问题:课堂教学的主旋律

2017-08-24 14:56江霞孙天山
化学教与学 2017年8期
关键词:乙酸问题教学问题

江霞+孙天山

摘要:问题教学历来都是课堂教学的一种重要的教学方法。问题是课堂教学的重要抓手,通过问题组织教学是激活学生思维提高课堂教学效率的重要法器。结合“乙酸”教学课例,通过以 “典故激趣,引发问题;类比迁移,拓展问题;实验探究,创新问题;学以致用,解决问题” 等教学环节,说明问题教学的具体实施过程。

关键词:问题;问题教学;乙酸

文章编号:1008-0546(2017)08-0027-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.08.010

以“问题”作为教学的出发点由来已久,无论是著名教育家苏格拉底的“精神助产术”,还是美国教育家杜威的“问题教学法”,都十分重视通过问题引导学生开展探索和获取新知,在问题解决过程中发展学生的智力和创造力。今天,“问题教学法”依然是课堂教学的最重要方法之一。课堂教学坚持以问题为中心,将知识要点设计成一系列需要探究的问题,通过情境创设引发学生思考问题,激发学生的探究兴趣,在问题解决过程中进行知识的意义建构,实现高效学习。

现以苏教版普通高中课程标准实验教科书 《化学2》[1]中“乙酸”教学为例,谈谈笔者对问题教学的实践体会。

一、典故激趣,引发问题

师:展示一瓶食醋,并投影图片(图1)

师:醋是生活中最常见的调味品。有人知道“醋”的来历吗?

生(众):摇头,面面相觑。

师:投影图片(图2)并解说。

相传,杜康发明了酿酒术,他的儿子黑塔子承父业也学会了酿酒,黑塔觉得酿酒后的酒糟就这样扔掉很是可惜,就将其放在木桶里浸泡。不经意间过去了二十一天,这天的酉时,黑塔揭开木桶盖,一股从未有过的香气扑鼻而来,好奇心驱使黑塔大胆地尝了一口,酸甜兼备,爽口宜人,于是他给“变了味”的酒糟起了一个“廿一日加酉”(动画展示)的名字“醋”,从此“醋”的大名流传至今。

师:其实,我们家用的食醋中约含3%~5%的乙酸,乙酸才是我们今天研究的主角。

师:看,今天的主角登场了(展示一瓶醋酸,并打开瓶塞,用手轻轻扇,给前排同学闻气味),请根据你的观察说说乙酸的物理性质。

生1:容易挥发并有强刺激性气味。

生2:无色透明液体、易溶于水和乙醇等物质。

……

师:除上述性质外,乙酸还有一个重要的特性,其在16.6°C以下呈冰状固体,故乙酸又叫……

生(众):冰醋酸。

设计意图:“良好的开端等于成功的一半”。使学生快速地对将要学习的新知识产生浓厚兴趣,对于他们学习效果的提升有着重要的影响。课的导入最重要的目的是激发学生的兴趣,唤起学生的求知欲,燃起智慧的火花,使学生能够主动地去获取知识。在黑塔酿酒的故事中,黑塔在“不经意”“大胆尝试”中發现了一种新物质“醋”。这则典故使学生从故事中的主人翁身上找到与自己心灵产生共鸣的情感体验,并从故事的意义里获得问题并引发思考,从而激发学生学习化学的兴趣。

二、类比迁移,拓展问题

师:(过渡)刚才我们从宏观上对乙酸有了一个初步的“接触”和了解,接下来将从微观的角度去认识乙酸。

师:(实物展示,并投影图片,图3)这是乙酸的比例模型和球棍模型,请根据这些模型写出它的分子式和结构式。

生3:(板演)

分子式:C2H4O2

结构式:

师:和乙醇、乙醛不同的是乙酸分子结构中有一种官能团“-COOH”叫……

生(众):羧基。

师:(板书)乙酸的结构简式为:CH3COOH

师:(过渡)根据乙酸的结构你能预测乙酸的性质吗?

生(众):(交流议论)

生4:有酸性,因为分子中有羧基。

生5:(插话)既然叫乙酸当然有酸性了。

师:其实,我们完全可以从同学熟悉的物质碳酸进行洞察。

师:(投影图片,图4)以下是碳酸和乙酸的结构式:

师:通过碳酸和乙酸结构的对比,你对乙酸的性质有什么新的认识,请谈谈你的想法。

生6:由碳酸和乙酸结构的比较看,乙酸应该是一种一元弱酸,具有酸的通性。

师:(追问,等待)比如……

生6:比如乙酸能使紫色石蕊溶液变红,能与锌、碳酸钠等物质反应。

师:(追问)你怎么知道它是一种一元弱酸呢?

