高中化学“乙醇”的项目式教学设计

张百群

实验教学与仪器 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (8) : 44 -46.

PDF (459KB)
实验教学与仪器 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (8) : 44 -46. DOI: 10.19935/j.cnki.1004-2326.2025.08.014
实验教学案例

高中化学“乙醇”的项目式教学设计

作者信息 +

Author information +
文章历史 +
PDF (469K)

摘要

以探究酱香拿铁中的酒精成分为素材,设计高中化学项目化学习的教学方案。通过探究饮品中的乙醇成分、探索乙醇在人体中的代谢过程以及探讨如何科学饮用酒精饮品3个主要任务,将乙醇的性质、结构以及代谢过程等知识融入一系列持续的探究与实践活动。教学实践证明,基于真实情境开展项目化探究实验,既能使学生掌握乙醇核心知识,又能培养其思维分析能力,并发展其化学核心素养。

Graphical abstract

关键词

项目化学习 / 酱香拿铁 / 乙醇 / 核心素养 / 项目式教学设计 / 酒精成分 / 高中化学

Key words

引用本文

引用格式 ▾
张百群. 高中化学“乙醇”的项目式教学设计[J]. 实验教学与仪器, 2025, 42(8): 44-46 DOI:10.19935/j.cnki.1004-2326.2025.08.014

登录浏览全文

4963

注册一个新账户 忘记密码

《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》建议:化学教材应关注社会生活,针对与化学有关的社会热点现象,引导学生发现和提出有探究价值的问题,设计探究方案并进行实验探究,开展综合性、长周期的研究项目。项目化学习以学生为主体,依托真实情境揭示问题本质,并引导学生以富有创造性的方式解决问题。与传统课堂教学相比,将学科内容与项目化相融合,更能体现教学目标中的素养目标。项目化学习通常以驱动性问题的形式呈现,学生在持续探究的过程中,能够激发起对核心知识和学习历程的深刻理解,并在新情境中实现知识的迁移。

1 教学活动分析与教学目标的确定

1.1 教学内容分析

项目化学习主题为“探究酱香拿铁中的酒精成分”,该项目主题来源于社会热点,而乙醇知识的学习与应用贯穿于整个探究过程[1]。其学习认知逻辑是从饮品中所含乙醇成分的探究视角[2],学习乙醇的性质并进行探究检验,再进阶到乙醇在人体中的代谢过程,接着从乙醇氧化的角度探究醉酒现象和测酒驾的原理,最后通过探讨科学饮用酱香拿铁的方法体会化学学科的社会价值。

1.2 学情分析

学生已经学习了烃及卤代烃的相关知识,对“结构决定性质、性质反映用途”理念有了初步认识。学生对于化学物质仍处于理论学习阶段,还未搭建课本知识与真实情境间的桥梁,难以灵活地运用所学知识解决生活中的实际问题。但高中学生有较强的探究欲和逻辑分析能力,已经初步具备发现问题、解决简单问题的能力。

1.3 教学目标的确定

根据课程标准的内容要求,结合学生具体情况,制订如下教学目标。

(1) 设计“探究酱香拿铁中的酒精成分”实验,掌握乙醇的化学性质和物理性质,发展学生“证据推理与模型认知”和“科学探究与创新意识”核心素养。

(2) 从生物学角度分析乙醇在人体内的代谢氧化过程[3],同时从化学角度解释醉酒现象和测酒驾的原理,从而发展学生“变化观念与平衡思想”的学科思想,培养学生的“科学态度与社会责任”核心素养。

2 项目化学习的教学设计

高中化学“乙醇”教学设计思路如表1所示。

2.1 课前探讨青少年能否饮用酱香拿铁

酱香拿铁曾风靡一时,那么青少年能否喝酱香拿铁以及饮用后驾车是否属于酒驾?像此类话题引起了社会的广泛讨论。为了保持良好的精神状态,现在的年轻人养成了喝咖啡的习惯。酱香拿铁中的酒精成分是否在青少年的可食用范围,是否会对人体造成一定的伤害?

【教师提问】青少年能喝酱香拿铁吗?你知道酒精对人体产生的影响吗?

