基于审辩式思维培养的高中化学“读思达”教学法的实践——以“乙醇”为例

文| 颜巧艺

一、问题背景

审辩式思维即“不懈质疑，包容异见，力行担责”，受到我国中小学的重视，国内对此研究通常采用“批判性思维”这一名称。《普通高中化学课程标准（2017 年版2020 年修订）》将化学学科核心素养归纳为五个方面，其中“证据推理与模型认知”要求学生具有证据意识，能对观点或描述进行必要的分析和推理，并对其进行证实或证伪，能够通过对化学事实或现象的分析、评价和推理得出相应的观点或结论，并用其来解释更多的事实或者现象。可见，在化学教学中培养学生审辩式思维是发展学生核心素养的有效途径。

本文以苏教版必修第二册专题8 的第二单元“食品中的有机化合物”的“乙醇”教学为例，详细阐述基于审辩式思维培养的“善读、慎思、明辨、深达”的教学模式的具体应用。

二、案例实践

笔者通过分解学习任务、创设真实情境、探究实验方案、思辨实验现象，把“善读、慎思、明辨、深达”的模式落实到具体课堂中，大大缓减学生学习化学的畏难情绪，激发学习兴趣，促进学科知识和认知思路的结构化，发展化学学科核心素养。

（一）教学目标

（1）知道乙醇的组成、结构、物理性质及用途，培养宏观辨识与微观探析能力。（2）了解烃的衍生物的概念及官能团与性质的关系，从化合价的角度和得氧失氧、得氢失氢的角度认识有机化学反应中的氧化反应和还原反应，知道有机物之间在一定条件下是可以转化的，培养证据推理和变化观念。（3）根据乙醇的结构分析其性质，能设计实验探究乙醇的结构及性质，培养科学探究精神和审辩能力。

（二）教学过程

【善读】信息支持：乙醇的核磁共振氢谱图。（图略）

【慎思】（1）根据碳原子的成键特点，分子式为C2H6O 的有机物有几种可能的结构？

（2）根据信息提示，乙醇的6 个氢原子可以分成几类，原子个数比是多少？

【明辨】根据善读的内容，辨别乙醇的结构。

【深达】学生能根据老师提供的信息拼出乙醇结构的球棍模型，准确地辨认乙醇分子中3 种不同的氢原子，学会通过核磁共振氢谱图推断有机物的结构，画出CH3OCH3的氢谱图。

【善读】（1）酒精度是指酒中含乙醇的体积百分比，通常是以20℃时的体积比表示的。比如贵州茅台：53%vol。（见表1）

表1

（2）趣味实验：烧不着的手帕（乙醇的沸点：78.5℃）（见表2）

表2

【慎思】（1）手帕为什么要先用水湿润后再喷上酒精？乙醇燃烧了，为什么手帕没有烧坏？

（2）从溴水中萃取溴，乙醇能否作为萃取剂？

（3）无水酒精中含有少量的水，怎样检验？

（4）工业酒精（约96%以上）如何处理可得无水酒精（99.5%以上）？

【明辨】小组讨论：除去酒精中的水，不能直接蒸馏，而是要先加生石灰再蒸馏。

【深达】通过着火点解密趣味实验，从真实情境推断乙醇的物理性质，注重化学在生活和工业上的应用。

▲任务3：寻找乙醇与乙烷的性质差异（见表3）

表3

【善读】

【慎思】乙烷和乙醇在分子组成上有什么差别？导致两者性质差异的最大原因是什么？羟基的电子式如何书写？

【明辨】羟基带电吗？根据老师提供的药品验证你的结论。

提供的药品：乙醇、紫色石蕊试剂、酚酞。

【深达】由于羟基代替了乙烷中的一个氢原子，导致乙醇的性质和乙烷有极大的不同。羟基就叫做官能团，通过在乙醇中加入石蕊和酚酞都不变色，说明羟基没带电，不是氢氧根，也不能电离出氢离子。由烃基和羟基组成的有机物就叫做醇，是一种烃的衍生物。官能团就是决定有机化合物化学特性的原子或者原子团。

