生命课堂视野下实验课堂教学案例研究以《苯酚》为例
2020-06-19蒋成刘露露邢丽琼
蒋成 刘露露 邢丽琼
摘 要 本文以苯酚实验教学案例为例,在设计时通过巧妙设置问题引入实验,从生活中化学引入实验,抓住学生思维高峰,突破难点实验;注重教材二次设计,适当进行实验拓展,充分发挥了实验探究、教育功能,生命课堂教学理念得以彰显。
关键词 实验学化学 实验教育功能 实验设计 案例实践 生命课堂
中图分类号:G633.8文献标识码:A
清华大学宋心琦教授在《化学实验改革建议》以及《在谈中学化学实验教学改革(上、下)》的系列文章中提出的一个重要观点:“中学化学实验最主要的功能就是——让学生通过实验学化学,对实验教学的研究不能仅仅停留在对实验装置的改进、对实验条件的探究上,而要通过实验让学生形成化学的基本观念,学习化学基本方法、理解科学探究的本质,注重教学过程的有机融合。实验设计则要基于与现实教学情境的“可行性”和“真实施”,要体现“以实验为基础”的学科教学观,还要体现“通过实验学习化学”的学科特征,同时还要体现实验教学的学科教育功能。实验的教育功能就是学做人、学做事、学做科学实验、学会思考。中学化学实验教学的目的并非着眼于化学专业人才的培养,而是着眼于学生未来的长远发展,着眼于他们基本素养的提升,正如扬州大学吴星教授所讲:实验的教育功能的挖掘永远比实验改进更重要。因此,只有精心设计实验,才能充分发挥实验功能,促进课堂的精彩生成,彰显生命课堂理念,最终达到提高学生学科核心素养的目的。本文以苯酚实验教学为例,在设计实验时,遵循上述设计理念,并进行课堂实践,效果较好。
1确定课堂实验内容、层次、主题、类别
高中化学教学实验设计应确定实验层次(基础性实验、拓展性实验、探究性实验)、实验主题(学生实验、教师演示实验)和实验类别(实验操作技能实验、性质制备验证实验、主体设计探究实验)
2精心实验编排
本节课的教学目标有能说出苯酚的物理性质,能利用苯酚的化学性质处理一些问题,通过实验探究苯酚的性质,使学生学会根据实验现象分析推理判断问题、学会分析分子中各原子或原子团的相互影响,让学生通过实验学化学;并通过实验的设计与评价,充分发挥实验的教育功能,使学生更乐于进行科学探索,对待实验结果实事求是;喜欢与他人合作交流,愿意倾听他人意见,表达个人观点。要完成上述教学目标,需精心设计实验。
2.1巧设问题情境,在最恰当的时间引入实验功能
设问一:苯分子中的一个氢原子被羟基取代后物理性质有何变化呢?
学生通过回忆苯的物理性质:状态:常温下为无色液体,特殊气味,难溶于水,通过上节课对醇类物质的学习,学生已经知道氢键对物质熔沸点及溶解性的影响,能够根据官能团的改变做出大胆的猜想:苯酚分子间因能形成氢键而使其分子间作用力大于苯,且也能与水分子间形成氢键而使得其在水中的溶解度大于苯。
问题推进:那么要验证我们的猜想,我们下一步应该做什么?此问题一抛出,学生是非常兴奋的,他们迫切的想自己亲手动实验来验证自己的猜想,“此处应该有实验”,从而体现了通过实验学习化学的学科特征、激发了学生探索未知领域的兴趣。
学生实验1:观察苯酚的颜色、状态、闻气味、水溶性实验,学生通过观察得出苯酚常溫下为固态,在水中有一定的溶解度,证实了氢键的作用和自己的猜想,初步体验了成功的喜悦。
2.2思考交流:工业上怎样从苯酚钠的溶液中获得苯酚
有的学生现学先用,马上想到利用盐酸,而有些学生则觉得碳酸的酸性也大于苯酚,且比盐酸便宜,结合实际,用碳酸更好,在同学的激烈讨论下,实验的教育功能也在此得以充分体现,此时再让学生记住相关化学反应方程式应该是记忆深刻的,难以忘记,课堂精彩生成自然,生命课堂理念得以彰显。
教师演示实验2-6:向反应后的实验2-2溶液中通入CO2,观察实验现象。引导大胆的猜想最后都需实验验证,体现了科学工作的严谨性。
2.3抓住学生思维活跃高峰,突破难点实验
设问三、醇羟基无酸性,为什么酚羟基具有酸性呢?
此时学生会很顺利联想到,是苯环对羟基的影响,使得羟基的活性增强,那么羟基对苯环的化学性质有影响吗?
