1、徜徉于历史长河中基于生活的化学课堂教学设计以“酯 油脂”为例高丽娟（浙江省宁波市鄞州中学 浙江 宁波 315100）摘 要：以苏教版化学 2专题 3 第二单元“酯 油脂”教学设计为例。以历史发展为主线贯穿整节课的内容，以实验探究为魅力点亮化学课堂，以文献报道为延伸围绕社会关注热点“食品安全”与“能源问题”拓展课堂宽度。让学生在学习过程中体验、思考，充分感悟化学的精髓，充分提升化学核心素养。关键词：酯 油脂；历史发展为主线；实验探究；食品安全；能源问题 一、徜徉于历史长河中的化学课堂美国卡罗拉多大学“学习环境”研究专家威尔逊（Brent G.Wilson）认为：一节课是由许多不同的板块构成的 1
2、。因此在化学课堂教学中教师应该有目的地寻找一条主线将各个板块串联起来，使这节课有机结合成一个机能完善、结构完美的统一体，不仅符合学生的逻辑思维方式，而且能引起学生一定的体验共鸣，从而更好地帮助学生理解学习化学知识。以历史发展为主线，让学生徜徉于历史发展的长河中学习化学，学生能深刻地感受到化学在社会发展进步过程中扮演着不可或缺的重要角色。进一步明确化学学科的价值观。二、教材及学情分析苏教版化学 2专题 3 第二单元“酯 油脂”属于重要有机物知识，从内容编排上看，承接之前学习的乙醇、乙酸、乙酸乙酯，正式开启食品中的有机化合物的学习之门。本课时教学重点为油脂的结构和油脂的水解反应，教学难点为皂化反应
3、实验探究和分析。通过本节课内容的学习，要让学生构建两个基本观念：一是为何学习油脂，油脂是人体重要的营养物质，也是重要的工业原料，即让学生树立价值观；二是如何通过实验利用油脂制备肥皂，即让学生树立实验观；三是当今厨房废弃油脂的不当处理已对人民食品安全和环境问题造成严重的危害，即树立正确的社会责任心；四是如今有很多科学家已经研究成功了将厨房废弃油脂变废为宝生产出生物柴油，解决当前世界能源问题，即着眼于世界，树立正确的世界观。从而进一步上升为化学核心素养，即化学是一门认识物质、改造物质、创造物质、应用物质的学科，同时化学工作者们也着力于解决全球能源问题、食品安全问题和环境问题。三、教学设计思路以研究
4、一般物质的方法为导向，以历史发展为主线，以实验探究为手段，以学生为主体展开教学。突出重难点，突破重难点，帮助学生构建清晰完整的知识框架，强调渗透类比观、守恒观、化学方法观、化学学科价值观和社会观等。为了突出本节课的重难点并使之成为连贯的统一体，我把从古至今国内外对油脂的认识和利用的发展史作为一条教学主线，实施课堂教学。具体教学流程图如图 1 所示。当旧石器时代发现火之后，古猿人发现了动物脂肪；公元前 2600 多年，埃及国王胡夫下令制造出肥皂的雏形；公元 1500 多年伊丽莎白一世下令开设世界上第一家肥皂加工厂，而此时肥皂产量极少，只有贵族才能享用；公元 1791 年法国化学家卢布兰用电解食盐
5、方法廉价制取烧碱成功，自此肥皂才能成为平民产品走进千家万户。人类对油脂不断研究、不断了解，越来越好地利用油脂；一步步解决在生产使用中出现的问题，推动化学工业不断发展进步。图 1 教学流程图四、教学目标1.知识与技能（1）掌握油脂的结构与性质；（2）掌握用油脂制备肥皂的过程、原理与方法。2.过程与方法（1）通过观察、分析思考实验现象，养成观察和思考问题的能力；（2）通过实验探究，了解实验探究的过程和一般方法，培养学生化学实验操作的基本技能。3.情感态度与价值观（1）了解化学发展道路的艰辛和漫长，知道化学是建立的大量的实验探究之上的；（2）认识油脂是人类可再生的资源，可作为良好的新能源开发利用；（
