劉光影 錢 勝
(1 重慶市巴蜀中學(xué)校 重慶 400013;2 重慶市教育科學(xué)研究院 重慶 400015)
筆者親歷了2014年全國高中化學(xué)優(yōu)質(zhì)課觀摩及教學(xué)培訓(xùn)活動,從中受益匪淺。而在選擇課題時我們曾大費(fèi)腦筋。如果選擇平常、經(jīng)典的課題,有太多的成功案例成為再次創(chuàng)新的前攝壁壘;若選擇生僻、新穎的課題,則可供選用的素材有限,導(dǎo)致內(nèi)容單薄,無法引起觀眾的共鳴……最終,經(jīng)過反復(fù)權(quán)衡、深思熟慮,我們選定了平常、傳統(tǒng)的課題——“苯酚”。我們試圖以嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的邏輯線索;創(chuàng)意、規(guī)范的化學(xué)實(shí)驗(yàn);獨(dú)特、高遠(yuǎn)的人文立意來實(shí)現(xiàn)對這一課題的突破?,F(xiàn)把我們的教學(xué)設(shè)計與同行分享,權(quán)作拋磚引玉。
“農(nóng)夫山泉有點(diǎn)甜”。這句廣告詞大家耳熟能詳、家喻戶曉, 但農(nóng)夫山泉的水源地曾險些遭受嚴(yán)重破壞。是什么原因?qū)е率鹿剩?該如何避免? 化學(xué)對人類發(fā)展的貢獻(xiàn)到底如何體現(xiàn)? 帶著以上思考,我們選擇了課題“苯酚”。
苯酚安排在人教版新課標(biāo)《選修5》[1]第三章第一節(jié)第2 課時,這是符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的。首先,《化學(xué)2》[2]中簡單介紹了幾種典型有機(jī)物,幫助學(xué)生初步認(rèn)識有機(jī)物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及用途。而后,《選修5》中以分類的思想來研究有機(jī)物,讓學(xué)生體驗(yàn)分類思想對有機(jī)物學(xué)習(xí)的重要意義。同時,借助更多有機(jī)物的學(xué)習(xí),進(jìn)一步凸顯“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的核心化學(xué)思想。
醇和酚同為具有相同官能團(tuán)——羥基的物質(zhì),卻具有不同的性質(zhì)。教材將酚和醇安排在同一節(jié),為結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的對比學(xué)習(xí)提供了極佳的素材,可以幫助學(xué)生更好理解有機(jī)物基團(tuán)間的相互影響。
在必修階段學(xué)生已經(jīng)具備有機(jī)化學(xué)基本的類別概念,知道一些典型有機(jī)物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì),并能進(jìn)行基本的實(shí)驗(yàn)設(shè)計與探究。基于此,設(shè)定如下教學(xué)目標(biāo):
(1)知識與技能
了解苯酚的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),認(rèn)識苯酚的結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)。
(2)過程與方法
應(yīng)用“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的思想,在對比中完成從苯、乙醇到苯酚的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的對比思維方法,借助實(shí)驗(yàn)設(shè)計與實(shí)踐活動培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
(3) 情感態(tài)度與價值觀
感受苯酚與人類生產(chǎn)、生活的密切關(guān)聯(lián),培養(yǎng)學(xué)生看待事物的辯證觀。
重點(diǎn):苯酚的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和化學(xué)性質(zhì)。
難點(diǎn):理解有機(jī)物基團(tuán)間的相互影響。
本節(jié)課我們采用了情境設(shè)疑、問題引導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)探究、合作交流、比較歸納、遷移應(yīng)用的教學(xué)方法,幫助學(xué)生掌握對比的學(xué)習(xí)方法。
為達(dá)成上述目標(biāo), 我們確定本節(jié)課的教學(xué)思路為:通過4 個環(huán)節(jié),借助情景設(shè)置,問題引導(dǎo),活動體驗(yàn)的教學(xué)方式,幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時,建立學(xué)科觀念,提高學(xué)習(xí)能力,最終實(shí)現(xiàn)認(rèn)知發(fā)展。
環(huán)節(jié)一:情境導(dǎo)入,激發(fā)興趣
“創(chuàng)設(shè)能促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)的教學(xué)情景, 引導(dǎo)學(xué)生積極參與探究活動, 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣”是情境教學(xué)法在課堂教學(xué)中的重要應(yīng)用。化學(xué)與生產(chǎn)、生活緊密相聯(lián),情境素材隨處可見。
