基于POE策略的“乙醇性質”的教學設計

管建華

【摘 要】 在乙醇性質的探究教學過程中采用POE策略，通過探究實驗、微觀動畫演示、球棍模型搭建的融合，從定性和定量角度直觀揭示物質變化的性質，更有利于探測學生前概念的本質，能夠有效促進學生前概念和迷思概念的轉變，完成乙醇的性質的建構。

【關鍵詞】POE策略；乙醇；教學設計

POE策略[“預測（Predict）—觀察（Observe）—解釋（Explain）]是建立在“觀察滲透理論”哲學觀念和建構主義、人本主義、前概念、概念轉變等教育理論基礎之上的新型演示策略。強調以學生為本，通過營造寬松、自由、民主的氛圍，激發學生的學習熱情，以問題為核心，激發和維持學生的學習動機。POE策略的關鍵之處是當學生觀察到的現象與預測不一致的時候，必須自己來解釋他們對科學現象的理解。這說明了POE策略增強了學習活動的指向性和目的性，比傳統的演示策略更有利于探測學生前概念的本質，能夠有效促進學生前概念和迷思概念的轉變。

乙醇是常用的飲品，優質的燃料，它也是烴的衍生物的一種代表物質。學生已經學習了甲烷，乙烯以及苯，因此對有機物的一般性質有了初步的認識，而且對有機物“結構決定性質”這一學習方法有了一定的體會，所以采用POE教學策略，即預測—觀察—解釋策略。主要的過程是實驗前學生根據已有知識預測實驗結果，闡明理由，教師演示操作，學生在教師的引導下，對實驗過程和實驗數據進行觀察和記錄，最后通過討論分析實驗現象和數據，得出實驗結論，從結論中總結化學原理或理論。

一、POE教學策略的實施

二、教學過程

【引入】生活中有一種常見的物質，它具有水的外形，火的性格，它是什么物質？

【學生】酒精

【過渡】其實酒精的主要成分就是今天要學習的乙醇。

探究一、乙醇的物理性質

【提問】能用什么方法鑒別出無水乙醇和水？

【P—預測】通過聞氣味的方法，有特殊香味的是無水乙醇。

【實驗】請同學們將酒精涂在你的皮膚上，你有什么樣的感覺？你聞到了什么？

【O—觀察】無色液體、有特殊香味、皮膚感覺涼爽。

【E—解釋】乙醇具有揮發性。

探究二、乙醇的分子結構

【過渡】我們了解了乙醇一些物理性質，那乙醇的分子式和分子結構到底是怎樣呢？

【創設知識情境】已知乙醇的相對分子質量為46，0.2mol乙醇在純氧中完全燃燒后生成17.6gCO2和10.8gH2O，通過計算確定乙醇的分子式（乙醇分子中僅含C、H、O三種元素）。

【結論】通過李比希元素分析法計算得出乙醇的分子式為C2H6O

【提問】乙醇的分子和哪種烴分子最相近？請搭建出該烴的球棍模型。

【實驗】搭建乙烷（C2H6）分子的球棍模型，培養學生的遷移能力和動手操作能力。

【提問】在乙烷（C2H6）分子結構中嵌入1個O原子（即得到C2H6O），有幾種情況并組裝，請寫出它們的結構式。

【P—預測】有兩種情況：

【實驗】定量實驗探究乙醇的結構式

【O—觀察】金屬鈉沉在無水乙醇液面下，不斷反應并產生氣體，反應過程中鈉塊會上浮，試管壁發熱。消耗的乙醇和生成的氫氣的物質的量之比為2：1。

【E—解釋】1.無水乙醇密度小于水

3.乙醇中羥基—H的活性弱于水，反應較緩慢。

【總結】乙醇的結構與乙烷和水有相似性，乙烷能燃燒，水能與鈉反應，乙醇也具有這樣的性質。然而乙烷中的氫不易被置換而乙醇中—OH中的氫易被置換，像這樣決定有機化合物化學特性的原子或原子團叫做官能團。

【舉例】鹵素原子（—X）、羥基（—OH）、硝基（—NO2），烯烴中的雙鍵等

探究三、乙醇的化學性質

【過渡】那么乙醇這種結構還決定它有哪樣的性質和用途呢？

【提問】乙醇有火的性格就是說乙醇能燃燒，大家是否能寫出它的燃燒反應方程式。

【講述】利用這個性質，乙醇可做新型的燃料乙醇汽油。利用它一方面減少了有毒氣體的排放，同時節約了石油資源，解決了我國的能源危機。然而乙醇汽油的生產消耗了大量的玉米，從而出現了汽車與人爭糧食的社會問題，造成新的糧食危機?？磥砣魏问虑槎家q證的去對待。