6、3）意识到环境安全的重要性和必要性，建立人与环境的友好关系。五、教学过程1.以社会最热门的生活话题引入，以化学史料深入课堂激发学生兴趣当今社会温饱思“胖瘦” ，男男女女都特别关注自己的体型，其中年轻女子更甚。常见新闻报道，妙龄女子因减肥过度生命垂危。每每听闻此类新闻总让人痛心的同时又觉得荒唐不已。人之胖瘦，非一朝一夕能成，所以要减肥瘦身也必须徐徐图之，操之过急轻则伤身，重则危及生命。胖瘦与体内脂肪含量直接相关。体酯主要来源于人体食物摄入的油脂，或体内多余糖元转化为人体脂肪。本节化学课我们将围绕油脂展开谈论。不管过去、现在还是未来，人类社会的发展都离不开化学，化学与人类生活息息相关 2。以化学史
7、料为素材创设情境，可激发学生浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲望，提高他们发现问题、分析问题和解决问题的能力。同时在体验科学实验探究的过程中有意识的渗透人文关怀。环节 1：油脂的过去在人类早期，油脂仅用于食用；后来慢慢地也用于照明、润滑等其他非食用用途。旧石器时代人类使用火烧烤肉，发现动物脂肪滴落下来；埃及国王胡夫（公元前 2656 年2633 执政）设宴招待宾客意外制出了沾有油脂的炭灰块饼(肥皂的雏型)，供洗漱；英国女王伊丽莎白一世（1533-1603 年）下令建设世界上最早的具有规模的肥皂工厂，但此时肥皂是奢侈品，仅有贵族可以享用；1791 年法国化学家卢布兰用电解食盐方法廉价制取烧碱成功，从此
8、结束了从草木灰中制取碱的古老方法； 19 世纪末，制皂工业由手工作坊最终转化为工业化生产。自此，肥皂才逐渐为人民大众所用，走进千家万户。而肥皂进入中国是在 1842 由英国殖民者带到广州的，这也是中国最早的现代肥皂。【讲述、设疑】肥皂源于古埃及。埃及国王胡夫便设宴招待宾客，热情周到。由于来往的客人较多，厨房里的物质散放在那里。于是就在忙乱中出了一个美丽的差错厨师不小心，一脚踢上了油凳，一盆满满的油碰翻了，洒满一地，伙夫们将厨房中的草木灰覆盖到打翻的油上，再用手将沾有油脂的灰捧到厨房外扔掉，最后洗手的时候奇迹发生了，他们意外地发现手洗得特别干净，比以往洗手要省时省水多了。国王知道他们发明了一种新
9、洗手方式后，吩咐手下的人照厨师的办法做出沾有油脂的炭灰块饼，放置在洗漱的地方，供客人使用。实际上这就是肥皂的雏型。而在几千年之后的 1823 年，德国化学家契弗尔发现脂肪酸（碳原子数一般多达十几个碳，可用 R-COOH 表示）的结构和特性，肥皂即是一种脂肪酸盐。还发现在生产肥皂时还会产生一种对润肤补水功能的液体，称之为甘油（丙三醇） 。【设疑】后来研究证明油脂是酯，一个分子中有三个酯基，同学们能否根据以上信息推出油脂的结构通式呢？【学生】根据所给的信息推出油脂通式。油脂是酯，在碱性条件下水解成酸和醇，根据生成的酸和醇反推出油脂的结构。【设疑】同学们能否推测出肥皂制备的化学方程式呢？【学生】根据
10、所给信息推测制备肥皂的表达式。【讲述】经由同学们推出的油脂通式可以看出，油脂是由高级脂肪酸和甘油通过酯化反应得到的一种酯。上节课我们已经介绍了酯在碱性加热条件下可以完全水解成盐和醇。油脂在碱性条件下水解反应叫做皂化反应，生成物脂肪酸盐就是肥皂的主要成分。设计意图：在人类发现肥皂雏形到肥皂大量生产走进千家万户，经历了几千年的历史。让学生体会到科学发展道路布满荆棘，科学家必须克服重重困难，经过成千上万次甚至更多的科学实验探究方才有可能获得成功。让学生明白化学实验的重要性，培养学生科学探究素养，同时激发学生的学习兴趣。2.以实验展现化学魅力，点亮化学课堂化学课堂最鲜明的特点就是化学实验。实验是检验化
