苯酚化學性質實驗的探究性教學

化學是一門以實驗為基礎的學科。而科學探究是人們獲取科學知識，認識世界的重要途徑，是新課程理念實施中的一種全新的學習方法。在中學進行探究性教學時，教師要讓學生經歷過程，充分發表自己的見解，在思維和推理中誘導學生進行科學的探究。化學反應規律是前人在實踐基礎上總結的科學結論，教學時還要注意讓學生了解化學知識的形成過程，讓學生體驗科學探究的魅力，在潛移默化中，培養他們的科學探究能力。

下面以苯酚的化學性質實驗的教學為案例闡述關于學生的科學探究能力的培養一些思考和認識。

一、引入

一種新的物質——研究結構、提出假說（理論探究）——設計實驗，進行實驗探究——科學推論（結論）——遷移拓展（應用）。

二、研究結構、提出假說

教師首先引導學生一起探討苯酚的結構。

然后展示苯酚的結構，突出其中的羥基和苯基，特別是羥基。

接著組織學生討論，讓學生學習苯酚的結構，結合以前學習過苯及乙醇的性質進行比較，預測可能會發生斷鍵的地方有兩處：羥基的氧氫鍵及苯環上的碳氫鍵。

最后提出假設：提出假設學生推測苯酚的化學性質：1. 能發生溴的取代反應，2. 能與鈉反應放出氫氣。3. 苯酚具有酸性等。

充分利用提出假設，有效落實探究。先給學生展示新物質，提供學習材料，激發學生求知欲；接著進行必要學習方法的指導；學生進行討論，提出假設，學生興趣得到激發，表現出極強的探究欲望，為接下來的探究的順利進行打好基礎。

三、設計實驗，進行實驗探究，歸納科學結論

學生分組設計實驗方案過程中，熱情高漲，各小組成員間相互討論、相互補充。學生很快提出各種實驗方案，形形色色，有的方案設計一環扣一環，邏輯性強，體現出嚴密思維之美；有的方案，看是簡單但卻實用，可行性強；有些方案則顯得破綻百出，可行性差。對于這些差異的存在，教師應持肯定和歡迎態度，給好的方案以肯定，給不完善的方案以指導。

學生進行實驗探究包括實驗過程的實施、實驗現象的呈現、反應實質的揭露和實驗結論的初步形成。學生在這一過程中表現得特別認真，小組各成員間分工協作，觀察細致入微，記錄詳細完整。學生在分析結果時相互討論，相互補充，能透過實驗現象得出結論。這樣，學生的多種能力得到了培養，如觀察、動手、分析歸納能力，也提高了實驗操作技術，加強了合作意識。

最后歸納科學結論，各小組學生代表匯報實驗現象、結論和發現的問題。教師把重要的實驗結論記錄在黑板上，穿針引線，抓住學生發現的新問題，引導學生探討。 具體過程如下：

實驗探究：1. 苯酚與溴水快速反應生成白色不容易溶于水的2，4，6-三溴苯酚（圖片展示其結構）；2. 在45°C水浴苯酚與鈉劇烈反應，放出氫氣。

結論：苯酚極易與溴發生苯環上的取代反應；并能與鈉反應放出氫氣。

思考與交流：實驗結果顯示苯酚比苯容易發生苯環上的取代反應，你從中得到什么啟示？

學生回答：受羥基的影響，酚的苯環上的碳氫鍵比苯的碳氫鍵更易斷裂，更活潑。

思考與交流：苯酚是苯環與羥基直接相連，兩者是相互影響的。那么，羥基的氫氧鍵也會受到苯環的影響，是變得比乙醇的羥基更活潑，更易斷裂，還是變得更難斷裂了呢？你能設計實驗來驗證你的預測嗎？

學生討論：苯酚在常溫下是固態，乙醇是液態，要比較兩者與鈉反應的快慢，則要讓兩者在相同條件（同溫同壓同濃度）下比較。

部分學生提出方案一：分別量取4.5mL的無水乙醇（考慮到乙醇會揮發），4mL的苯酚（預先在水浴中溶解），置于45°C的水浴中均勻加熱，再切取小顆鈉粒，同時加入乙醇和苯酚中，觀察兩者與鈉反應的速率。

另一部分學生提出方案二：認為乙醇的密度比鈉小，而苯酚的密度比鈉大，用第一種方法較難比較。提出設想如果有一種不與鈉反應的有機溶劑，將乙醇和苯酚配成同濃度的有機溶液，然后再與鈉反應，應該更易比較兩者與鈉的反應速率。

教師建議：選擇溶劑時可以選用既不能與金屬鈉反應，又能溶解乙醇鈉、苯酚鈉的極性有機溶劑，如丙酮。

學生設計并完成實驗方案二：將1mL的無水乙醇和1.5g苯酚分別溶于丙酮，配成3 mL溶液，再往兩溶液中同時加入大小相近的小鈉粒，觀察現象。

方案一：

結論：羥基的氫氧鍵受到苯環的影響，變得比乙醇的羥基更易斷裂，表現出的性質更活潑。

思考與交流：乙醇、苯酚及乙酸都有羥基，哪一個的羥基的氧氫鍵最易斷裂（或哪個與鈉的反應最劇烈）？

學生回答：乙酸，因為乙酸具有酸性，易電離出氫離子，所以乙酸的羥基上的氧氫鍵最易斷裂。

思考與交流：苯酚上的羥基的氧氫鍵也容易斷裂，是否也有酸性？如果有酸性，酸性是強還是弱？能否設計實驗來驗證一下？

學生討論、設計并完成實驗：用兩個小燒杯分別裝入蒸餾水和苯酚稀溶液，用已經校正的pH計分別測定相同條件下的pH值。

結論：綜合兩個實驗驗證了苯酚具有酸性，并且具有弱酸性。

思考與交流：苯酚是一種弱酸，到底弱的程度如何？我們在比較酸的酸性強弱，可以根據“強酸制弱酸”的規律，檢驗苯酚的酸性。

教師指導學生完成實驗：向苯酚鈉溶液滴加1～2滴苯酞溶液，溶液顯紅色。向上述溶液通入CO2，紅色褪去，溶液由澄清變渾濁。

實驗結論：苯酚具有弱酸性，酸性比碳酸弱。

最后，教師小結并介紹苯酚與三氯化鐵溶液的特征反應。

通過以上的探究性實驗教學，學生對苯酚的化學性質有了十分深刻的印象。在化學教學中，教師要重視學生自主探究的過程設計，并有技巧地幫助引導學生深入思考和研究，這樣才能較好提高課堂效率的同時，又培養學生的科學探究能力。

責任編輯 羅峰