1.探究乙醇与金属钠的反应

【分组实验】从煤油中取一小块钠，用滤纸吸干表面煤油，切一小块投入1～2mL 无水乙醇中，观察并记录实验现象。

【善读】视频展示钠与水反应，学生进行对比。

【慎思】与钠和水的反应进行比较。

（1）钠的位置。（2）有无声音。（3）有无气泡。（4）剧烈程度。（5）化学方程式。

【明辨】讨论钠分别和水、乙醇反应剧烈程度不同的原因。

【深达】水中的氢比乙醇中的氢更活泼。

【善读】信息支持：实验证明1mol 钠和足量乙醇反应，可以得到标准状况下11.2L 的氢气。

【明辨】乙醇中和钠反应的氢来自羟基，从实验事实验证乙醇的结构式：CH3CH2OH。

【明辨】有下列三种物质：①乙醇；②碳酸；③水，它们与钠反应产生氢气的速率由大到小的顺序是（）

A．①＞②＞③B．②＞①＞③

C．③＞①＞②D．②＞③＞①

【深达】乙醇是非电解质，羟基中的氢原子不能电离出来，但是由于氧原子的作用，它可以和金属钠发生置换反应。理解有机物中基团的相互作用。

2.探究乙醇的氧化反应

【善读】观察点燃酒精灯的现象。

【慎思】乙醇燃烧后的生成物是什么，如何验证？从化合价的角度分析，乙醇发生的是什么反应？

【深达】用内壁蘸有澄清石灰水的烧杯倒扣在酒精灯火焰上方，出现浑浊，证明有CO2生成。

碳从-2 升高到+4，发生氧化反应。

【分组实验】乙醇的催化氧化

①用小试管取3～4mL 无水乙醇；②加热一端绕成螺旋状的铜丝至红热；③将铜丝趁热插到盛有乙醇的试管底部；④反复操作5 次，观察铜丝颜色和液体气味的变化。

【慎思】铜丝在此实验中起什么作用？（写出下列现象的化学反应方程式）

（1）红色→黑色：___________________________

（2）黑色→红色：__________________________

（3）铜的作用：____________________________

（4）乙醇转化为什么物质：_________________

【善读】信息支持：乙醛在碱性环境下可以和新制氢氧化铜反应，生成砖红色的沉淀。请利用所提供的试剂进行验证。

【深达】铜丝作为催化剂，乙醇被氧化成乙醛，碳从-2 升高到-1。化学方程式为：

【明辨】乙醇转化成乙醛，从分子式看，少了两个氢原子，请从两者的结构式猜测乙醇转化成乙醛的断键方式。

【善读】信息支持：乙醇催化氧化机理图（见图1）。

图1 乙醇催化氧化机理图

【明辨】是不是所有的醇都能氧化成醛呢？尝试用化学方程式表示两个反应过程。

【深达】（1）催化剂可以参与化学反应，但是反应前后化学性质不变。

（2）和羟基直接相连的碳上如果有两个氢的可以催化氧化成醛，一个氢的转化成铜，没有氢的就不能进行催化氧化。

【深达】能够使新制氢氧化铜沉淀变成砖红色的物质含有醛基。

3.探究乙醇的其他氧化反应

【善读】观察演示实验：乙醇和酸性高锰酸钾、重铬酸钾的反应。

【慎思】高锰酸钾溶液紫红色褪去，重铬酸钾溶液由橙色转为绿色，说明都被乙醇还原。

【深达】乙醇可以被强氧化剂氧化，说明乙醇具有还原性。

【实际应用】现场演示酒精测量仪，再现交警测酒驾的场景。

【深达】科技进步改变社会，生命只有一次。利用乙醇的氧化性可以检测酒驾，操作简单，效果明显。

【善读】阅读下面乙醇的断键方式，回忆前面学习内容，写出对应的化学反应式。

【慎思】根据课堂实验和信息提示，分析各个断键位置和相应的化学反应。

【深达】从微观到宏观，从原子的水平到化学方程式的书写，再到实验的设计、实践和现象，培养深度思维，加深对化学核心知识的理解：官能团决定化学性质。

（1）乙醇和金属钠的反应

（2）乙醇的氧化反应

【善读】（1）乙烯水化法。

（2）发酵法：糖质原料（如糖蜜、亚硫酸废液等）和淀粉原料（如甘薯、玉米、高粱等）发酵。发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的，在相当长的历史时期内，曾是生产乙醇的唯一工业方法。

（3）煤化工法：以煤合成气为原料，经甲醇、二甲醚羰基化、加氢合成乙醇的工艺路线。

（三）教学反馈

学生在课堂中动手动脑动笔，在学案的辅助下，能较好地完成学案里设置的六个任务，培养了小组合作分工的精神，集中表现在三个探究实验中，6 个同学一组，分成三个小组，一组设计实验，一组实际操作，一组记录现象，分工轮作，保证每个同学都能参与到课堂任务中。特别是在最后的化学性质归纳环节，组员们通过讨论、交流、研究、思辨，六个小组最后都能正确指出各个反应乙醇的断键位置，说明“善读、慎思、明辨、深达”的教学模式能激发学习兴趣，增强合作精神，促进深度学习。