乙醇的結構探究過程培養學生觀察能力和小組協作能力，培養學生探索精神，敢于質疑的精神，體驗科學探究的艱辛和喜悅。乙醇的催化氧化中乙醛的檢驗的討論環節，培養學生實驗思維能力，建立綠色化學的理念。模擬酒駕制作簡易酒檢測儀，讓學生演示，富有啟發性和趣味性，學生能在實驗中感受到化學的魅力及具有科學性，同時在實驗中滲透法制教育，加強交通安全和社會責任意識。
三、評價目標
（1）通過實驗演示，模型搭建、推測乙醇的分子結構，診斷并發展學生實驗探究水平和宏微結合認識物質的水平，培養“證據推理與模型認知”的學科素養。
（2）通過“乙醇的催化氧化”實驗改進討論，讓學生動手實驗描述實驗現象進而書寫出方程式，并動手模擬斷鍵過程，診斷并發展學生實驗探究、探析微觀原理和符號表征水平，培養“宏觀辨識與微觀探析”、“證據推理與模型認知”、“科學探究與創新意識”、“科學精神與社會責任”的學科素養。
（3）通過分析酒駕檢測的原理，認識乙醇、乙醛對人體的影響，感悟養成良好的生活方式、增強社會責任意識的重要性，診斷并發展“科學態度與社會責任”素養。
（4）通過對乙醇用途中化學性質的本質分析，強調官能團與性質的關系，培診斷并發展“結構觀”，掌握研究有機化合物的一般學習方法。
三、教學方法
本節課采用任務驅動、問題引導、類比分析、實驗探究、討論匯報、遷移應用、演繹歸等教學方法，突出學生的主體地位。在教師組織啟發下，通過創設真實問題情境，激發學習欲望。既強調獨立思考，又提倡團結合作；既重視教師的組織引導，又強調學生的主體性、主動性、平等性、交流性、開放性和合作性。充分利用信息化資源進行多維度的知識展示，綜合利用多媒體視頻、ppt幻燈片、教師實驗演示、學生小組實驗、小組合作探究等信息化教學手段，輔助教學，豐富課堂內容，調動學生積極性。
四、所需實驗試劑、儀器 無水乙醇、金屬鈉、蒸餾水、澄清石灰水、銅絲、希夫試劑；注射器、小燒杯、酒精燈、火柴、漏斗、試管
五、教學過程
任務一：創設情境，引入新課
教師活動 1：
讓學生行“飛花令”隨即播放“但愿人長久”伴奏。設計意圖：詩酒文化是中國傳統文化之一，有關酒的古詩文學生信手拈來，通過學生熟悉的“將進酒”引入，激發學生學習乙醇相關知識的興趣。培養學生的化學核心素養，同時體現中國傳統文化的精粹。
學生活動 1：
學生在背景音樂的帶動下積極接龍。
教師活動 2：
提出問題：酒真如詩人說的那么美好嗎？為什么現代社會不提倡喝酒，而且禁止酒駕？提示學生上這節課會從科學的角度認識“酒”。
學生活動 2：積極調整狀態，準備一探究竟。
設計意圖：
引起學生認知沖突，激發學生學習的興趣和社會責任感。
任務二：任務驅動-課前測評診斷“列舉乙醇的用途并解釋原理”
教師活動 1：
匯總學生測評結果，先分析體現物理性質的用途及現象，引導學生聯系初中對乙醇的認識，總結歸納乙醇的物理性質。
學生活動 1：能歸納乙醇的物理性質：無色，有特殊香味的液體；能與水任意比互溶，能溶解多種無機物，是優良的有機溶劑，易揮發，密度比水小。
設計意圖：
從生活中提取素材，貼近學生生活，學生通過分析推理能自主建構乙醇的物理性質，在此過程中，培養學生掌握物質物理性質的一般學習方法，體現了“模型認知”素養。同時鍛煉學生的化學思維常用方法“歸納法”。
教師活動 2：展示學生對于乙醇用途中體現的化學性質的分析并提出疑問。
疑問①：消毒是不是利用酒精的強氧化性？
疑問②：酒精在人體內的變化，具體經歷了怎樣過程？
疑問③：測酒駕很多同學認為是利用的乙醇的揮發性，那是否涉及化學變化？
疑問④：乙醇性質本質應該由什么來決定？結構、性質、用途三者之間的關系？
學生活動 2：
學生陷入深思，不確定具體的化學性質，但能分析出乙醇的性質由結構決定。并回答出結構決定性質，性質決定用途；用途體現性質，性質反應性質。