生6:从结构上看碳酸中相当于2个羧基,而乙酸中只有一个羧基,碳酸是二元弱酸,所以乙酸是一种一元弱酸。

师:还有补充吗?

生(众)还能与氢氧化钠、金属氧化物反应。

师:同学们讲得很好,分析也很透彻,通过与乙酸结构的类比不难看出其具有酸的通性。

师:(板书)乙酸具有酸的通性:与指示剂反应;与活泼金属反应;与碱反应;与碱性氧化物反应;与某些盐反应。

师:这里我要强调的是,酸的强弱不是取决于羧基的多少,而是决定于其电离能力的高低。另外我想了解的是为什么要强调某些盐。

生7:因为弱酸不能制得强酸,只有比乙酸酸性弱的盐才能与乙酸反应。乙酸虽是一种弱酸,但比碳酸要强。

师:(追问)何以见得?

生7:因为它能与碳酸盐反应产生CO2气体。

师:好,请你设计并完成该实验。

生7:演示乙酸与碳酸钠反应的实验。

师:(板书)CH3COOHCH3COO-+H+

2CH3COOH+Na2CO32CH3COONa+H2O+CO2↑

设计意图:“类比”作为一种重要的思维方法,在化学教学中被广泛使用。通过类比对象(前知识)与当下学习内容之间的共性、差异以及某些特殊性的比较,启迪学生的思维,引导学生弄清知识间的内在联系,使所学知识系统化,深化对所学知识的理解,实现知识的意义建构。在学习本节课前,学生对碳酸的性质非常熟悉,但对碳酸的结构并不了解,通过对乙酸和碳酸结构的比较,推理得出它们具有相似的性质,即乙酸具有酸的通性,故而将乙酸知识学习纳入到学生原有的知识架构中。同时,这样设计还能帮助学生强化物质结构决定物质性质的学科思想。

三、实验探究,创新问题

师:乙酸是一种很重要的有机羧酸,除具有酸的通性之外,是否还有其它性质呢?

师:下面通过实验来见证奇迹发生的时刻。

按教材71页[活动与探究]要求搭建装置(见图5),装入试剂,进行实验。

师:同学们观察到什么实验现象?

生8:有一层不溶于饱和碳酸钠溶液的油状液体生成。

师:(取下试管,走到同学当中)请闻一闻它的气味。

生(众):有香味;特殊气味;指甲油气味……

师:上述现象说明了什么?

生(众):发生了反应。

师:是的,乙醇和乙酸在浓硫酸存在条件下,通过加热反应生成了一种特殊香味的乙酸乙酯。反应方程式为:

CH3COOH+CH3CH2OH■CH3COOCH2CH3+H2O

像这种醇和酸作用生成酯和水的反应叫做酯化反应。酯化反应的本质是取代。

师: 上述反应的基本原理怎样?产物水中“-H”、

“-OH”分别是来自于乙醇还是乙酸?设想如何通过科学实验证明。

生(众):讨论。

师:(启发)可以从过去研究可逆反应机理联想。

生9:(顿悟)噢,有了。可以利用同位素原子示踪法,将乙醇羟基中用18O原子,追踪18O去向就知道是谁脱去氢原子谁脱去羟基了。

师:请把你的想法用方程式表达出来,其他同学也试着写写看。

生9:板书。

CH3COOH+CH3CH218OH■CH3CO18OCH2CH3+H2O

师:科学实验证明,乙酸乙酯是乙醇分子中的乙氧基(CH3CH2O-)取代了乙酸分子中羧基上的羟基(-OH)的生成物,即酸去羟基,醇去氢。

师:至此,我们认识了乙酸的弱酸性和酯化反应。大家还有什么疑问需要提出来讨论的(等待)。

生10:我有两个问题。 一是浓硫酸在酯化反应中除作催化剂外,有无其他用途;二是在收集乙酸乙酯时为什么要用饱和碳酸钠溶液。

师:有谁能帮助解释?

生11:(微笑着)我说说看,不知是否正确,我先说第二个问题。教辅资料上是这样解释的,饱和碳酸钠溶液能够减少乙酸乙酯的溶解,同时还能与乙酸反应,并溶解乙醇,起到了提纯乙酸乙酯的作用。浓硫酸的作用主要是起吸水的作用。

师:好,非常好(投以赞许的目光)。为了帮助同学们理解我给大家提供一组数据(见表1)。

生(众):哦,原来如此。

师:对另一个问题我想问,为什么说是做吸水剂而不是脱水剂呢?