回忆苯环的性质:易发生取代反应,但必须和液溴在催化剂的条件下反应,且多为一取代,提出猜想,羟基会使苯环上的氢的活性增强。
教师演示实验3:稀苯酚和浓溴水的反应。
通过实验现象得出,羟基使苯环上的氢活性增强,从而使苯酚中的苯环常温下就能与溴水发生反应,进一步讲述反应的原理和用途,强化官能团相互影响的理念。
2.4注重教材实验二次开发,适当进行实验拓展
教材中讲到用溴水可以检验苯酚,资料卡片中还提到了FeCl3与苯酚反应显紫色,也可用于检验苯酚,学生可能会问:那么那种方法更好,各有什么优点和缺点?
引入实验:溴水具有一定的挥发性,且还有一定的毒性,相对而言,FeCl3的使用要安全得多,在任何场合可否用FeCl3代替溴水检验苯酚含量?
拓展实验4:将同一苯酚稀溶液分成5份。
4-1 2mL稀苯酚+浓溴水
4-2 2mL稀苯酚+稀溴水
4-3 2mL稀苯酚+FeCl3溶液
4-4 0.5mL稀苯酚+10mlH2O+浓溴水
4-5 0.5mL 稀苯酚+10mLH2O+浓溴水
通过实验4-1有白色沉淀,实验4-2的产生白色沉淀振荡后消失,说明溴水的浓度小,还有苯酚未反应完,生成的三溴苯酚又溶解到了苯酚中,此为有机物相似相溶原理,因此除去苯中的苯酚不能用浓溴水过滤除去。通过实验4-1、4-3、4-4、4-5的实验现象证明溴水对于苯酚的检验灵敏度高于FeCl3,在FeCl3的检测下限时就应该选择浓溴水,且浓溴水还可定量检测苯酚。引导学生尊重实验客观事实,每一种科学方法的建立都需经过大量的实验摸索、验证,才能建立科学可靠的方法。
2.5将课堂上实验思维延伸课外,提升学生学科素养
展示苯酚废水的污染情况,以及苯酚的用途,布置作业:查找课外资料,怎样回收含酚废水。
3实践效果与反思
3.1实验设计充分体现了实验功能,将其应用于课堂实践,精彩生成不断,彰显了生命课堂理念
精彩1:学生在闻苯酚气味时,感叹:好熟悉的味道啊,教师此时追问:这气味在哪里闻过?从而通过实验得出苯酚的用途之一可用来杀菌消毒,挖掘了实验的教育功能之一:让学生感受化学物质在生活中的作用,提高了学习兴趣。
精彩3:通过展示苯酚软膏的说明书,从生活中引入实验,使学生的学习和实验兴趣达到高潮,一位同学在做完苯酚酸性实验后,情不自禁的说:我也可以变魔术啦,把牛奶变溶液,溶液变牛奶!“哈哈哈”,教室里响起了爽朗的笑声,学生们通过合作交流感受到了通过实验学习化学的乐趣,此时教师进一步提问:工业上怎样从苯酚钠的溶液中获得苯酚?将学生的思维活动推向高峰,让学生感受学以致用的成功喜悦,充分体现了实验的教育功能。
精彩4:拓展实验:苯酚和FeCl3化铁显色反应苯酚与浓溴水灵敏度比较为本教学案例画龙点精之处,在观察对比实验现象时,教室异常的安静,同学们眼神的专注,思维却在像活跃的精灵,师生一起感悟每一种科学方法的建立都需经过大量的实验摸索、验证,才能建立科学可靠的方法,每种科学方法的建立都经历了科学工作者的艰辛付出,我们要尊重客观事实,向科学实验致敬!为本节课画上了完美的句号。
3.2实践后反思
巧妙设置的问题、精心设计的实验,环环相扣,每次实验引入之前,都设置相关问题,学生带着疑问去实验验证,探究,在设计上充分体现了化学学科特征:从实验学化学。在该课堂上,学生的思维就像活跃的小精灵,在学习新知识的路上不断通过实验摸索前行,新的发现、新的问题、新的知识,精彩生成不断,充分体现了实验的教育功能,彰显了生命课堂理念,提升了学生化学学科核心素养。教师最后一句话一落(同学们课后去尝试化学小工程师的思維乐趣吧!),教室里不自主响起了掌声,有位同学还给我塞了一张小纸条:老师,谢谢您,是您让我感受到了化学是真正的理科!
基金项目:湖南省教学科学“十二五”规划2015年度立项课题《生命课堂视野下的中学化学课堂教学案例研究》阶段性成果,课题批准号XJK015BZXX009。
参考文献
[1] 黄恭福,邹海龙.基于学生发展的高中化学教学实验设计研究[J].中学化学教与学,2016(02).
[2] 刘章.苯酚性质实验教学的初探[J].学科建设,2011(04).
[3] 周雨晴.课堂中的知识线与思维线——苯酚教学案例[J].理化生教学与研究,2010(39).