設計意圖：
找出學生學習的障礙點，引發學生的學習興趣，引導建立“結構決定性質，性質決定用途”的化學觀念。
任務三：項目一探究乙醇的結構
活動一：預測乙醇的結構
教師活動 1：
提供乙醇的分子式，引導學生以常見實物（土豆、番茄、藍莓）代替原子，牙簽代替共價鍵，利用各原子成鍵原則搭建乙醇的“球棍模型”。
學生活動 1：
搭建出兩種“球棍模型”，用 A、B表示。
設計意圖：
由于標準化的球棍模型，各原子的成鍵個數和成鍵位置，已經通過預留的小孔位置固定了，學生不需要思考就能組裝成功（學生的探究意味很淺，是機械式的組裝，沒有創新），而用無孔的實物組裝時要考慮每個原子的成鍵數目及空間構型。該過程通過小組合作完成，培養學生小組合作精神。
活動二：小組合作設計實驗探究乙醇的結構
教師活動 1：提出問題：
①我們要探究結構通過什么來實現？
②化學反應的實質是什么呢？
③我們要找這兩種結構的什么不同？不同在哪里？
④哪些反應會斷裂氧氫鍵？你尋找的原則是什么？
⑤如果乙醇和鈉發生反應是不是可以確定乙醇的結構？為什么？
⑥資料提示：鈉保存在煤油中，煤油屬于是烴類物質，只 C-C,和 C-H。鈉和乙醇會不會斷裂 C-H鍵？
⑦請小組討論根據實驗探究的一般方法設計驗證乙醇的結構探究實驗方案，并預測實驗結果。
學生活動 1：回答問題：
①化學反應來實現。
②化學反應的實質是舊鍵斷裂和新鍵形成
③化學鍵的不同。分析出乙醇的兩種結構在于一個有-O-H，另一個沒有。
④鈉和水的反應。斷裂氧氫鍵且現象明顯。
⑤不能，有可能斷裂 C-H鍵
⑥鈉不與沒有反應，不會斷裂 C-H鍵。
⑦在盛有少量無水乙醇的試管中，加入一小塊鈉，在試管口迅速塞上帶尖嘴導管的橡膠塞，用小試管收集氣體并檢驗其純度，然后點燃再將干燥的小燒杯罩在火焰上。待燒杯壁上出現液滴后，迅速倒轉燒杯，向其中加入少量澄清石灰水，觀察現象。
設計意圖：以已有知識經驗和問題引導逐步探究乙醇的分子結構，從宏觀現象引出對物質微觀結構的探究，培養學生通過實驗操作、分析推理、歸納總結等方法初步認識研究對象的一般思路。培養學生實驗探究和獲取物質變化的條件、證據和推理的能力。
活動三：實驗探究乙醇的結構
教師活動 1：
由于氫氣需要驗純，實驗有一定的危險性，老師將實驗改進了一下，提前替你們做了（播放演示實驗）。并將乙醇和水分別與鈉反應的實驗進行演示對比。
學生活動 1：
認真觀察實驗現象，判斷出乙醇的結構。
設計意圖：
設計微型化的實驗，以盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息，培養學生節約意識。教師親自演示實驗比直接播放視頻更有說服力。
教師活動 2：
這樣我們是不是確定是 A結構了？大家還有沒有其他疑問？
學生活動 2：
氧原子會不會影響 C-H鍵？使 C-H鍵斷裂呢？
教師活動 3：
引出定量實驗。給出定量實驗數據讓學生分析推理。
學生活動 3：
乙醇分子中有 1 個 H與其他 5個 H不同，由此可以確定乙醇的分子結構為為 A，熟練寫出方程式并判斷斷鍵位置。
設計意圖：
化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗要有嚴謹性、真實性。鼓勵學生善于發現、勇于提出質疑，培養學生正確的科學的態度。
教師活動 4：
拓展：簡單介紹可以通過核磁共振氫譜和紅外光譜測定乙醇的結構。
學生活動 4：
通過高科技的技術手段，更加確定乙醇的含有-O-H。
設計意圖：
通過拓展讓學生更加信服實驗探究的結果，同時激起學習興趣。
學生活動 5：
質疑為什么水中氫原子活性大于乙醇中羥基氫原子活性。
教師活動 5：
