基于学科核心素养的高中化学课堂教学实践

刘洁瑾

［摘 要］文章以“苯酚”的教学为例，阐述如何通过“苯酚的前世今生”视频和苯酚软膏使用说明书创设教学情境，展开苯酚性质的预测、实验探究及分组讨论活动，促进学生“有机物基团之间相互制约和影响”认知模型的形成和发展，实现知识、方法与应用三者融合，培养学生的学科核心素养。

［关键词］苯酚；学科核心素养；高中化学

［中图分类号］    G633.8        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2023）17-0060-04

普通高中化学课程是落实立德树人根本任务、弘扬科学精神、提升学生化学学科核心素养的重要载体。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》用五个维度来概括和表述化学学科核心素养，它是学生通过化学学习逐渐形成的正确价值观、必备品格和关键能力。高中化学教学应注重以素养为本，以真实情境中的化学实验探究为手段，推动学生学习方式的改变，培养学生的化学学科核心素养。下面以“苯酚”的教学为例，探索学生化学学科核心素养的培养。

一、教学背景分析

“苯酚”是人教版高中化学教材选择性必修3《有机化学基础》第三章“烃的衍生物”第二节“醇 酚”第二部分的教学内容。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》要求：认识苯酚的组成和结构特点、性质及在生产、生活中的重要应用；知道有机化合物分子中基团之间的相互影响会导致键的极性发生改变；结合生产、生活实际了解某些烃、烃的衍生物对环境和健康可能产生的影响。

苯酚是芳香烃的重要羟基衍生物。苯酚的学习安排在乙醇和苯及其同系物之后。本节课的教材编写意图是通过一系列实验探究和证据推理，让学生更好地掌握官能团—OH。同时，苯酚与乙醇的性质又有很大的差别，可以让学生感受到官能团的性质与其周围环境之间存在着一定的相互作用，对“分子结构与化学性质” 的辩证关系有更深入的认识与理解。“苯酚”的学习在整个有机化学学习中处于举足轻重的地位，为后续烃的衍生物的学习提供了方法，做好了铺垫。

通过前面内容的学习，学生在知识层面对苯和乙醇的结构与性质已有一定的认识。在能力层面，学生基本了解研究有机化合物的方法，已经初步形成“结构—性质—用途”和“性质反映结构”的思想；有一定的证据推理能力，可通过设计基础的实验来探索有机物的性质，并能够对实验现象展开分析。但学生对酚类物质的性质较为陌生，在理解酚的酸性强弱以及关联酚的结构与性质上存在一定难度。

二、教学目标

本节课的核心素养教学目标如图1所示。

三、教学思路

四、教学过程

环节一：创设情境，引入课题

【情境1】教师用“清水变紫”的化学小魔术引入课题。首先将无色透明的液体（苯酚稀释液）倒入试管中，再滴入几滴FeCl3溶液，观察其变化。（通过实验来激发学生的学习兴趣）接着提问：FeCl3溶液遇到什么样的物质会呈现紫色？（从学生掌握的知识来看，他们知道FeCl3溶液遇硫氰化钾溶液会呈现血红色）

【情境2】多媒体播放“苯酚的前世今生”，让学生了解外科消毒之父——利斯特将苯酚引入外科消毒的事迹，展示以苯 、甲苯为原料获得苯酚的方法，并用苯酚去合成酚醛树脂、双酚A等物质，由此引出新课主题——苯酚。

评析：通过创设情境的方式，让学生对苯酚的性质、发现史以及它在生产生活中的重要用途有更多的了解，这样就可以将学生的学习兴趣激发出来，并将这种兴趣转变为强烈的求知欲，让学生从生活走进化学，从而提升化学价值观。

环节二：微观探析，性质预测

【过渡】苯酚分子中的C、H、O原子之间是如何连接的？

【素材1】苯酚的结构模型。让学生通过观察模型，分析出苯酚的官能团是—OH，并对苯酚分子中的各个原子是否共面进行讨论，最后归纳它的分子式和结构简式。

【素材2】苯酚和生活中常见的酚，如茶叶中的茶多酚、丁香花中的丁香酚、百香果中的焦性儿茶酚等的结构简式。让学生观察多种物质的结构异同点，总结出酚的定义——羟基与苯环直接相连的有机化合物，知道苯酚是最简单的酚。