【学生活动】小组讨论青少年能否喝酱香拿铁以及酒精饮品的利与弊。

【教师提问】酱香拿铁中真的存在酒精吗?如何检验饮品中的酒精?

2.2 利用乙醇的性质探究酱香拿铁中的酒精成分

任务1:从物理性质的角度讨论检验乙醇的方法。

教师展示一瓶无水乙醇。学生观察、体验乙醇的色、态、味。小组讨论乙醇在生产生活中的用途,如物理降温、用乙醇洗去油渍、制备酒精饮品等,分析其相应的物理性质,并总结归纳其物理性质。教师再展示刚买来的酱香拿铁,请学生闻气味,浓烈的酒香味说明存在乙醇。

任务2:从化学性质的角度讨论检验乙醇的方法。

学习一种物质的化学性质,首先得了解它的结构。展示乙醇的结构模型,让学生体验乙醇的结构模型之美。学生根据乙醇的结构模型写出分子式、结构式、结构简式和官能团。乙醇有类似水O-H键的结构,是否能与金属Na发生反应?教师分别演示乙醇、水与钠反应的实验。

【学生活动】比较乙醇、水与钠反应的实验现象,分析出现差异的原因。小组讨论能否用金属钠探究酱香拿铁中是否存在乙醇成分,并分析原因。

【教师提问】利用乙醇和水物理性质的差异性,能否提取酱香拿铁中的乙醇并进行检验?

【资料】蒸馏是一种适用于液体混合物分离的操作方法,蒸馏装置如图1所示。蒸馏指利用液体混合物中各组分沸点的差异而将组分分离的过程,即将液体沸腾产生的蒸气导入冷凝管,使之冷却凝结成液体,从而实现分离。在常压下,乙醇沸点为78.3 ℃,水沸点为100 ℃。

【学生活动】小组展开讨论,根据资料和所给试剂设计实验方案,方案形成后向教师汇报;经教师同意后,利用实验桌上的试剂和仪器(酱香拿铁、蒸馏装置、金属钠、镊子、试管等)进行实验探究。

2.3 探究乙醇在人体内的代谢过程

酱香拿铁喝多了会不会产生醉酒现象,为何喝酒后不能开车?展示乙醇在人体内的代谢过程(图2)。

【学生活动】分析乙醇在人体内的代谢过程。

【教师总结】乙醇在体内先被氧化为乙醛,进一步氧化为乙酸,最终被氧化为二氧化碳和水,排出体外。乙醛是一种无色、有刺激性气味的有毒液体,一旦在体内堆积,轻则使人面红耳赤、头晕呕吐,重则损伤肝脏,使人神志不清甚至危及生命,严重干扰司机的判断力,因此,对于驾驶人员必须严格执行“禁酒令”。

拓展任务1:探究人体外乙醇氧化成乙醛的实验。

乙醇在体外被氧化成乙醛的条件是什么?

【资料】高温焊接银器或铜器,表面会生成黑色的氧化物,有经验的师傅都知道趁热蘸一下乙醇,就会光亮如初,并产生有别于乙醇的具有刺激性气味的物质。

【学生活动】分析刺激性的物质是什么,小组讨论并探究乙醇在体外被氧化成乙醛的反应条件和基本原理,并写出相应的化学方程式。根据资料和试剂设计乙醇氧化成乙醛的实验方案,经教师同意后,利用实验桌上的试剂和仪器(乙醇、下端绕成螺旋状的铜丝、酒精灯、试管等)进行实验探究。

拓展任务2:探究早期测酒驾的实验原理。

怎样检测司机是否饮酒过量?乙醇可被酸性高锰酸钾、酸性重铬酸钾等强氧化剂直接氧化为乙酸。特别是,乙醇与酸性重铬酸钾的反应被应用于早期的酒精检测仪。请根据所给的试剂探究早期测酒驾原理的真伪。

【学生活动】小组讨论乙醇被酸性重铬酸钾氧化的实验条件和步骤,利用实验桌上的试剂和仪器(乙醇、酸性重铬酸钾、试管等)进行实验探究。

【教师总结】乙醇的氧化反应还能应用到酒驾监测,说明要辩证地看待乙醇:过量饮用酒精,其氧化产物会危害人的肝脏和大脑;而少量的酒精会加快血液循环,促进人体新陈代谢,而且与乙醇相关的反应可用于鉴别乙醇。