通過乙醇的結構，引出-OH這個基團叫羥基；以結構決定性質的化學思維簡單介紹是與羥基相連基團的影響羥基氫的活性。類比乙烷引出烴的衍生物的概念；通過乙醇與鈉反應源于羥基，引出官能團的定義并強調官能團與性質的關系。
設計意圖：
讓理解化學反應的實質，培養“結構觀”，讓學生初步形成研究烴的衍生物的一般方法。
任務四：項目二探究乙醇的氧化反應
活動一：模擬乙醇在人體內的第一步轉化-乙醇的催化氧化
教師活動 1：
通過圖片展示乙醇在人體內的變化，引導學生分析出乙醇在體內的變化是氧化反應并提出以下問題：
問題 1：如何模擬乙醇在體內的第一步轉化？
問題 2：如何檢驗產物？
學生活動 1：
通過乙醇在體內轉化成乙醛的啟示，聯想到可以用催化劑代替乙醇脫氫酶完成乙醇到乙醛的轉化。根據老師提供的資料提示，可以選擇希夫試劑檢驗醛。
設計意圖：
將希夫試劑檢驗醛類的方法引入該實驗，使目標產物檢測更加簡單與直觀，培養學生綠色、安全的化學的理念。
教師活動 2：
提供實驗裝置及步驟，讓學生動手實驗。
學生活動 2：
動手實驗，觀察現象設計意圖：巧用球形干燥管與脫脂棉對乙醇的催化氧化實驗進行改進，學生可以直觀地從實驗現象中推測出銅絲的作用和乙醛的生成。
教師活動 3：
將改進的的實驗微型化，綠色化，展示實驗步驟。
學生活動 3：動手實驗，觀察實驗現象。
學生活動 4：
解釋實驗現象、書寫方程式并用乙醇球棍模型模擬斷鍵過程
設計意圖：
通過動手實驗“乙醇的催化氧化”觀察現象，探析微觀原理，用符號表征反應原理，培養“宏觀辨識與微觀探析”素養。
活動二：乙醇被強氧化劑氧化
教師活動 1：
展示模擬交警查酒駕裝置，讓學生對著模擬酒駕檢測儀吹氣。
學生活動 1：
體驗酒駕吹氣，并描述實驗現象
教師活動 2：
講述酒駕原理：重鉻酸鉀與乙醇發生氧化還原反應，重鉻酸鉀將酒精氧化生成乙酸，而重鉻酸鉀自身被還原為硫酸鉻變成（灰綠色）。從結構上分析反應原理源于乙醇中的羥基。
學生活動 2：
總結乙醇的氧化反應，得出結論：反應物相同，反應條件不同，產物不同。
任務五：解決問題；構建研究有機物的認知模型
學生活動 1：
回扣課前測評解決乙醇用途涉及的原理問題
設計意圖：把乙醇性質的學習融入生活現象和社會問題的分析解決中去，培養學生對與化學有關的社會熱點問題作出正確的價值判斷的能力，能參與有關化學問題的社會實踐活動的化學核心素養。
教師活動 1：
引導學生思考研究有機物時要學會從結構入手，建立“結構決定性質、性
質決定用途”的化學思維，重點掌握官能團的影響和化學鍵的斷鍵位置。
設計意圖：
讓學生在解決真實問題的過程中明確化學學科的價值和意義，構建學科思想和方法，提升學生化學核心素養。
六、課堂練習
1.下列物質不含有官能團的是( )
A．CH2=CH2 B．CH3CH2OH C．CH3CHO D．CH3CH3
2.乙醇分子中的各種化學鍵如圖所示，關于乙醇在各種反應中斷裂鍵的說明不正確的是( )
A.和金屬鈉反應時①鍵斷裂
B.在銅催化共熱下與 O2反應時斷裂①鍵和③鍵
C.在銅催化共熱下與 O2反應時斷裂①鍵和⑤鍵
D.在空氣中完全燃燒時斷裂①②③④⑤鍵
3．下列方法中可以證明乙醇分子中有一個氫原子與其他氫原子不同的是( )
A．1 mol乙醇完全燃燒生成 3 mol水
B．乙醇可以和水任意比互溶
C．1 mol乙醇跟足量的 Na作用得 0.5 mol H2
D．乙醇可被酸性 KMnO4氧化為乙酸(CH3COOH)
七、教學反思