例如,曾經(jīng)在杭州發(fā)生過市民瘋狂搶購礦泉水事件,是什么原因引發(fā)這一事件?(播放新聞視頻1:苯酚的泄漏)面對這樣的情境,人們不禁要問:苯酚的泄漏為何使人如此恐慌? 苯酚到底是一種怎樣的物質(zhì)? 帶著這樣的疑問,我們引入新課。
我們以本段視頻材料作為貫穿本堂課的情境線索,引導(dǎo)學(xué)生從情境中發(fā)現(xiàn)問題、獲取知識、解決問題,完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
環(huán)節(jié)二:合作探究,獲取新知
認(rèn)識苯酚的物理性質(zhì)可以通過直觀觀察、分組實(shí)驗(yàn)并結(jié)合閱讀課本進(jìn)行。
[實(shí)物觀察]展示一瓶苯酚,體驗(yàn)苯酚的色、態(tài)、味。
[活動體驗(yàn)]分組實(shí)驗(yàn):認(rèn)識苯酚的溶解性。
這是幫助學(xué)生建立實(shí)驗(yàn)觀的一個過程,“化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科,學(xué)習(xí)化學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)?!?/p>
[閱讀教材]指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材了解苯酚的其他物理性質(zhì)。充分利用教材資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。
我們采用新聞再現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)活動、結(jié)構(gòu)分析、問題鏈接的方式,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時獲取方法和情感體驗(yàn)。
“結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系”是學(xué)習(xí)化學(xué)的核心思想。首先,我們給出苯酚的結(jié)構(gòu),引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識從羥基和苯環(huán)的性質(zhì)中遷移應(yīng)用,預(yù)測苯酚泄漏的處理方法。為了激發(fā)思考,我們再現(xiàn)新聞視頻2(有用石灰處理苯酚的環(huán)節(jié))。理論預(yù)測與實(shí)際應(yīng)用不相符合,這時學(xué)生已經(jīng)產(chǎn)生認(rèn)知沖突,我們馬上提出問題。
[問題引導(dǎo)1]“為什么可以用石灰進(jìn)行處理呢?”學(xué)生針對發(fā)現(xiàn)的問題, 提出猜想——苯酚可能有酸性?!霸鯓域?yàn)證苯酚的酸性? ”我們啟發(fā)學(xué)生設(shè)計方案,在合作討論中選出最佳方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。學(xué)生分別用pH 計、石蕊和氫氧化鈉溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),最后分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出結(jié)論:苯酚有弱酸性。
[問題引導(dǎo)2]既然如此,為什么苯酚溶液不能使石蕊變紅呢? 為了進(jìn)一步認(rèn)識苯酚的弱酸性,我們啟發(fā)學(xué)生,借助已有知識,采取對比方法,設(shè)計方案,比較苯酚、碳酸、乙醇的酸性。一個小組設(shè)計了如下圖所示裝置,來比較碳酸和苯酚的酸性,另一個小組采用控制變量法設(shè)計了一個非常精彩的對比實(shí)驗(yàn)方案。他們在三支試管中分別加入等量的氫氧化鈉和酚酞溶液,再分別滴入苯酚、乙醇、水(作空白對比),發(fā)現(xiàn)滴入苯酚后的溶液紅色明顯變淺。分析兩次實(shí)驗(yàn)比較的現(xiàn)象后得出結(jié)論:苯酚的酸性介于乙醇和碳酸之間。
通過這一環(huán)節(jié), 學(xué)生經(jīng)歷了探究學(xué)習(xí)的過程,嘗試應(yīng)用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比,再一次強(qiáng)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)觀——實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的最高法庭。
有機(jī)物基團(tuán)間存在相互影響,為深刻理解這一思想,我設(shè)計了如下結(jié)構(gòu)對比:(展示圖片:碳酸、苯酚、乙醇的結(jié)構(gòu))引導(dǎo)學(xué)生做出微觀解釋:相同的官能團(tuán)羥基,連接不同的其他基團(tuán),表現(xiàn)出不同的性質(zhì),說明苯環(huán)影響了羥基。
[問題引導(dǎo)3]“羥基會影響苯環(huán)嗎? ”針對這個問題,我們以兩個實(shí)驗(yàn)為情境(展示實(shí)驗(yàn)圖片),組織學(xué)生小組討論:找出兩個反應(yīng)的異同點(diǎn)。通過實(shí)驗(yàn)中的系列對比:條件不同、速率不同、取代氫原子的個數(shù)不同等等。由此認(rèn)識到連有羥基的苯環(huán)更容易發(fā)生取代反應(yīng),得出羥基也會影響苯環(huán)的結(jié)論。從而讓學(xué)生認(rèn)識到有機(jī)物分子內(nèi)基團(tuán)之間的相互影響,樹立化學(xué)中的結(jié)構(gòu)觀——即“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的思想。
