基于證據(jù)推理和模型認(rèn)知的《酚》教學(xué)案例

文/廣州市第七中學(xué)

一、教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前《苯酚》教學(xué)主要有以下做法：其一是老師讓學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)，后讓學(xué)生在探究中獲取苯酚性質(zhì)。其二是老師引導(dǎo)學(xué)生分析簡單苯酚的結(jié)構(gòu)，然后快速進(jìn)入苯酚的實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)中得到苯酚的性質(zhì)。教學(xué)上缺乏對苯酚結(jié)構(gòu)的深入分析、宏微結(jié)合層層遞進(jìn)的證據(jù)推理，沒有凸顯苯酚在有機(jī)物教學(xué)中的獨(dú)特作用，學(xué)生未能有效建構(gòu)有機(jī)物認(rèn)知模型。

二、教學(xué)思想與創(chuàng)新點(diǎn)

其一，在教學(xué)過程中抓住宏微結(jié)合的認(rèn)識方式，基于球棍模型實(shí)物及圖像，分析有機(jī)物微觀結(jié)構(gòu)，不斷滲透微粒動態(tài)觀。其二，借助實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生興趣，同時為學(xué)生提供有機(jī)物性質(zhì)描述或推理的證據(jù)素材。其三，教學(xué)過程關(guān)注有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)分析模型的建構(gòu)。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.通過觀察苯酚樣品及相關(guān)實(shí)驗(yàn)，能夠有序說出苯酚的主要物理性質(zhì)。

2.通過分析苯酚的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，及與乙醇和苯進(jìn)行比較預(yù)測苯酚的性質(zhì)，再通過事實(shí)驗(yàn)證預(yù)測是否正確。

3.感受基團(tuán)之間的相互影響，基于甲苯和苯的性質(zhì)對比，對苯酚和苯的性質(zhì)進(jìn)行遷移，再次豐富“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的學(xué)科思想。

四、教學(xué)流程

表1 基于證據(jù)推理與模型認(rèn)知的教學(xué)活動設(shè)計

五、教學(xué)實(shí)錄

環(huán)節(jié)一苯酚的物理性質(zhì)

【引導(dǎo)】請同學(xué)們觀察試劑瓶的苯酚，歸納苯酚的物理性質(zhì)(顏色、狀態(tài)、氣味)。

【設(shè)疑】乙醇與水任意比例互溶，苯難溶于水，苯酚在溶解性上有什么特點(diǎn)呢？

【演示實(shí)驗(yàn)】如下表。

表2 苯酚溶解度演示實(shí)驗(yàn)

【回顧課本】閱讀課本P52，了解苯酚的溶解度。

環(huán)節(jié)二苯酚的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)預(yù)測

【學(xué)生活動】請完成下表，并說出你預(yù)測苯酚化學(xué)反應(yīng)中斷鍵位置的依據(jù)。

表3 苯酚與乙醇、苯的結(jié)構(gòu)對比

【學(xué)生】苯環(huán)上的C-H可斷開，依據(jù)是苯可以斷C-H；C-O和O-H鍵可斷開，依據(jù)是乙醇可斷開C-O和O-H鍵可斷開；苯環(huán)中碳碳鍵可斷開，依據(jù)是苯可以跟氫氣加成，斷大π鍵。

【過渡】在學(xué)習(xí)甲苯的性質(zhì)時，我們對比甲烷和甲苯的性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)苯環(huán)可以使甲基更活潑，甲基更容易發(fā)生反應(yīng)，那苯酚的羥基和苯環(huán)也會互相影響嗎？

環(huán)節(jié)三認(rèn)識苯酚的酸性，了解苯環(huán)對羥基的影響

【引導(dǎo)】剛才我們在預(yù)測斷鍵位置時，苯酚的O—H鍵可斷開，苯環(huán)可能對O—H鍵有影響，苯酚能與氫氧化鈉反應(yīng)嗎？請完成以下實(shí)驗(yàn)。