情境是情境化教學的載體，在實際教學中，本節課注重創設真實、有效的情境，能促進學生學習方式的轉變發展學生的化學學科素養。將社會生活中存在的實際問題（乙醇的用途）引入，通過小組討論、動手實驗探究、探析微觀原理、最終解決實際問題，讓感受科學知識的重要性，培養成就感及化學情感，同時培養社會責任感。將“科學”“技術”“社會”“環境”有機結合，合理融入課堂教學的各個環節，有效培養和提升學生的科學探究、證據推理等學科核心素養能力。物理學家伽利略說過：“科學的真理不應該在古代圣人蒙著灰塵的書上去找，而應該在實驗中和以實驗為基礎的理論中去找。所以在教學中要讓學生學會通過動手實驗檢驗生活中遇到的“真理”和“謠言”。項目式實驗教學非常完美的讓學生親歷問題解決過程，充分體現學生解決問題的自主性。
本節課成功之處：首先每一個項目的實施都讓學生在解決生活實際問題，做有意義的事情。實際問題的復雜性需要教師進行合理化的拆解，學生需要運用各科綜合知識解決問題，并形成合理的問題解決思路，將其遷移應用。學生活動的設置為學生設疑、探究、實踐、理解和匯報，學生在小組合作期間不僅解決了知識型問題，也提升了自身領導能力和表達能力，進一步促進了實驗探究和證據推理能力核心素養的培養。其次項目式實驗教學對教師的學科知識要求比較高，教師是項目拆解的掌舵者，真實問題的解決需要專業知識，對于項目式教學課例，要結合新教材要求準確制定教學目標，清楚課堂中要培養的核心知識和核心方法，及時根據學生的反饋調整學生活動開放度，對學生展示的項目成果要有過程性的評價。這些對于教師既是任務又是挑戰，此課例的完成對教師教學能力和專業知識水平均有了不同程度的提高。本節課的不足在于在項目的拆解過程中會有多條線索，以致課堂中學生呈現出的“微項目”不能及時進行反饋。本節課完成了對乙醇相關性質的學習，課堂中學生提出的個別問題未能及時進行實驗探究，但課后跟學生深入探討后，進行了實驗驗證，例如“乙醇與鈉的定量實驗”方案及驗證。
八、課后探究
炒菜時要同時加少量料酒和醋會更香，乙醇的該用途體現了什么化學性質？請同學們解釋乙醇的作用原理。
九、板書設計
2CH3CH2OH＋Na 2CH3CH2ONa＋H2↑
課后反思
本節課以真實情境的項目式教學來探究乙醇的性質，將社會生活中存在的實際問題（乙醇的用途）引入，通過小組討論、實驗探究、探析微觀原理、最終解決實際問題，讓感受科學知識的重要性，培養成就感及化學情感，同時培養社會責任感。將“科學”“技術”“社會”“環境”有機結合，合理融入課堂教學的各個環節，有效培養和提升學生的科學探究、證據推理等學科核心素養能力。本節課成功之處：首先每一個項目的實施都讓學生在解決生活實際問題，做有意義的事情。實際問題的復雜性需要教師進行合理化的拆解，學生需要運用各科綜合知識解決問題，并形成合理的問題解決思路，將其遷移應用。學生活動的設置為學生設疑、探究、實踐、理解和匯報，學生在小組合作期間不僅解決了知識型問題，也提升了自身領導能力和表達能力，進一步促進了實驗探究和證據推理能力核心素養的培養。其次項目式實驗教學對教師的學科知識要求比較高，教師是項目拆解的掌舵者，真實問題的解決需要專業知識，對于項目式教學課例，要結合新教材要求準確制定教學目標，清楚課堂中要培養的核心知識和核心方法，及時根據學生的反饋調整學生活動開放度，對學生展示的項目成果要有過程性的評價。這些對于教師既是任務又是挑戰，此課例的完成對教師教學能力和專業知識水平均有了不同程度的提高。本節課的不足在于在項目的拆解過程中會有多條線索，以致課堂中學生呈現出的“微項目”不能及時進行反饋。本節課完成了對乙醇相關性質的學習，課堂中學生提出的個別問題未能及時進行實驗探究，但課后跟學生深入探討后，進行實驗驗證，例如“乙醇與鈉的定量實驗”在設置的實驗題目中有涉及，課下也和學生一起討論方案及驗證

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