基于審辯式思維培養的高中化學“讀思達”教學法的實踐

顏巧藝

一、問題背景

審辯式思維即“不懈質疑，包容異見，力行擔責”，受到我國中小學的重視，國內對此研究通常采用“批判性思維”這一名稱。《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》將化學學科核心素養歸納為五個方面，其中“證據推理與模型認知”要求學生具有證據意識，能對觀點或描述進行必要的分析和推理，并對其進行證實或證偽，能夠通過對化學事實或現象的分析、評價和推理得出相應的觀點或結論，并用其來解釋更多的事實或者現象。可見，在化學教學中培養學生審辯式思維是發展學生核心素養的有效途徑。

本文以蘇教版必修第二冊專題8的第二單元“食品中的有機化合物”的“乙醇”教學為例，詳細闡述基于審辯式思維培養的“善讀、慎思、明辨、深達”的教學模式的具體應用。

二、案例實踐

筆者通過分解學習任務、創設真實情境、探究實驗方案、思辨實驗現象，把“善讀、慎思、明辨、深達”的模式落實到具體課堂中，大大緩減學生學習化學的畏難情緒，激發學習興趣，促進學科知識和認知思路的結構化，發展化學學科核心素養。

（一）教學目標

（1）知道乙醇的組成、結構、物理性質及用途，培養宏觀辨識與微觀探析能力。（2）了解烴的衍生物的概念及官能團與性質的關系，從化合價的角度和得氧失氧、得氫失氫的角度認識有機化學反應中的氧化反應和還原反應，知道有機物之間在一定條件下是可以轉化的，培養證據推理和變化觀念。（3）根據乙醇的結構分析其性質，能設計實驗探究乙醇的結構及性質，培養科學探究精神和審辯能力。

（二）教學過程

[▲]任務1：探究乙醇的結構

【善讀】信息支持：乙醇的核磁共振氫譜圖。（圖略）

【慎思】（1）根據碳原子的成鍵特點，分子式為C2H6O的有機物有幾種可能的結構？

（2）根據信息提示，乙醇的6個氫原子可以分成幾類，原子個數比是多少？

【明辨】根據善讀的內容，辨別乙醇的結構。

【深達】學生能根據老師提供的信息拼出乙醇結構的球棍模型，準確地辨認乙醇分子中3種不同的氫原子，學會通過核磁共振氫譜圖推斷有機物的結構，畫出CH3OCH3的氫譜圖。

[▲]任務2：提煉乙醇的物理性質

【善讀】（1）酒精度是指酒中含乙醇的體積百分比，通常是以20℃時的體積比表示的。比如貴州茅臺：53%vol。（見表1）

（2）趣味實驗：燒不著的手帕（乙醇的沸點：78.5℃）（見表2）

【慎思】（1）手帕為什么要先用水濕潤后再噴上酒精？乙醇燃燒了，為什么手帕沒有燒壞？

（2）從溴水中萃取溴，乙醇能否作為萃取劑？

（3）無水酒精中含有少量的水，怎樣檢驗？

（4）工業酒精（約96%以上）如何處理可得無水酒精（99.5%以上）？

【明辨】小組討論：除去酒精中的水，不能直接蒸餾，而是要先加生石灰再蒸餾。

【深達】通過著火點解密趣味實驗，從真實情境推斷乙醇的物理性質，注重化學在生活和工業上的應用。

[▲]任務3：尋找乙醇與乙烷的性質差異（見表3）

【善讀】

【慎思】乙烷和乙醇在分子組成上有什么差別？導致兩者性質差異的最大原因是什么？羥基的電子式如何書寫？

【明辨】羥基帶電嗎？根據老師提供的藥品驗證你的結論。

提供的藥品：乙醇、紫色石蕊試劑、酚酞。

【深達】由于羥基代替了乙烷中的一個氫原子，導致乙醇的性質和乙烷有極大的不同。羥基就叫做官能團，通過在乙醇中加入石蕊和酚酞都不變色，說明羥基沒帶電，不是氫氧根，也不能電離出氫離子。由烴基和羥基組成的有機物就叫做醇，是一種烴的衍生物。官能團就是決定有機化合物化學特性的原子或者原子團。

