基于科学素养培养的酯化反应教学策略

基于科学素养培养的酯化反应教学策略

孙路平

潍坊滨海中学山东潍坊262737

摘要：以提高中学生的实验探究能力为切入点，构建有助于培养科学素养的酯化反应的教学策略。利用一次性泡沫饭盒使用过程中变薄变软的现象，创设问题情境，带入酯化反应的研究，并以酯化反应的实验改进为前提，利用问题组凸显实验条件，优化所蕴含的科学方法，将化学核心素养有机融入酯化反应实验教学全过程。

关键词：科学素养实验改进酯化反应

一、酯化反应传统教学实验现状

教材中的酯化反应只注重化学性质的验证功能，不利于培养学生的发散思维和创新思维，具体体现在：

1.实验过程中温度难以控制。在试管中陆续添加乙醇、乙酸和浓硫酸，在加热之前反应体系温度就很高了，而乙醇沸点（78.5℃）相对较低，容易挥发损失。在温度难以控制的条件下，极易同时得到乙烯、乙醚、二氧化硫等副产物，造成了环境污染。

2.反应物用量少，实验现象不明显。产物乙酸乙酯是无色液体，实验现象的可见度低，难以达到理想的效果。

二、酯化反应的实验改进

采用套管的方式进行水浴加热，原因是敞开式的水浴加热的方式不能保证试管的上端以及向上的导管的温度在乙酸乙酯的沸点以上，使得乙酸乙酯的蒸气不能通过导管到达饱和碳酸钠溶液的液面之上，而是在试管之内发生回流重新落入反应物中。用酚酞作为产物收集的指示剂，如向饱和碳酸钠溶液中滴加酚酞使其显红色，从而保证在收集产物时能明显地观察到在红色溶液上方有一层无色油状液体。

三、酯化反应的教学策略

1.以一次性饭盒创设问题情境。网络曾曝光了多起一次性泡沫饭盒打包饭菜后出现变薄变软的现象。有专业人士解释，这些美味的饭菜大多添加了料酒和食醋，在烹饪过程中产生了一种有机物，以相应的视频报道和网络资料为情境导入，提出第一个驱动性问题“这种有机物是通过什么化学反应生成的？”学生初步猜测可能是料酒中的乙醇和食醋中的乙酸发生了反应。

2.分组实验并借助问题组探析酯化反应。将以上的实验改进装置应用在实际教学中，学生分成六个小组，按表1进行探究。每组实验水浴加热2-3分钟，观察现象，并思考以下问题：（1）加入碎瓷片的目的是什么？（2）为什么导管末端不插入液体中？（3）浓硫酸的作用有哪些？（4）浓硫酸能不能最先加入到试管中？为什么？（5）得到的产物是否纯净？若不纯，可能含哪些杂质？如何得知？（6）饱和碳酸钠溶液有什么作用？

学生通过组内讨论、组间质疑，判断出实验三条件最优，试管3中有明显的分层现象，上层为无色的油状液体，下层溶液红色变浅。据此断定这种油状液体应该是新生成的有机物，使泡沫饭盒发生了溶解。教师接着就可以顺理成章地引出产物乙酸乙酯及酯化反应。学生可以通过实验一和实验三总结出浓硫酸作催化剂和吸水剂；对比实验二和实验三上层液体厚度可以得出饱和碳酸钠溶液能够降低乙酸乙酯的溶解度；根据乙酸的挥发性，再结合实验一和实验三试管3中溶液不同程度的红色变浅，可以得出有乙酸蒸出。根据乙醇的沸点较低，断定有乙醇蒸出，得出饱和碳酸钠溶液还有中和乙酸、吸收乙醇的作用。为了进一步验证结论，各小组分别向一次性泡沫饭盒上滴加乙酸乙酯，10秒左右均溶解为不规则的黏连的颗粒状固体。

3.从微观角度探究酯化反应机理。反应机理的研究在促进学生理解科学本质方面具有独特的价值。第二个驱动性问题是酯化反应是如何断键的？

4.深入展开对话和讨论。在接下来的环节中提出：（1）酯化反应中加热的目的？（2）根据化学平衡原理，还有哪些措施能够提高乙酯的产率？这样设计是为了借助典型的可逆反应，引导学生对“化学变化有一定的限度、速率，是可以调控的。”产生更深刻的领会。

四、有待继续研究的问题

情景导入中涉及的乙醇、乙酸等有机物，理论上对一次性泡沫饭盒的溶解也起到了不可忽视的作用，到底影响有多大，还需经过系统的实验探究。由于知识水平的差异，文中所提出的具体教学策略未必完全适合于所有层次的学生。本课题提出的不少问题需依托小组讨论，确切时间不好把握。因此，如何更有效地分层次教学，有待商榷。

学生只有把自己作为建构的主体，不断进行探索和思考，才能实现真正意义上的主动性学习。我们在教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了有益的探索与实践，今后将继续加强教育创新，进一步提高课程的教学质量，实现对学生科学素养的全面培养。

参考文献

[1]彭亚肖小明乙醇和乙酸的酯化反应实验改进.贵州师范大学学报（自然科学版），第33卷，第2期，2015年，4月。

[2]李嘉制取乙酸乙酯演示实验的改进.实验教学与仪器，2013年，第1期。

[3]普通高中化学课程标准.北京人民教育出版社，2017。

[4]武汉大学吉林大学等校编曹锡章宋天佑王杏乔修订无机化学（第三版）下册.高等教育出版社。

[5]汪小兰有机化学（第四版）.高等教育出版社。

[6]普通高中课程标准实验教科书.化学2（必修）.山东科学技术出版社，2007年，7月，第3版。