11、学结论是否正确的标准。化学实验充满哲学和神奇，在化学实验中学生可以充分领略化学学科的特殊魅力。让学生身临其境地去感觉和体验肥皂制备的乐趣，从而达到从感性认识到理性认识的升华。让学生能真正爱上奇妙的能够创造物质的神奇化学，使学习成为学生主动自觉的行为。真正做到把课堂交给学生，让学生成为课堂的主人。环节 2.油脂的现在油脂是食品和饲料的主要原料, 也是一种重要的化工原料。目前世界上油脂生产能力超过1亿。其中约85 % 用在食品和饲料工业中 , 约15% 用于油脂化工上, 而在这15% 中约有一半用于制皂，另外一半则加工成各种油脂化学品 3。【设疑】请同学们根据所学内容设计制备肥皂的实验方案。【学生
12、】讲述制备肥皂的实验操作详细过程步骤。【学生实验步骤】手工皂制作：（1）在小烧杯中加入约5g新鲜牛油、6mL 95%的乙醇，微热使脂肪完全溶解；（2）在（1）的反应液中加入6mL 40%的氢氧化钠溶液，边搅拌边小心加热，直至反应液变成棕黄色粘稠状。用玻璃棒蘸取反应液，滴入装有热水的试管中，振荡，若无油滴浮在液面上，说明反应液中的油脂已完全反应，否则要继续加热使反应完全。（3）在（2）的反应液中加入60mL热的饱和食盐水，搅拌，观察浮在液面上的固体物质。用药匙将固体物质取出，用滤纸或纱布沥干，放入模具中挤压成块，观察，并与日常使用的肥皂作比较。【设疑】操作（1）中加入乙醇的作用？【学生】牛油是不
13、溶于水的，使牛油溶解在乙醇中可以加大皂化反应速率。【设疑】如何检验皂化反应是否完全？【学生】牛油是不溶于水的，根据生活经验如果漂浮在水面上能看到明显的油滴。用玻璃棒蘸取（2）中的反应液，滴入装有热水的试管中，振荡，若无油滴漂浮在液面上，说明油脂已被水解完全。【设疑】步骤3中加入饱和食盐水的作用？【学生】在化学1分散系内容中，我们已经清楚肥皂水是胶体。步骤2中得到的液体实际上就是高浓度的肥皂水，是胶体。在胶体中加入电解质可使胶体盐析。从而制备出块状的肥皂。设计意图：以课堂展示的微型实验让学生充分体会工业制肥皂的流程。能充分调动学生参与实验探究的积极性，比直接给出原理、结论有更好的教学效果。3.以
14、文献报道拓宽课堂现在中国正在以迅猛的速度发展着，随之而来的食品安全问题与环境问题引起了社会的广泛关注。餐饮业产生的餐厨垃圾中富含各种动植物油脂 4，在利益的驱动下，一些不法商贩非法贩卖由废弃餐厨油脂制成的“地沟油”，致其回流餐桌，严重危害人们身体健康 5。因此，安全妥善地解决餐厨垃圾及油脂问题具有重大意义 6。当前，国内外对餐厨油脂资源化利用的方式主要有两种，一是将其从餐厨垃圾中分离后提炼成生物柴油，二是直接与餐厨垃圾一起转化成生物气 7-8。为世界提供可再生能源。生物柴油与普通柴油的燃烧性能相近，但相对后者具有污染气体排放低和可再生等优越的特性 9 。表1列出了今年来全国各地投产的生物柴油企
15、业。因此，生物柴油可有效缓解能源短缺与环境恶化等全球性问题，是石化能源的理想替代品之一。与此同时将废弃油脂重新利用避免了流入水域中造成污染，也避免了重回餐桌危害人体健康。表 1 我国部分生物柴油生产企业Tab.1企业名称 地点 生产规模/万 t/a原料 投产时间（海南）正和生物能源公司 河北邯郸 1.0 地沟油、榨油废渣和林木油果2001 年 9 月四川古杉油脂化学有限公司 绵阳 2.0 菜籽油、废植物油和地沟油2002 年 9 月卓越新能源发展有限公司 福建龙岩 2.0 地沟油、废弃油 2002 年 9 月无锡华宏生物燃料有限公司 无锡新区 6.0 地沟油、棕榈油 2005 年 10 月源华