表4 苯酚與氫氧化鈉反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

【小結(jié)】當(dāng)-OH與苯環(huán)相連時，電離出H+，說明苯酚有酸性。

【思考】設(shè)計實(shí)驗(yàn)比較鹽酸和苯酚溶液酸性的強(qiáng)弱？

表5 苯酚與鹽酸酸性比較實(shí)驗(yàn)

【思考】設(shè)計實(shí)驗(yàn)比較苯酚和碳酸的酸性的強(qiáng)弱？

表6 苯酚與碳酸酸性比較實(shí)驗(yàn)

【學(xué)生問題】苯酚鈉溶液與二氧化碳反應(yīng)，是生成碳酸鈉還是碳酸氫鈉。

【關(guān)鍵突破】往苯酚的乳濁液中加入碳酸鈉溶液，乳濁液變澄清，說明苯酚和碳酸鈉不能大量共存，這兩種產(chǎn)物不可能同時出現(xiàn)，所以苯酚鈉溶液與二氧化碳反應(yīng)，是生成碳酸氫鈉。

【小結(jié)】酸性：鹽酸>苯酚>碳酸

【思考】同樣是含有羥基，乙醇水溶液呈中性，而苯酚水溶液呈弱酸性，為什么？

【師生討論分析】對比苯酚和乙醇分子的結(jié)構(gòu)，其不同點(diǎn)在于苯酚分子的羥基與苯環(huán)相連，而乙醇分子的羥基與乙基相連。苯酚的羥基受苯環(huán)的影響，苯環(huán)使O-H共價鍵更易斷開，電離出H+，使苯酚顯酸性。

環(huán)節(jié)四認(rèn)識苯酚的取代反應(yīng)，了解羥基對苯環(huán)的影響

【過渡】苯環(huán)對-OH的影響使O-H的共價鍵更容易斷開，那么-OH對苯環(huán)有影響嗎？

【實(shí)驗(yàn)】苯酚和濃溴水的反應(yīng)，如下表。

表7 苯酚與溴水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

【小結(jié)】苯酚與濃溴水反應(yīng)生成的三溴苯酚是一種難溶于水但易溶于有機(jī)溶劑的固體

【思考】苯酚與溴的取代反應(yīng)、苯與溴的取代反應(yīng)相比，那個反應(yīng)更容易進(jìn)行？為什么？

【用途】苯酚與溴的反應(yīng)很靈敏，可用于苯酚的定性檢驗(yàn)和定量測定。

環(huán)節(jié)五了解苯酚的特性

表8 苯酚與氯化鐵反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

【用途】苯酚的定性檢驗(yàn)還可以利用苯酚的顯色反應(yīng)：苯酚遇FeCl3溶液，溶液呈紫色。

六、教學(xué)效果與反思

1.突出重點(diǎn)，不面面俱到；有所為，有所不為

本節(jié)課重點(diǎn)是突破苯酚的化學(xué)性質(zhì)。有關(guān)苯酚、鹽酸、碳酸、碳酸氫根的酸性強(qiáng)弱的比較，若讓學(xué)生設(shè)計自主探究實(shí)驗(yàn)，難度太大，會沖淡了本節(jié)課的主題，可以在復(fù)習(xí)課再展開。

2.利用“實(shí)驗(yàn)和實(shí)物模型”突破重點(diǎn)

本節(jié)課是比較典型的元素化合物課，通過觀察苯酚外觀，開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)等活動獲得宏觀反應(yīng)事實(shí)的認(rèn)識；通過書寫化學(xué)或離子方程式獲得符號表征；運(yùn)用理論模型獲得微觀認(rèn)識。

3.注重學(xué)習(xí)方法的梳理和指導(dǎo)

其一，學(xué)習(xí)有機(jī)物的一般程序：結(jié)構(gòu)——性質(zhì)——用途。其二，有機(jī)化學(xué)的基本思維方法：“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”是有機(jī)化學(xué)的核心思維方法；“類比遷移、歸納推理”是自然科學(xué)的基本思維方法。

4.注重學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

教學(xué)中融入化學(xué)學(xué)科核心觀念，注重學(xué)生宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知等學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)有機(jī)化合物微觀—宏觀、孤立—系統(tǒng)、靜態(tài)—動態(tài)的認(rèn)識方式。