吳冰冰

摘 要：以乙醇的結構為出發(fā)點，根據(jù)原子成鍵原則猜想乙醇可能的結構式，通過水與乙醇的結構相似、物理性質(zhì)相似，推出化學性質(zhì)也有相似之處，即水與金屬鈉的反應，類比推理乙醇與金屬鈉可發(fā)生反應。通過斷鍵位置不同猜想產(chǎn)物，通過實驗收集證據(jù)，證實乙醇與金屬鈉反應的產(chǎn)物以及該反應的斷鍵位置。

關鍵詞：乙醇；鈉；反應推理；斷鍵位置

普通高中化學課程標準實驗教科書必修2（人民教育出版社），第三章第三節(jié)第一課時內(nèi)容講授的知識點包括乙醇的性質(zhì)，以水與金屬鈉反應和乙醇與金屬鈉反應實驗現(xiàn)象進行對比，進而學習乙醇的其他化學性質(zhì)，這是教材編著者為高中學生學習新知識奠定的基石。在研讀了多篇文獻以及運用《化學教學論》和《化學教學技能》的知識，根據(jù)現(xiàn)代化學學科核心素養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認知”中“證據(jù)推理”及“類比推理”思維的運用過程，本人嘗試以下教學思路和教學方法展開教學。

乙醇的分子式為C2H6O，而根據(jù)不同元素原子的成鍵原則，C原子以外面的4個電子與其他原子結合形成4根鍵，O原子則可與其他原子結合形成2根鍵，H原子則可與其他原子結合形成1根鍵，因此存在著不同的原子結合方式，因而有兩種不同的可能的乙醇分子結構式。

對比這兩種可能的乙醇分子結構，與初中時學過的哪種分子結構有著相似之處呢？對比可以想到水分子的結構與之有相似之處：第一種可能結構與水分子均含有相同的-OH；第二種可能結構與水分子均為O原子兩端連接的基團相同。因此，水與乙醇的結構有相似之處。

除此以外，水與乙醇均是生活中常見的溶劑，水與乙醇可以互溶，因此，我們說它們的物理性質(zhì)有相似之處。那水與乙醇的化學性質(zhì)是否有相似之處呢？在必修1學習過水與金屬鈉可發(fā)生反應，可類比推理乙醇與金屬鈉可發(fā)生反應。而根據(jù)這一反應條件，就可以初步判斷哪些部分基團是不參與該反應的斷鍵？（提示：金屬鈉保存在煤油中，煤油的主要成分是烴類。）因此，該反應的斷鍵位置只能在O原子兩端的鍵處。

因此，類比推理水與金屬鈉反應，根據(jù)斷鍵位置不同，大膽猜想乙醇與金屬鈉反應產(chǎn)物，會有不同的反應產(chǎn)物：

首先分析第一種可能的乙醇分子結構，假設乙醇與金屬鈉反應時的斷鍵位置為氫氧鍵，則生成的產(chǎn)物可能為H2和C2H5ONa；假設斷鍵位置為碳氧鍵，則生成的產(chǎn)物可能為NaOH和C4H10；用同樣的方法分析另一種可能的乙醇分子結構，斷鍵位置為碳氧鍵（兩個碳氧鍵是等同的），則生成的產(chǎn)物可能為C2H6和CH3ONa。

有了以上猜想，下面通過做乙醇與金屬鈉的反應實驗檢驗，收集實驗證據(jù)，到底哪個才是乙醇的分子結構，乙醇與金屬鈉反應的斷鍵位置在哪？

改進課本上的乙醇與金屬鈉的反應實驗（如下圖）：

U型管中一端有鋼絲球，用于支撐該反應物金屬鈉，使得其在U型管一端反應?？梢钥吹椒磻獣r金屬鈉表面有氣泡產(chǎn)生，猜想的氣體產(chǎn)物均為可燃性氣體，可以檢驗氣體燃燒后的產(chǎn)物的方法進行驗證。檢驗氣體燃燒后的產(chǎn)物為水和乙醇鈉。證實了乙醇與金屬鈉可以發(fā)生反應，該反應的產(chǎn)物為水和乙醇鈉。最后，可得出乙醇的分子結構，乙醇與金屬鈉反應的斷鍵位置為氫氧鍵。

在中學化學的學習過程中，學生們需要學習并掌握的一個思維：物質(zhì)的結構決定物質(zhì)的性質(zhì)。因而，在本節(jié)課程的設計中，均遵循的原則是：培養(yǎng)學生學習化學的興趣，以“類比推理”思維的運用過程于整個教學過程，基于“證據(jù)推理”這一學科核心素養(yǎng)展開教學。并形成以學生為主體、以教師為主導，進行啟發(fā)式、引導式推理學習。

作為各種邏輯思維方法中最富于創(chuàng)造性的一種方法——類比推理，類比以提出新問題和作出新發(fā)現(xiàn)，是一種較高層次的信息遷移。通過在中學化學的教學過程中，充分發(fā)揮“類比推理”的作用，并讓學生掌握這一有效學習的重要方法，并期望學生能在以后的學習中實現(xiàn)知識的遷移以及實現(xiàn)知識的前后貫通，進一步提升課堂學習效率。并基于現(xiàn)代化學學科核心素養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認知”中“證據(jù)推理”視角，通過實驗探究和收集實驗證據(jù)，使學生能夠更加理解科學知識，而不是單純地背教科書的知識點，這將增強學生的求知欲望和幫助學生構建健全的知識體系。

參考文獻

[1]王桂桃.類比思想促進學生知識遷移的教學設計——以“乙醇分子結構的確定”為例[J].中學化學教學參考，2017（16）：31-32.

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