2.4 探讨如何科学饮用酱香拿铁

【资料】血液中的乙醇浓度达到0.05%时,酒精的作用开始显露,出现兴奋和欣快感;当血液中乙醇浓度达到0.10%时,人就会失去自制能力;当达到0.20%时,人已到了酩酊大醉的地步;达到0.40%时,人就可能失去知觉,昏迷不醒,甚至有生命危险。

【教师总结】检测员对不同温度的饮品进行测量,显示酱香拿铁(冷/热)酒精度均在20 mg/100 mL左右,其中热酱香拿铁中的酒精度略低于冷酱香拿铁中的酒精度。根据交管部门相关提示,酒驾的认定标准为血液中的酒精含量超过20 mg/100 mL。虽然不能简单以饮品中的酒精度含量计算,但每个人体质存在个体差异,对酒精的吸收也不一样,因此建议:当人喝完酱香拿铁后,不要开车。同时,青少年尽量少饮用酒精饮品。

3 教学反思

3.1 创设真实情境,践行核心素养

贴近生活的真实情境,是发展学生核心素养的重要载体。该节课解决了“酱香拿铁是否存在酒精、酒精在人体中的代谢过程、如何科学饮用酱香拿铁”3个核心问题,学生通过形式多样的学习活动,学习了乙醇的微观结构、物理性质和化学性质等内容,且在活动中学会了探究、合作以及辩证地看待问题。该节课的学习深度逐步进阶,在训练学生思维的同时,帮助他们构建结构化的醇类知识体系,并形成探究实验设计的认知模型。

3.2 注重实验探究,发挥育人作用

在课堂中尽可能让学生发现问题、设计实验解决问题,在实验操作和现象分析中获得新知。开展探究性实验活动,不会让实验演变成按照书上的要求“照方抓药”,而是在增加课堂趣味性的同时,培养学生的科学探究核心素养,把学习的主动权交到了学生手中。该节课引导学生从不同的角度探究酱香拿铁中是否存在酒精,掌握乙醇物理性质和化学性质的特殊性,认识体内酒精的代谢过程以及醉酒现象的原因,进而将视野由体内转向体外,组织学生探讨乙醇被氧化的体外条件以及测酒驾的实验原理。通过学生分组实验,学生互助合作完成实验操作,可以培养学生的科学态度和价值观,并彰显化学实验的育人功能。

3.3 渗透项目要素,改变教学方式

项目式教学有别于传统的教学模式,从根本上改变了学生、教师、学习材料和学习环境的关系和作用,形成一种不局限于教材与课堂的新型教学方式。项目化学习要有明确的阶段化目标。就该项目而言,其核心驱动问题是“饮用酱香拿铁是否会导致酒驾”,既易于激发学生的学习兴趣,又易于增强学生对化学社会价值的认同感。据此,将问题拆解为两个次目标——酱香拿铁中乙醇的检验和乙醇在人体内的代谢探究。根据目标,引导学生自主学习,合作探究,分组实验,并完成“高中化学乙醇的项目式教学:探究酱香拿铁中的酒精成分”实验报告,同时提供科学饮用酱香拿铁的合理建议。

项目化学习作为一种重要的学科实践方式,学生在学习知识的过程中主动对现实世界存在的问题进行探究,突出了主体地位。在逐步完成项目的过程中,学生不仅加深了对学科知识的理解,更发展了创造性思维能力和学科核心素养。

参考文献

[1]

孟丹,耿艳艳,刘昭第.智慧课堂支持下发展“证据推理”素养的乙醇教学[J].中学化学教学参考,2023(17):4-7.

[2]

王梦慧,黄昊文.中国传统文化在化学课堂的运用:以乙醇的教学为例[J].化学教与学,2023(13):59-63,69.

[3]

周亮.“乙醇”教学设计[J].中学化学教学参考,2023(11):50-51.

AI Summary AI Mindmap
PDF (459KB)

567

访问

0

被引

详细

导航
相关文章

AI思维导图

/

〈 〉