[▲]任務4：探究乙醇的化學性質

1.探究乙醇與金屬鈉的反應

【分組實驗】從煤油中取一小塊鈉，用濾紙吸干表面煤油，切一小塊投入1～2mL無水乙醇中，觀察并記錄實驗現象。

【善讀】視頻展示鈉與水反應，學生進行對比。

【慎思】與鈉和水的反應進行比較。

（1）鈉的位置。（2）有無聲音。（3）有無氣泡。（4）劇烈程度。（5）化學方程式。

【明辨】討論鈉分別和水、乙醇反應劇烈程度不同的原因。

【深達】水中的氫比乙醇中的氫更活潑。

【善讀】信息支持：實驗證明1mol鈉和足量乙醇反應，可以得到標準狀況下11.2L的氫氣。

【明辨】乙醇中和鈉反應的氫來自羥基，從實驗事實驗證乙醇的結構式：CH3CH2OH。

【明辨】有下列三種物質：①乙醇；②碳酸；③水，它們與鈉反應產生氫氣的速率由大到小的順序是

（? ）

A.①>②>③? ? ?B.②>①>③

C.③>①>②? ? D.②>③>①

【深達】乙醇是非電解質，羥基中的氫原子不能電離出來，但是由于氧原子的作用，它可以和金屬鈉發生置換反應。理解有機物中基團的相互作用。

2.探究乙醇的氧化反應

【善讀】觀察點燃酒精燈的現象。

【慎思】乙醇燃燒后的生成物是什么，如何驗證？從化合價的角度分析，乙醇發生的是什么反應？

【深達】用內壁蘸有澄清石灰水的燒杯倒扣在酒精燈火焰上方，出現渾濁，證明有CO2生成。

碳從-2升高到+4，發生氧化反應。

【分組實驗】乙醇的催化氧化

①用小試管取3～4mL無水乙醇；②加熱一端繞成螺旋狀的銅絲至紅熱；③將銅絲趁熱插到盛有乙醇的試管底部；④反復操作5次，觀察銅絲顏色和液體氣味的變化。

【慎思】銅絲在此實驗中起什么作用？（寫出下列現象的化學反應方程式）

（1）紅色→黑色：

（2）黑色→紅色：

（3）銅的作用：

（4）乙醇轉化為什么物質：

【善讀】信息支持：乙醛在堿性環境下可以和新制氫氧化銅反應，生成磚紅色的沉淀。請利用所提供的試劑進行驗證。

【深達】銅絲作為催化劑，乙醇被氧化成乙醛，碳從-2升高到-1。化學方程式為：

2CH3CH2OH+O2 [Cu][Δ]2CH3CHO+2H2O

【明辨】乙醇轉化成乙醛，從分子式看，少了兩個氫原子，請從兩者的結構式猜測乙醇轉化成乙醛的斷鍵方式。

【善讀】信息支持：乙醇催化氧化機理圖（見圖1）。

【明辨】是不是所有的醇都能氧化成醛呢？嘗試用化學方程式表示兩個反應過程。

【深達】（1）催化劑可以參與化學反應，但是反應前后化學性質不變。

2Cu+O2? [Δ] 2CuO

CH3CH2OH+CuO [Δ]CH3CHO+H2O+Cu

（2）和羥基直接相連的碳上如果有兩個氫的可以催化氧化成醛，一個氫的轉化成銅，沒有氫的就不能進行催化氧化。

【深達】能夠使新制氫氧化銅沉淀變成磚紅色的物質含有醛基。

3.探究乙醇的其他氧化反應

【善讀】觀察演示實驗：乙醇和酸性高錳酸鉀、重鉻酸鉀的反應。

【慎思】高錳酸鉀溶液紫紅色褪去，重鉻酸鉀溶液由橙色轉為綠色，說明都被乙醇還原。

【深達】乙醇可以被強氧化劑氧化，說明乙醇具有還原性。

【實際應用】現場演示酒精測量儀，再現交警測酒駕的場景。

【深達】科技進步改變社會，生命只有一次。利用乙醇的氧化性可以檢測酒駕，操作簡單，效果明顯。

[▲]任務5：乙醇化學性質的歸納

【善讀】閱讀下面乙醇的斷鍵方式，回憶前面學習內容，寫出對應的化學反應式。

【慎思】根據課堂實驗和信息提示，分析各個斷鍵位置和相應的化學反應。

【深達】從微觀到宏觀，從原子的水平到化學方程式的書寫，再到實驗的設計、實踐和現象，培養深度思維，加深對化學核心知識的理解：官能團決定化學性質。

（1）乙醇和金屬鈉的反應

2CH3CH2OH+2Na[→]2CH3CH2ONa+H2↑斷①鍵

（2）乙醇的氧化反應

①燃燒 CH3CH2OH+3O2[點燃]2CO2+3H2O

斷①②③④⑤鍵

②催化氧化2CH3CH2OH+O2 [Cu][Δ]2CH3CHO+2H2O? ?斷①②/①③鍵

③與強氧化劑反應

CH3CH2OH [酸性高錳酸鉀溶液或][酸性重鉻酸鉀溶液]CH3COOH 斷①②③鍵

[▲]任務6：乙醇的制備

【善讀】（1）乙烯水化法。

（2）發酵法：糖質原料（如糖蜜、亞硫酸廢液等）和淀粉原料（如甘薯、玉米、高粱等）發酵。發酵法制乙醇是在釀酒的基礎上發展起來的，在相當長的歷史時期內，曾是生產乙醇的唯一工業方法。

（3）煤化工法：以煤合成氣為原料，經甲醇、二甲醚羰基化、加氫合成乙醇的工藝路線。

（三）教學反饋

學生在課堂中動手動腦動筆，在學案的輔助下，能較好地完成學案里設置的六個任務，培養了小組合作分工的精神，集中表現在三個探究實驗中，6個同學一組，分成三個小組，一組設計實驗，一組實際操作，一組記錄現象，分工輪作，保證每個同學都能參與到課堂任務中。特別是在最后的化學性質歸納環節，組員們通過討論、交流、研究、思辨，六個小組最后都能正確指出各個反應乙醇的斷鍵位置，說明“善讀、慎思、明辨、深達”的教學模式能激發學習興趣，增強合作精神，促進深度學習。

（作者單位：福建省晉江市養正中學）

編輯：曾彥慧

注：本文系教育部福建師范大學基礎教育課程研究中心2022年度開放課題“基于審辯式思維培養的高中化學‘讀思達教學法的實踐研究”（KCB2022083）階段性研究成果。