真实情境驱动下的高中化学教学实践探索

一、引言

1.1 研究背景

《普通高中化学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》明确提出 “重视开展‘素养为本’的教学”，强调 “真实情境是素养形成的必要条件”。乙醇作为烃的衍生物核心内容，传统教学存在突出问题：一是情境脱离实际，多采用 “实验室配制乙醇溶液” 等虚构场景，与学生生活关联薄弱；二是探究浅层化，实验以验证性为主，缺乏对反应机理的深度挖掘；三是素养割裂化，科学探究、社会责任等核心素养培养缺少具体载体与整合路径。

1.2 研究意义

本研究通过三大创新点实现教学突破：一是构建真实情境资源库，整合交通执法（酒驾检测）、医疗卫生（消毒剂）、能源开发（乙醇汽油）等典型案例；二是设计阶梯式问题链，围绕情境设计递进性问题，如从“交警如何检测酒驾？” 延伸至 “乙醇代谢机制”“乙醇汽油环保优势”；三是实施证据推理教学，引导学生基于实验数据、分子模型等多维度证据解释现象、总结规律。

二、乙醇性质教学的真实情境资源开发

2.1 情境类型与化学知识关联

2.2 情境案例设计示例案例 1：酒驾检测中的化学原理

情境呈现：播放交警夜间查酒驾视频，展示呼气酒精测试仪使用过程。

问题链设计：橙红色酸性重铬酸钾溶液为何与乙醇反应变色？乙醇在人体内如何代谢？误饮含甲醇的工业酒精为何致命？

案例 2：医用消毒剂的浓度选择

情境呈现：展示 75% 乙醇消毒液，提问 “为何其消毒效果优于更高浓度乙醇？”

探究活动：实验对比不同浓度乙醇处理细菌培养皿的菌落数；结合渗透压、氢键等分子间作用力，解释 75% 浓度破坏蛋白质结构、杀灭微生物的最优原理。

三、基于真实情境的乙醇性质课堂教学实施

3.1 教学流程设计

环节一：情境导入 —— 从生活现象到化学问题

案例 1：展示白酒、料酒、消毒酒精，引导思考 “白酒度数越高越易点燃？料酒为何去腥味？”

案例 2：播放乙醇汽油汽车宣传片，讨论其环保优势。通过生活化场景聚焦乙醇相关化学问题。

环节二：问题驱动 —— 分层递进的探究活动

活动 1：乙醇物理性质的探究

情境任务：为酒厂设计乙醇纯度检测方案。

探究步骤：实验观察乙醇与水、乙酸乙酯的互溶性；基于密度、沸点差异，设计蒸馏提纯流程，实现物理性质与实际应用结合。

活动 2：乙醇化学性质的探究

情境任务：模拟酒驾检测，验证乙醇还原性。

探究步骤：微型实验中观察乙醇与酸性重铬酸钾溶液的颜色变化（橙红→绿）；用球棍模型演示乙醇在 Cu 催化下氧化为乙醛的机理。

活动 3：乙醇用途的跨学科探究

情境任务：分析乙醇汽油的环境效益与挑战。

探究步骤：查询乙醇与汽油的燃烧热值；计算相同质量下 CO₂排放量对比环境影响；结合能源政策讨论推广难点（粮食安全、成本等），融合化学与社会议题。

环节三：模型建构 —— 从分子结构到宏观性质

① 分子模型操作

搭建乙醇与二甲醚球棍模型，对比同分异构体结构差异；用电子云密度模型解释乙醇极性与溶解性；模拟分子间氢键形成，阐释其沸点高于丙烷的原因，建立 “结构 - 性质” 关联。

② 红外光谱分析

通过红外光谱图直观验证分子结构差异，引入现代化学检测手段

环节四：迁移应用 —— 从乙醇到同类物

案例 1：乙二醇的性质预测与探究

实验设计：对比乙二醇与乙醇的沸点、与钠反应速率；基于双羟基结构，分析氢键数量对物理性质和化学性质的影响。

案例 2：工业酒精中毒机理与应对

机理分析：结合医学资料，阐述甲醇氧化为甲醛的毒性过程；解决方案：用竞争性抑制原理，解释乙醇延缓甲醇代谢的救治依据，体现化学知识的实用价值。

四、教学效果与反思

4.1 实施效果

教学实践成效显著：学生实验能力明显提升，实验设计、操作规范及数据处理能力进步突出；问题解决能力增强，能快速提炼实际情境中的化学核心并解答；科学态度与社会责任素养得以培育。

4.2 教学反思

问题 1：跨学科知识整合难度大

学生医学、能源等领域知识储备不足，影响探究深度。改进策略：提供 “学科融合工具包”，降低认知负荷。

问题 2：探究耗时与教学进度矛盾

实验与讨论环节耗时较长，难以兼顾深度与计划。改进策略：采用微型化、数字化实验仪器，缩短时间并保证探究质量与数据准确性。

五、结论与展望

5.1 研究结论

本研究实现三大突破：一是认知建构从 “结构 - 性质” 线性模式转向 “情境 - 问题 - 探究 - 应用” 立体化模式；二是化学核心素养通过实验设计、讨论等活动具象化落地；三是打通化学与医学、能源等领域壁垒，为培养跨学科人才奠基。

5.2 未来展望

① 完善评价体系：建立真实情境下学业质量标准。 ② 拓展课程内容：设计 “乙醇到生物燃料” 等主题课程，融合多学科知识。

参考文献 ：

1.中华人民共和国教育部. 普通高中化学课程标准（2017 年版 2020年修订）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2020.

2.王磊， 支瑶. 化学学科能力及其表现研究[J]. 教育学报， 2016，12（4）： 46-56.

3.毕华林， 卢巍. 化学基本概念的教学[M]. 济南： 山东教育出版社，2011.

4.吴星. 高中化学核心素养教学设计[M]. 南京： 江苏凤凰教育出版社， 2020.

5.江合佩. 指向化学学科核心素养的实验教学实践[M]. 福州： 福建教育出版社， 2021.

本文为“广州市教育科学规划（Guangzhou education scientificresearch project） 2024 年度课题基于真实情境的高中化学课堂教学研究（课题编号202316277）”研究成果