環(huán)節(jié)三:學(xué)以致用,回歸生活
知識得以應(yīng)用,才能體現(xiàn)出它的價值,在最后一個環(huán)節(jié)中,我們又讓情境再現(xiàn)(播放新聞視頻3)。
新安江是杭州重要的淡水源之一,也是農(nóng)夫山泉取水地之一,20 t 苯酚泄漏, 流入新安江會影響農(nóng)夫山泉的水質(zhì)嗎? 為了讓學(xué)生參與解決問題,我們?yōu)閷W(xué)生設(shè)計了如下兩個活動。
[活動1]角色扮演。如果你是農(nóng)夫山泉公司的質(zhì)檢人員,你打算怎么做? 請看他們的做法:
圖片1(由PPT 展示,如表1 所示):學(xué)生查閱地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),了解規(guī)定,發(fā)現(xiàn)飲用水中苯酚濃度不能超過0.005mg/L。
表1 國家環(huán)境保護(hù)局地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值[3]
圖片2(由PPT 展示):一名學(xué)生發(fā)言的圖片,圖片標(biāo)注:選擇試劑,檢測水樣。
圖片3(由PPT 展示):一名學(xué)生發(fā)言的圖片,圖片標(biāo)注:根據(jù)事情,處理污水(介紹視頻中用石灰和活性炭處理、而日本就利用蟹殼來處理工業(yè)廢水中的苯酚)。
角色的體驗(yàn)會讓學(xué)生接近生活, 參與解決問題,增強(qiáng)社會責(zé)任感。
[活動2]模擬檢測。我們給學(xué)生提供三個水樣,讓他們根據(jù)書本上的知識進(jìn)行測試,并在表2 中填寫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(播放學(xué)生作實(shí)驗(yàn)的視頻資料):
表2 各種水樣與溴水和三氯化鐵溶液反應(yīng)的現(xiàn)象
接著,我們提出:沒有明顯現(xiàn)象的水樣是否就是合格水樣? 能否裝入礦泉水瓶呢? 如何科學(xué)合理地檢測水樣? 我們沒有直接給出答案,而留下懸念,請大家課后研究。通過這一環(huán)節(jié),讓學(xué)生意識到學(xué)習(xí)不會在課堂中畫上休止符。
為了引導(dǎo)學(xué)生了解苯酚更大的社會價值, 我提出:苯酚雖然有毒,但是卻可以挽救無數(shù)人的生命。此時,讓學(xué)生的認(rèn)知又一次產(chǎn)生沖突,情緒達(dá)到最高點(diǎn)。接著我們講述外科消毒之父李斯特發(fā)現(xiàn)苯酚的故事。引出塑料之父貝克蘭,利用苯酚制取世界上第一種合成塑料——酚醛樹脂, 廣泛應(yīng)用于迅速發(fā)展的汽車、無線電、電力工業(yè)中和家庭生活中,使我們的生活變得更加美好,讓我們向科學(xué)家們致以崇高的敬意?,F(xiàn)代社會,苯酚已廣泛應(yīng)用于生活中的各個領(lǐng)域,讓我們的生活變得更加舒適。
以上情境素材的使用引領(lǐng)學(xué)生充分感受了化學(xué)與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系,全面地認(rèn)識苯酚,從而達(dá)成本節(jié)課的情感目標(biāo)。
環(huán)節(jié)四:學(xué)會總結(jié),升華提高
讓學(xué)生談?wù)勛约旱氖斋@! (播放學(xué)生暢談體會的視頻資料)
課后作業(yè)及板書設(shè)計(略)。
授予思想:苯酚的發(fā)現(xiàn)史讓學(xué)生明白任何細(xì)小的發(fā)現(xiàn)都可能成就非凡的創(chuàng)舉。
給予方法:通過探究苯酚的性質(zhì),讓有機(jī)物基團(tuán)間的相互影響這一重要的化學(xué)思想,在學(xué)生心中不斷潛移默化、鞏固升華。
學(xué)以致用:學(xué)生能學(xué)以致用,用所學(xué)的知識來解決生活、生產(chǎn)中面臨的新問題,這不正是化學(xué)教學(xué)的真諦?
感激化學(xué):作為一線的化學(xué)教師,我們想說當(dāng)下的環(huán)境問題是人類社會片面而且過分追求高質(zhì)量物質(zhì)生活的結(jié)果。責(zé)備那些沒有生命和意志的化學(xué)物質(zhì),抱怨那些創(chuàng)造這些物質(zhì)的化學(xué)工作者,這是非常不公平的。我們在享受現(xiàn)代文明的同時,請不要忘記化學(xué)對人類發(fā)展做出的卓越貢獻(xiàn), 讓我們感激化學(xué),熱愛化學(xué)。
在此,感謝重慶市綦江區(qū)教研員梁宜老師、沙坪壩區(qū)教研員李云松老師及重慶市巴蜀中學(xué)化學(xué)教研室全體老師給予的大力支持。
[1]宋心琦,王晶主編.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書.有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)(選修5)[M].北京:人民教育出版社,2012:52
[2]宋心琦,王晶主編.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)2[M].北京:人民教育出版社,2013:73
[3]http://wenku.baidu.com/view/b6493374f46527d3240ce0a2.html