陳敏琛

（福州格致中學，福建 福州 350001）

1 問題的提出

發(fā)展學生化學學科核心素養(yǎng)的目的在于使學生適應終身發(fā)展和社會發(fā)展的需要，在未來生活中能有效地解決復雜問題和適應不可預測的情境[1]，為此，“素養(yǎng)為本”的課堂教學，要倡導“真”，創(chuàng)設真實的問題情境，設計多樣化的學習任務，引導學生開展具有分類與概括、證據與推理、模型與解釋、符號與表征等具有化學學科特質的學習活動[2]，讓學生在經歷活動、完成任務過程中形成和發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)。

從平時的聽課和訪談中發(fā)現，“苯酚的性質和應用”的常態(tài)教學，大部分從“基團間相互作用”入手，預測苯酚的性質，再通過實驗驗證，最終形成基于官能團和反應類型的知識圖譜。對含酚廢水的處理方法，較多教師只是簡單提及，有的讓學生課外閱讀，未能發(fā)揮STSE問題情境的教育功能，這為教師優(yōu)化教學策略提供了一個切入點。

筆者以“去除工業(yè)廢水中的苯酚”作情境[3]，以問題為導向，用學習任務作驅動，讓學生“產、學、研一體化”式地開展學習，旨在促進學生在解決問題中發(fā)展思維品質，培養(yǎng)科學精神和社會責任，形成正確的價值觀。

2 教學目標

⑴ 通過對比乙醇和苯的結構與性質，認識“有機物基團之間互相影響”，全面理解酚羥基的性質，診斷并發(fā)展“宏觀辨識與微觀探析”學科核心素養(yǎng)。

⑵ 通過實驗探究，掌握苯酚的性質，形成“證據推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”學科核心素養(yǎng)。

⑶ 通過設計含酚廢水的處理方案，培養(yǎng)獲取和整合信息、應用所學知識分析解決實際化學問題的能力。

⑷ 通過苯酚的用途及含酚廢水處理的學習，樹立綠色化學、生態(tài)文明、可持續(xù)發(fā)展理念。

3 教學過程

3.1 前置學習，激發(fā)興趣

【學習任務】 搭建C7H8O分子結構模型，掌握酚的結構特征。

設計意圖：通過動手實踐，辨析醇、酚、醚的結構，發(fā)展空間思維。

3.2 創(chuàng)設情境，提出問題

⑴ 閱讀化學史話：偉大的外科醫(yī)生

1874 年，英國愛丁堡一家醫(yī)院的外科醫(yī)生李斯特，發(fā)現他的病人手術后多數死于傷口化膿感染，于是他就設法尋找一種消毒的方法。有一天，他發(fā)現一個工廠的污水溝里溝水清澈，浮在水面上的草根很少腐爛，原來，這是從化工廠流出的石炭酸混雜在溝水里。李斯特用石炭酸對手術器械、紗布等一系列用品進行了消毒，病人手術后傷口感染現象立即減少了[4]。

⑵ 展示主題圖片——苯酚讓生活更美好：水楊酸苯酚貼膏、阿司匹林、染料、農藥、消毒劑、酚醛樹脂。

⑶ 觀看視頻：某化工廠排放的廢水中苯酚含量超標，需要處理，達到地表水環(huán)境質量標準后方可排放。

提出問題：工業(yè)上是如何處理含酚廢水的？假如你是環(huán)境質量檢測員，你該如何判斷污水經處理后是否達標？

設計意圖：通過化學史和真實的STSE問題，激發(fā)學生產生運用化學知識解決問題的欲望，增強職業(yè)生涯規(guī)劃意識，發(fā)展從化學視角認識真實復雜問題的能力。

3.3 實驗探究，模型認知

3.3.1 【學習任務1】設計實驗，探究苯酚的溶解性[5]

生2：苯酚是無色晶體，有特殊的氣味。但是苯酚取出一段時間后慢慢變淺紅色，是苯酚被氧化了嗎？

師：苯酚與水形成的濁液靜置后會分層，上層是溶有苯酚的水層，下層是溶有水的苯酚層；當溫度高于65℃時，苯酚與水以任意比例互溶。苯酚在空氣中易被氧氣氧化而略帶紅色，因此需要密封保存。

3.3.1 【學習任務2】預測并驗證苯酚的性質

生1：無水乙醇和水中具有-OH，乙醇是非電解質，可見-OH與烷基相連更難電離出氫離子，但-OH與苯環(huán)直接相連，可能容易電離出氫離子，所以苯酚可能有酸性。

師：從微觀結構上看，苯環(huán)是吸電子基團，它使得與苯環(huán)直接相連的羥基中氧氫鍵極性增強，容易電離出氫離子。這就是有機物基團之間相互影響的一個結果。