【教师引导】对比醇和酚、苯和苯酚结构的差异，为学生后续学习基团的相互影响做好铺垫。

【素材3】苯酚软膏使用说明书。让学生阅读苯酚软膏使用说明书，并从化学学科的角度分析说明书中体现了苯酚的哪些性质，再结合苯酚的结构展开讨论，预测苯酚的性质。（①苯酚能溶于酒精；②苯酚具有酸性；③苯酚能与空气中的某种物质反应）

评析：首先从微观角度引导学生对苯酚的结构模型進行观察分析，归纳出苯酚分子结构的特点；然后结合生活中的事实，让学生从化学学科的角度进行判断；最后宏微结合，推测苯酚的性质，突出“结构决定性质”在有机物性质学习中的作用。

环节三：实验探究，深入学习

依据学生对苯酚物理性质和化学性质的预测，让学生分组设计并完成实验。

【探究实验一】探究苯酚的物理性质

实验方案：

（1）观察苯酚的颜色、状态，并小心地闻它的气味。

（2）溶解性实验（溶剂分别为冷水、热水和乙醇）。

重点：归纳出苯酚的颜色、气味、状态及其溶解性和毒性。

强调：苯酚对皮肤有强烈的腐蚀性，使用时要小心，如不慎让苯酚沾到皮肤上，应立即用酒精冲洗，再用水冲洗。

【探究实验二】探究苯酚的氧化反应

学生分组完成苯酚溶液与高锰酸钾溶液反应的实验。由高锰酸钾溶液褪色推知：苯酚可以被高锰酸钾氧化。同理可推氧化性强的氧气也可氧化苯酚，进而解释苯酚软膏使用说明书中的注意事项“用后拧紧瓶盖”。苯酚在空气中久置后会氧化变红。

【探究实验三】探究苯酚的酸性

教师提供实验所需仪器和药品，首先基于“酸的通性”逐步引导学生思考、小组讨论，然后对实验方案进行设计，最后通过实验对苯酚的酸性进行验证并探究苯酚酸性的强弱。

实验记录如表1所示。

【教师引导】根据方案（1）～（4）可知，苯酚有弱酸性，且酸性比H2CO3弱；依据方案（4）的实验现象可推知反应生成物中存在苯酚。除了苯酚，还会有哪一种生成物呢？是Na2CO3还是NaHCO3？

继续实验进行重点突破，实验记录如表2所示。

【素材4】浓度均为0.1 mol/L的乙醇和苯酚溶液的pH值。

【教师点拨】引导学生应用“结构决定性质”的认知模型，分析和比较苯酚和乙醇的分子结构，发现二者虽然官能团都是—OH，但—OH与苯环相连后，—OH的性质被激活了，在苯环的作用下，羟基中的O—H 键的极性比乙醇中的更强，容易断裂，因此苯酚在水分子的作用下呈现弱酸性。

评析：加深学生对有机化合物官能团相互作用的理解，感受科学实验探究的一般步骤。通过对苯酚和NaOH溶液反应本质的分析，让学生了解到NaOH打破了苯酚的电离平衡，从而让学生从平衡和变化的角度来理解化学反应，培养学生的变化观念与平衡思想；引导学生运用所学的理论知识和化学原理设计苯酚酸性强弱的实验方案，并从多角度来证明预测的实验结果，培养学生的科学探究与创新意识、证据推理与模型认知等化学学科核心素养。

【过渡】苯酚中的苯环激活了—OH，反之，—OH对苯环有没有影响呢？

【探究实验四】探究苯酚的取代反应

教师演示苯酚溶液与饱和溴水的反应，让学生观察并记录实验现象，引导学生分析反应产物，完成化学方程式的书写。学生根据已有知识很容易得出该反应是取代反应，还能分析出是三元取代。该实验方法可用于苯酚的定性检验和定量测定。