生11:我不太清楚。

师:没关系,有谁知道。

生12:我是这样理解的,因为该反应有很大的可逆性,是可逆反应,而浓硫酸又有很强的吸水性,从平衡的角度看,减少生成物水,能促进反应向生成酯的方向进行。

师:此处应该有掌声(这是对学生最好的褒奖)。

生(众):鼓掌。

设计意图:新课程实施以来教育形态在悄然发生变化,课堂教学以化学实验为主的多种探究活动在全面推开,各种形式的探究活动使学生体检科学探究的过程,增强科学探究的意识,实现学习方式的转变;同时,探究活动的开展能强化学生的参与意识,培养学生的创新精神和实践能力。

酯化反应是乙酸的最重要的性质,是本节课的教学重点,酯化反应的原理是本节课的教学难点。故而,如何巧妙设计开展有效的教学活动组织教学是本节课的关键。通过对乙酸酯化反应的实验探究和质疑创生新的问题,在探索活动中经历“观察、分析、综合、归纳、概括和猜想”等深层次的思维,最终形成属于学生自己对酯化反应的理解。

四、学以致用,解决问题

师:其实在生产生活中酯化反应的应用是十分广泛的。比如在炒菜、烧鱼时加点醋再加点酒,就会使菜更香、鱼无腥都是因为生成了一种……

生(众):乙酸乙酯的物质。

师:苹果醋(ACV)是一种由苹果发酵而成的酸性饮品,具有解毒降脂、保健养生等功能,还有一定的解酒、保肝防醉作用。苹果醋中有一种常见的有机酸,其结构简式为: 你知道其解酒、

防醉的道理吗?

生13:從有机物的结构看,存在羟基和羧基,应该具有醇和羧酸的性质,其中的羧基可与乙醇发生酯化反应以降低乙醇在人体内的吸收,从而起到一定的解酒作用。

师:有道理。 不过我要奉劝大家千万不能过度饮酒,我们更不能进入一个误区,认为只要喝了苹果醋再喝酒无碍。我们知道酯化反应的可逆程度很高,人体内部的醇与酸的反应程度则更小。

另外,有一个友情提醒,患有胃溃疡的病人千万不能将苹果醋和苏打水同时饮用,道理你懂的。

生(众):(会意的微笑)嗯。

设计意图:教学中适时地把涉及生产、生活、科技等知识作为背景材料或切入点,创设问题情景,让学生从化学的视角去进行观察和分析,将所学知识融会贯通,真正做到理论联系实际,学以致用,解决问题。使学生真切感受“真实的化学,有用的知识”;“社会离不开化学,化学就在我们身边”。

五、教学感悟

此次教育改革与以往历次教育改革相比最大的亮点,就是注重对人的关照,课堂教学基点从“注重教”到“真实学”的转变,在重构学习概念的基础上,对传统教育中的课程与教学进行深刻反思,实现概念与范式的重构,从而催生一种能在最大限度上发掘人的学习潜能,创造新的学习方式。

今天,教师不仅是课堂教学的组织者、实施者,更是学生主动学习的引导者、鼓励者和促进者。课堂教学不只是看“教”得怎样的好,更看“学”得如何的真,“学”始终是第一位的。关注学生的学,首要的是把学生看成是一个个“鲜活的人”,而不再是接受知识的容器。人的学习是在各种真实的问题情境中进行,开展形式多样的学习活动,使学生主动地参与到学习过程中来,体验和感受学习的愉悦,享受成功的乐趣,并在活动中学会学习,学会思维,学会创造。

“思维至疑问和惊奇开始”(亚里士多德)。问题最能引发学生的探究与反思,最容易诱发学生的求学意识,同时也能使学生养成良好的思维品质。[2]教学中通过“问题”引导学生逐步地认识化学知识。特别是要抓住化学知识体系中具有核心观念性的化学问题,激发学生思考并提出问题,推动学生进行有效学习。围绕问题的教学就是将所要学习的核心知识转化为一个或几个具体的问题,让学生在特定的情境中针对提出的问题展开分析和讨论,寻求解决问题的途径和方法,最终达到使学生自主探究与互动合作学习,实现对所学知识的意义构建。

参考文献

[1] 王祖浩.普通高中课程标准实验教科书(化学2)第6版[M].南京:江苏教育出版社,2015

[2] 严永金.最激发潜能的课堂提问艺术[M].重庆:西南师范大学出版社,2008(149)

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