实验活动1 乙酸乙酯的制备与性质-教学设计

教学设计
课程基本信息
学科 化学 年级 高二 学期 秋季
课题 实验活动1 乙酸乙酯的制备与性质
教学分析
本课时作为选择性必修3《有机化学基础》第三章烃的衍生物的结尾环节，同时也可以乘坐第四章有机大分子的衔接环节，是学生从有机理论学习过渡到有机合成的缓冲阶段。在这个重要的阶段，学生应该通过对已学理论知识和实验操作知识的整合，对典型的简单有机物合成有一个全面的了解。为后续《有机合成》做好能力上的铺垫。 其中乙酸乙酯的制备部分已经在必修第二册第七章第三节《乙酸》的学习中出现过，对应掌握要求是学考水平，具体包括了解乙酸乙酯反应的断键机理、会书写乙酸与乙醇酯化反应的方程式，并能够说出实验过程中重要实际的作用，了解实验装置的用途等。乙酸乙酯的水解部分则是在刚刚结束的选择性必修3《有机化学基础》第三章烃的衍生物第四节《羧酸及羧酸衍生物》第二课时出现，对应掌握要求是选靠难度。具体包括酯类的水解的断键机理、水解反应方程式的书写、能够说出不同酸碱性条件下水解反应的在速率和程度上的差异并解释原因。 虽然两次学习乙酸乙酯的时间节点相差较远，但是恰恰体现了人教版教材对有机体系螺旋上升编排的理念，让学生在学考和选考两个不同的水平高度上对乙酸乙酯的性质有逐步加深逐渐全面的了解。 因此对两个反应的原理、断键机理的探讨并不是本课时的主要任务。本课时属于实验活动课，通过对实验操作的回顾，唤醒学生对乙酸乙酯制备的记忆，整合乙酸乙酯水解的实验。同时对实验装置进行大胆改良，并大方阐述自己的改良思路，体验科学态度提升社会责任感和学习化学使世界更美好的使命感。更加重要的是，利用在选择性必修2《化学反应原理》中所学化学反应速率影响因素和平衡移动的知识对酯化反应和酯类水解反应进行调控，从而达成“在真实情境中解决问题”这一能力。
学情分析
学生刚刚结束本章节的学习，在本章第四节《羧酸及羧酸衍生物》第二课时中，从酯类这一类别的高度学习了酯类的水解反应断键机理、水解反应方程式的书写、能够说出不同酸碱性条件下水解反应的在速率和程度上的差异。为学生学习本课时的内容提供了最近发展区的落脚点。 在高一时，通过必修第二册第七章第三节《乙酸》的学习，基本掌握了乙酸和乙醇的酯化反应中学考水平的内容。但是对酯化反应是个可逆反应，可以通过改变条件对其实现调控这一点，学生需要结合选择性必修2《反应原理》中的知识。像这样跨书本的结合应用，是学生在学习有机合成常见的难点。同时结合对实验装置的改进，加深对有机实验仪器的了解，有助于学生适应有机合成的真实情境，提高综合分析的能力。
设计思路
整个教学设计基于三个“序”，即：知识序、认知序和教学序。并且，在教学设计过程中，努力追求“三序”的融合统一。 从知识序来看，本节课遵循“实验现象-分析推理-模型建构-模型检验”这样一条线。 从认知序来看，遵循从从感知到理解、从具体到抽象、从易到难等。 从教学序来看，以情境为依托，以实验为基础，以问题为载体，即采用“情境激疑、合作探究，交流评价”的教学策略。
教学目标
根据高中化学课程标准中核心素养（宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任）的要求，制定如下的教学目标： 宏观辨识与微观探析：知道实验现象和实验结论，了解试剂和仪器的作用 变化观念与平衡思想：以化学平衡移动原理作为依据调控酯化反应 证据推理与模型认知：对实验试剂和操作进行改良，建立提高转化率和产率的认知模型 科学探究与创新意识：改进乙酸乙酯制备的实验装置 科学态度与社会责任：阐述对装置改良的思路
教学内容
教学重点：乙酸乙酯制备与水解实验的现象、结论与操作细节 教学难点：对乙酸乙酯制备装置的改进 以化学平衡移动原理作为依据调控酯化反应
教学流程
教学过程
【环节一】乙酸乙酯的制备实验 1介绍实验用品和实验流程 为了使现象更明显，参考必修第二册当中的反应物用量，将乙醇的用量由2毫升调整到3毫升，将浓硫酸的用量由0.5毫升调整到2毫升，其它保持不变。 2通过视频展示实验操作过程和实验现象。 3归纳实验原理，并书写方程式。 4问题与讨论 依次提出实验操作中的细节问题①试剂添加顺序、碎瓷片和浓硫酸作用，②饱和碳酸钠的作用和导管位置，③实验所得油状液体含有杂质，如何进一步分离提纯，过程中穿插学生回答，实现课堂互动的同时进一步明确每种药品在实验中的作用。 通过饱和碳酸钠的作用引出本实验中乙酸和乙醇转化率较低和乙酸乙酯产率较低。进一步提出问题④“用化学反应平衡移动的原理如何提高乙酸乙酯的产率”，通过学生回答“增加反应物用量或减少生成物使平衡正向移动”来引出在本实验中的具体做法，并提醒控制实验温度来控制副反应程度从而也能提升乙酸乙酯产率的视角。 穿插学生回答，实现课堂互动。 提出问题⑤“简要绘制理想装置”从装置改良角度来解决乙酸乙酯产率。 穿插学生回答，实现课堂互动。 5酯化反应小结是从知识点落实角度进行的归纳总结。 【环节二】乙酸乙酯的性质 1介绍实验用品和实验流程 由于乙酸乙酯、稀硫酸溶液、氢氧化钠溶液都是无色的液体，不便于我们观察，所以将实验改为用甲基橙溶液来标记，中性环境A试管标记为黄色，酸性环境B试管标记为红色，碱性环境C试管标记为黄色。最后，向三支试管中各加入2毫升乙酸乙酯。2通过视频展示实验操作过程和实验现象。 明确与前序课时的关系 3归纳实验原理，并书写方程式。 4问题与讨论 依次提出实验中的几个细节问题，①控制总体积不变来理解实验设计中试剂用量不同的问题②通过实验现象得出的结论③比较乙酸乙酯水解反应速率的其他方法。④用化学反应平衡移动的原理解释在不同酸碱性条件下水解反应速率和程度的差别。 穿插学生回答，实现课堂互动。 5酯化反应小结是从知识点落实角度进行的归纳总结。 【环节三】总结 在有机化学实验的学习中，我们通过简易装置做实验来了解实验现象，但是会发现原料转化率和生成物产率较低的问题。 在本实验中我们以酯化反应是可逆反应为切入点，以化学平衡移动原理作为依据，通过调整原料的用量和改进实验装置来提高原料转化率、降低副反应的程度从而实现产率的提高。 提出问题～做出假设～设计实施～结果分析，是探究性实验的一般思路。 本节课，我们以，变化观念与平衡思想为指导，理论学习与实际操作相结合，形成了一整套解决提高转化率和产率的认知模型。