【提問】乙醇能溶在汽油中說明乙醇的什么性質？

【E—解釋】乙醇能溶于多種有機物

【過渡】乙醇有火的性格不僅是因為能燃燒，還因為乙醇可以讓人喝了之后發燙、面紅。不同的人喝酒后的現象不同，其原因是什么呢？

【E—解釋】酒精在人體發生一系列的反應CH3CH2OH—CH3CHO—CH3COOH—CO2—排出體外，放出熱量。這就是喝酒的人容易發熱，臉紅的原因。而第一步生成的乙醛是種有毒的液體，刺激人的中樞神經。飲酒過量時，甚至會導致死亡。

【提問】乙醇在銅或銀催化的條件下能與氧氣反應，其產物可能是什么？能觀察到什么現象？（提示：CH3CHO是有刺激性氣味液體）

【P—預測】有刺激性氣味液體生成，氧氣過量時可能有醋味液體生成，生成能使澄清石灰水變成渾濁的氣體

【實驗】乙醇的催化氧化，模擬乙醇變乙醛的反應，注意觀察現象。

【O—觀察】紅色Cu受熱變成黑色CuO，熱的黑色CuO伸入乙醇中變成光亮紅色，液體沸騰，反復多次后，在試管口聞到刺激性氣味。

【投影】利用動畫演示微觀反應機理，形象生動有助于化解難點，使學生對于醇催化氧化的斷鍵方式得到鞏固。

2.金屬Cu在反應前后不變，做催化劑

3. 乙醇催化氧化的機理是氧氣結合羥基上的氫原子和羥基碳上的氫原子生成水。

【過渡】乙醇催化氧化的產物乙醛的危害之大，那么如何檢驗人是否喝酒了呢？

【講述】檢驗酒駕原理。酒精的快速檢測：讓駕車人呼出的氣體接觸載有經過硫酸酸化處理的氧化劑三氧化鉻的硅膠，可測出呼出的氣體中是否含有乙醇及乙醇含量的高低。如果呼出的氣體中含有乙醇蒸汽，乙醇會被三氧化鉻氧化成乙酸，同時橙紅色的三氧化鉻被還原成綠色硫酸鉻。

【投影】 與酸性高錳酸鉀溶液或酸性重鉻酸鉀（K2Cr2O7）溶液反應，被直接氧化成乙酸。

【提問】乙醇似水似火，用處多多，通過今天的學習，你掌握了它的哪些用途，以及決定它這種用途的性質？

【歸納總結】乙醇的三個主要的性質：與鈉反應，燃燒及催化氧化。

三、教學反思

1.本節課的教學中，密切結合學生已有的生活體驗創設問題情境，讓學生運用已有的化學知識去“P—預測”會有何種現象發生，可能得到何種結果。從生活中學生熟悉的物質入手，激發起他們的學習興趣、探究的欲望，再過渡到物質化學性質的學習，這樣比較符合學生的認知規律。通過探究實驗讓學生“O—觀察”有何現象發生，并記錄觀察結果。再讓學生“E—解釋”所觀察到的現象和結果。同時充分利用多媒體教學手段，借助微觀機理的宏觀化，幫助學生理解抽象的反應機理。

2.化學概念的建立，經過了復雜化、抽象化的過程，是化學學習中較為困難的部分?；诮嬛髁x學習理論，學生學習前具有的豐富的生活經驗和已有認知導致其存在著正確或迷思的概念，其中迷思概念的干擾使得學生難以將新的材料與原有認知結構進行有效連接。POE策略的使用建立在學生了解實驗或事實情境的基礎上，可以引發學生的認知沖突，發現現實與預測的不一致性，從而形成正確的解釋，實現概念的轉變。這符合學生的認知發展規律，它不僅對演示實驗的教學和探究式教學具有指導作用，而且對以實驗為特色的科學教學也具有啟示意義。

【參考文獻】

[1]顧江鴻，史小梅，李春密.預測—觀察—解釋——一種基于現代教育研究的演示策略[J].教育科學研究，2009（5）：54-56

[2]翁偉彬.POE策略在化學演示實驗教學中的應用[J].中學化學教學參考，2010（4）：17

（作者單位：江蘇省如東高級中學）