16、能源科技有限公司 福建福清 3.0 地沟油 2005 年 10 月星火生物能源有限公司 河南 5.0 废弃油 2005 年 12 月山东花生研究所 山东 1.0 地沟油 2006 年金桐福生物柴油公司 贵州 1.0 麻风树籽油 2006 年 12 月华鹜集团 山东东营 10.0 棉油脚 2007 年 7 月靖江生物能源科技有限公司 江苏南京 1.0 锦葵、油澡 2006 年 10 月福宽油脂公司 河北保定 10.0 废弃油 2007 年（奥地利）Biolux 国际公司 江苏南通 25.0 菜籽油 2006 年 3 月开工国风集团，中联公司 安徽 5.0 废弃油 2006 年 11 月一期华成生
17、物科技公司 湖北天门 10.0 菜籽油 2007 年 6 月福瑞斯生物能源开发有限公 山东青岛 10.0 废弃油 2007 年 9 月司卓越新能源发展有限公司 福建 地沟油 2008 年 7 月金骄集团 内蒙古 10.0 废弃动物油、地沟油、高油微藻2008 年 11 月中国海洋石油总公司 海南 6.0 麻风树籽油 2008 年 12 月湖北钧生生物科技公司 湖北武汉 3.0 废弃油 2009 年 5 月江南航天生物能源科技有限公司贵州 10.0 麻风树籽油等 2009 年 8 月资料来源：文献 10 环节 3：油脂的未来设疑听闻这些信息之后，请同学们谈谈你对油脂未来的畅想！学生以废弃油脂为原
18、料制备生物柴油、生物气等可再生能源，利用化学工艺变废为宝，实是人类之大幸。不仅能为人类提供能源，也能很好地控制地沟油等废弃油脂流向餐桌，还能杜绝废弃油脂流向水域污染环境，可谓好处多多。设计意图：希望能激发学生关注科学发展的兴趣，了解科学最新动态，真正爱上能造福于人类的化学学科。同时着力于解决当今最为重要的能源问题和环境问题以及食品安全问题。4.以独特的板书设计呈现课堂脉络板书教学过程中重要的一种媒介，是一节课的总结，也是一节课的思维导图。本节课我以油脂为中心，构建了一个简单的思维导图。图 2 板书设计设计意图：板书是教学过程中必不可少的一个环节。不论现在电子科技如何发达，至今仍无法撼动和取代板
19、书在教学中的地位。六、教学反思1、本节课教学设计以油脂的发现利用历程为主线，把整节课原本零碎的知识结构有机串联成为一个有生命的整体，使本节课专注于一个核心问题，脉络清晰、生机勃勃而又意义深远；2、本节课上有特别注重学生思维能力与实验探究能力的培养，同时又真正做到了让学生做主的新时代课堂；3、重温前人研究历程，体会科学探究的严谨与艰辛，学习和做学问要吃得了苦，耐得住寂寞，方有可能成功；4、充分利用当下便捷的网络通讯，查阅资绝大多数用于食用过去现在85%食用制备生物柴油、生物气等可再生能源未来15%工业生产 1/2 制备肥皂料文献，关注科学最近发展资讯，为社会进步科技发展时刻做好准备。我发现本节课
20、的教学模式可以应用于一般物质研究的教学。参考文献1 娄廷果 .对化学实验教学创新与课堂实验探究的观察与思考EB/OL.(2015-10-28)2016-07-02.http:/ 张亮 .化学发展史 EB/OL.(2013-10-28)2016-07-16.http:/ url=QxvNouuhMsF2Iqp22Ohw4sqZlgDAUgF86fgnQisSW4XHl9snWAwRNqhyAPPI6YPoKa0PBm_Fzrz_6lKiqF2LYcLxeMUmp4mbFMUhZEblCrG.3 曾益冲，张根旺. 我国油脂化工、精细化工生产现状与发展建议 J. 中 国 油 脂2005年第30 卷第
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