生2：這類似甲苯，苯環(huán)影響甲基，結果是甲苯使酸性高錳酸鉀溶液褪色。

師：除了“苯環(huán)對羥基有影響”，反之，“羥基對苯環(huán)有影響”嗎？請你推測結果會是怎樣？

在春季的“大麥黃”和秋季的白露前一星期，使用1次殺纖毛蟲的藥物，隔日再用1次消毒藥物，以預防寄生蟲病的發(fā)生。

生：類似甲苯，“羥基對苯環(huán)有影響”，結果是苯酚也能發(fā)生鹵代、硝化等取代反應。

學生實驗1：設計實驗證明苯酚具有酸性及酸性強弱。

實驗及現象：取苯酚的濁液1 mL于一支試管中，滴加幾滴紫色石蕊試液，濁液未變紅；取苯酚的濁液1 mL于另一支試管中，滴加氫氧化鈉溶液，濁液變澄清。

實驗及現象：將上述實驗得到的苯酚鈉溶液分到兩支試管中，一支滴加稀鹽酸，另一支通入CO2，澄清液均變渾濁。

得出結論：苯酚是一種酸性比碳酸還弱的酸，又名石炭酸。

生：寫出以上實驗中發(fā)生反應的化學方程式。

師：請設計實驗證明羥基對苯環(huán)有影響。

學生實驗2：設計苯酚與濃溴水反應實驗[5]。

實驗及現象：向稀苯酚溶液中滴加少量濃溴水，發(fā)現先產生白色沉淀，振蕩就消失，繼續(xù)滴加白色沉淀明顯。

師：請分析為什么開始產生的沉淀振蕩后消失。

生1：生成的白色沉淀溶解在苯酚中。

師：寫出苯酚與濃溴水反應的化學方程式：

師：請用實驗事實進一步分析“羥基對苯環(huán)有影響”的結果。

生：比較苯、苯酚與溴取代的反應條件、反應速率及產物，并交流。

結論：羥基對苯環(huán)有影響，使苯環(huán)上羥基鄰、對位的氫原子變得更易取代。

師：苯酚與濃溴水的取代反應能夠定量完成，常用于對溶液中的苯酚進行定性和定量檢測。但由于濃溴水有較大的毒性，在工業(yè)上還有更靈敏且無毒的試劑[6]檢測苯酚。三氯化鐵與苯酚溶液會迅速反應而呈紫色，也常用于酚類物質的檢驗。

3.3.3 【學習任務3】歸納總結苯酚的化學性質

特性——顯色反應

設計意圖：按照研究物質化學性質的一般思路“分析結構 預測性質 實驗證明”，層層深入地認識苯酚的性質，充分發(fā)揮實驗在化學中的重要作用，體驗從“證據推理”到“模型認知”的建構，讓學生的思維不斷向廣度、深度發(fā)展，建構知識體系，形成知識關聯的結構化、核心觀念的結構化。

3.4 解決問題，形成思路

【學習任務】模擬工業(yè)含酚廢水的處理過程。

學生活動：結合苯酚的性質，設計工業(yè)含酚廢水的處理方案，用圖示簡單表示。

師生互評，不斷改進設計方案，結合工業(yè)生產實際，得到最佳方案（圖1）。

圖1 含苯酚的工業(yè)廢水處理的流程圖

設計意圖：本環(huán)節(jié)體現教學設計的整體性，前后呼應。引導學生關注生產實際，提高應用所學知識解決實際化學問題的能力，正確認識化學學科的價值。

4 教學反思

⑴ 在真實情境中習得核心知識，發(fā)展學科素養(yǎng)

學科核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展不能脫離真實情境。本節(jié)課以“去除工業(yè)廢水中的苯酚”為情境，從不同化學認識視角提出有探究價值的化學問題。面對真實復雜的情境，學生有強烈的探究欲望，迫切地想將已學知識和方法應用于具體工業(yè)生產中去，但實驗的設計和探究，知識的遷移和應用能力還明顯欠缺，需進一步提高[7]。在教師引導下，學生通過閱讀、觀察實驗現象等方法獲得有關信息，收集實驗證據，分析推理，不斷將學習引向深處，在此過程中發(fā)展“證據推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”學科核心素養(yǎng)。

⑵ 在不同層次的學習任務驅動下，發(fā)展思維品質

教師將教學內容以清晰明確的學習任務的形式呈現在學生面前，不但能引起學生的注意，而且有利于學生把握知識的系統(tǒng)性和邏輯性，思維發(fā)展從感性到理性，從定性到定量，從具體到抽象。學習任務的難易程度直接影響學生學習化學的積極性，學習任務既要有挑戰(zhàn)性，又要符合學生“最近發(fā)展區(qū)”。有挑戰(zhàn)性的學習任務就是要制造認知沖突，同時教師巧妙地利用學生的“最近發(fā)展區(qū)”，設計與生產實際相結合的問題，為思維發(fā)展指明方向，減少思維的盲目性，提高學習能力水平。

總之，在全面啟用新教材背景下，把握新教材的新思路，掌握新教材的新變化成為教師的必修課，貫徹“以素養(yǎng)為本”理念，把化學實驗的開展與學生科學探究能力的培養(yǎng)相結合，注重學習方法的引導，幫助學生形成和發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)。