学生思考讨论，对比苯酚和苯分别与Br2发生的取代反应（如表3）。

【结论】苯酚中的—OH激活了苯环上羟基邻位和对位的H原子。

【归纳】苯酚中苯环与—OH两个基团的相互影响，使苯酚在性质上与只有单个基团的物质有所差别，表现为苯酚具有弱酸性，更易发生取代反应。

评析：通过对苯酚、苯分别与Br2的反应的比较，让学生感受苯环上羟基的作用，从而进一步加深学生对有机化合物中基团之间相互作用的理解；引导学生基于宏观上对苯酚性质的认识，从微观的角度对反应断键原理进行分析，逐渐建立起宏观与微观相结合的思维模式，培养“宏观辨识与微观探析”化学学科核心素养。

【过渡】由于浓度大的溴水污染严重、安全性低，环保部门用另一种试剂检验苯酚，一样非常灵敏。

【探究实验五】探究苯酚的显色反应

学生分组完成苯酚稀溶液与氯化铁溶液的反应，溶液显紫色，揭秘本节课课始的“清水变紫”小魔术。苯酚与氯化铁溶液的显色反应也可用于苯酚的检验。

环节四：学以致用，解决问题

【问题】苯酚有毒，如何处理含苯酚的工业废水？

评析：引导学生对苯酚的性质进行梳理，解决含酚类的工业废水的处理问题，以此来培养学生的“科学态度与社会责任”化学学科核心素养。

五、教学反思

在新课程改革的推动下，学生的学科核心素养培养备受关注和重视。教师应以课堂教学为载体，将学科核心素养的培养内化到学生的学习过程中。这节课以“生活→化学→社会”为主线，采用情境式教学， 让学生体验到“有趣”“有用”的化学，感受到化学的学科魅力与社会价值，在收获知识的同时提升学科关键能力，发展化学学科核心素养。

从知识层面上看，学生通过观看“苯酚的前世今生”视频和认识生活中常见酚的结构，掌握酚类的结构特点及苯酚的分子式、结构简式，了解苯酚的用途。以苯酚软膏使用说明书为载体，通过阅读说明书和实验探究，学生了解了苯酚的物理性质，理解了苯酚的弱酸性、取代反应、显色反应和氧化反应等化学性质；通过比較乙醇中醇羟基和苯酚中酚羟基化学性质的不同，认识苯环对羟基的影响；通过对比苯与苯酚中的苯基，发现其化学性质的异同，认识羟基对苯环的影响，更深入地理解有机物中不同基团之间存在着相互影响。

从能力层面上看，学生通过操作、观察和分析苯酚的性质实验，提高了实验操作技能，发展了科学探究能力，培养了解决实际问题的能力，形成了合作学习的习惯；通过苯酚与苯、乙醇的性质比较，培养了猜想和推测能力，学会对比分析的方法；通过苯酚的结构及官能团分析，推测苯酚可能具有的性质，从结构差异角度解释性质差异，感悟“结构决定性质”的学科思想方法，掌握有机物研究的一般步骤和方法。在这一过程中，学生的迁移能力得到了极大的提升，学生学会了运用所学的知识解决含苯酚工业废水的处理问题，做到学以致用。

从素养层面上看，通过苯酚结构的学习，学生培养了“模型认知”化学学科核心素养；通过苯酚软膏使用说明书的阅读以及课堂探究活动，学生发展了“证据推理、科学探究与创新意识、平衡思想”等化学学科核心素养；学生在实验探究中理解苯环与酚羟基两基团的相互影响与制约，完善了对“结构决定性质，性质反映结构”这一辩证关系的理解，培养了“变化观念、宏观辨识与微观探析”等化学学科核心素养；通过对含苯酚的工业废水的处理，学生提升了“科学态度与社会责任”化学学科核心素养。

教师对化学学科本质的深刻认识以及对化学学科核心素养内涵的正确理解，是学生化学学科核心素养形成与发展的重要保障。教师在进行课堂教学设计时，要尽可能地把可以使用的资源都挖掘出来，对它们进行加工、整合、创造性地运用，拓宽学科问题的角度和深度，有目的、有计划地落实课堂教学的素养目标。

［   参   考   文   献   ］

［1］  中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准：2017年版2020年修订［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］  郑丽瑜.基于化学学科核心素养的课堂教学研究：以“弱电解质的电离”教学为例［J］.中学教学参考，2021（11）：67-68，81.