談項目化學習的實驗教學課堂設計——以乙醇的教學為例

江蘇省錫山高級中學(214174) 張 晶

項目化學習一般圍繞教學內容與實踐經驗進行相應的整合，其實踐經驗通常來源于生活或周圍環境。項目化學習的主角是學生，讓學生接受問題并與組員通過合理的溝通協作，最終完成任務。項目化學習的最終成果通常為產品的展示。教師需要在項目實施的整個過程中進行完整的持續性評價，鼓勵學生積極參與、主動探索、靈活運用知識解決問題。

根據高中化學實驗教學的實施情況，靈活應用項目化學習可使教學效果明顯提升，同時也是培養學生化學核心素養的有效途徑。項目化學習在高中實驗教學中具有重要應用價值：在完成具體項目的過程中，實現對學生掌握知識程度的檢驗，協助學生查找問題與不足，提升學生的研究、創新能力，培養學生的科學素質。

1 項目規劃

1.1 真實問題驅動

乙醇是重要的有機物之一，可用乙醇制造染料、醋酸、燃料等。在醫學領域，常用體積分數為70%～75%的乙醇作消毒劑。乙醇在國防工業、醫療衛生等領域中都有廣泛的用途。為更好地認識乙醇、合理地應用乙醇，請學生完成自制“生活中的有機物百科手冊”中乙醇性質的探究。

1.2 項目設計流程

確定目標：完成自制“生活中的有機物百科手冊”中的乙醇性質的探究，并進行展示和交流，內容可包含物理性質、結構、化學性質以及應用(小組合作，交流討論)→通過觀察乙醇樣品，描述其物理性質→利用球棍模型，探究乙醇分子的結構→尋找證據、設計實驗，驗證乙醇分子的結構→通過真實情境和實驗的驅動，探究乙醇的性質→撰寫自制“生活中的有機物百科手冊”中的乙醇的性質探究部分。

1.3 實施方式

項目化教學的開展方式為小組合作，每組成員不超過5人。鼓勵學生積極參與，使每位學生都能在項目的實施過程中積極進行思考與設計，培養學生的科學素質。

1.4 方案設計與實施

項目化學習是針對真實情境中的問題，提出解決該問題的方法，圍繞該任務設計一系列的方案并進行有效實施的教學過程，如圖1所示，該教學模式有利于培養學生的實踐創新能力和科學素質。

圖1 自制“生活中的有機物百科手冊”——乙醇項目實施過程圖

2 項目實施過程

2.1 討論項目，確定方向

情境創設：播放杜康酒相關視頻，并呈現相關詩句。

學生活動：分組討論，教師協助，探討項目完成過程和方式。

2.2 任務一：把酒“言”乙醇(乙醇的物理性質)

提出問題：觀察乙醇樣品，從顏色、狀態、氣味、揮發性、密度等方面描述其物理性質。

學生活動：學生自主觀察體驗實驗臺上的乙醇樣品，對其顏色、狀態、氣味、揮發性、密度等方面進行討論交流，組內互評。最后總結歸納，記錄在百科手冊之中，并選代表匯報分享。

教師：對學生的匯報進行分析與點評。

2.3 任務二：分析“研”乙醇(乙醇的分子結構)

教師：經測定乙醇的分子式為 C2H6O ，請學生根據“C四個鍵，H一個鍵，O兩個鍵”理論畫出乙醇可能的結構式。請小組選派成員在黑板上板書并記錄在百科手冊上。

學生活動：小組成員討論交流，組內互評，分享結論。

教師提問：經過探討，乙醇可能有2種結構式，如圖2所示。

圖2 乙醇可能的結構式

學生實驗：觀察鈉的保存方法，并向1～2 mL無水乙醇中投入幾小粒金屬鈉。將生成的氣體通入裝有肥皂水的燒杯中，點燃燒杯中的肥皂泡，觀察實驗現象。討論交流，組內互評，分享結論。

教師點評與總結：鈉塊沉于底部，有無色氣體產生，隨著反應的進行，鈉塊上浮，最終消失，液體仍為無色透明。肥皂泡中的氣體可以被點燃，發出輕微噗聲，如圖3所示。

為教師提問：

(1)少量鈉保存在煤油里，說明煤油能否與鈉反應？煤油中什么鍵不易斷裂？

(2)根據鈉與水反應，說明水中什么鍵容易斷裂？

(3)根據乙醇能與鈉反應，說明乙醇中存在什么鍵？

(4)乙醇與鈉反應，生成的氣體是什么？

(5)請結合實驗推測乙醇的分子結構。

學生活動：討論交流，組內互評，完成問題，分享結論。

教師點評與總結：通過分析可得圖4所示的結論，并得到乙醇正確的結構式。

圖4 乙醇斷鍵分析

資料卡展示：展示乙醇的分子式、結構式、結構簡式、球棍模型和比例模型。

2.4 任務三：動手“驗”乙醇(乙醇的化學性質)

情景導學：用資料卡展示銀器、銅器表面容易生成黑色的氧化膜，銀匠說可以先把銅、銀在火上燒熱，然后馬上蘸一下酒精，銅、銀會光亮如初。這是什么原理呢？

實驗分析：本實驗在傳統的簡易銅絲圈的基礎上進行了創新，將多組銅絲圈結合在一起，制成了銅絲玫瑰，使實驗現象更加明顯。玫瑰花形狀的顏色變化也能夠使學生印象深刻，激發學習興趣。

實驗操作：如圖5所示，將銅絲玫瑰燒熱，趁熱插入盛有無水乙醇的燒杯中。觀察銅絲顏色的變化，感受乙醇氣味的變化。

圖5 銅絲玫瑰實驗

實驗現象：①銅絲灼燒后由紅色變為黑色，放入無水乙醇中又變為紅色；②在燒杯口聞到刺激性氣味。

學生活動：討論乙醇催化氧化機理，推斷其斷鍵形式和反應機理。

教師點評：點評學生的發言，展示乙醇的催化氧化反應方程式和反應機理。

2.5 任務四： 討論“延”乙醇 (乙醇的制備與用途)

資料卡展示：乙醇的制備方法和乙醇的用途。

2.6 總結

教學總結如圖6所示。

圖6 乙醇思維導圖

3 項目實施評價與反思

3.1 教師反思

問題：在根據鈉的保存方法及鈉與水反應設計實驗驗證乙醇的結構過程中，沒有給予學生充分的討論時間，過早地進行了提示，學生無法進行更進一步的思考。

改進：在學生階段性討論的基礎上，進行合理的逐步引導。

3.2 學生反思

應該積極動手實驗，學會將理論與實驗相結合，通過實際操作，加深對知識的理解和掌握。同時自主進行深度思考。

3.3 項目實施評價

在項目化教學的實施過程中，學生是教學活動的參與者。學生的創新能力及科學素質在參與過程中得到提高。因此，教師需要對項目實施的全過程進行多角度、全方位的評價，在評價的過程中，教師要對學生進行鼓勵與引導，積極調動學生學習的積極性與主動性。