實驗創新 提高教學有效性——基于《酚的性質和應用》同課異構的研討

褚幼萍

（浙江省溫州市蒼南金鄉高中 浙江 溫州 325800）

2012 年10 月，我縣圍繞市級課題《基于高中化學實驗創新優化的實驗教學有效性研究》，開展了《酚的性質和應用》的同課異構活動，進行高中化學實驗創新優化教學研討。 本文展現了兩位開課教師第一課時的教學內容、分析比較以及專家評委的相關建議。

一、兩位教師的課堂片段

1.甲教師的教學片段

片段1：導入環節

＜投影＞：苯酚軟膏的說明書。

＜師＞：分析苯酚可能的物理性質和化學性質。

片段2：探究苯酚的物理性質

＜演示＞：展示純凈的和久置的苯酚固體；用冷、熱水和有機溶劑溶解苯酚。

教師小結苯酚的物理性質，并說明苯酚易被氧化。

片段3：探究苯酚的酸性

＜師＞：如何證明苯酚的酸性？

＜生＞：可以用指示劑、堿溶液。

教師投影實驗步驟并進行演示實驗，最后展示預設的實驗現象和結論。

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＜師＞：苯酚鈉溶液中通入二氧化碳會有什么現象？

教師演示苯酚鈉溶液中通入二氧化碳的實驗，后用碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液分別與苯酚混合的實驗輔助說明生成的產物。

片段4：苯酚的檢驗

＜情境＞：如今，各種假冒偽劣產品已經是無孔不入，包括藥物。 想一想，用什么化學方法可以鑒定你買的苯酚軟膏是不是假藥呢？

教師介紹兩種檢驗苯酚的方法， 投影實驗步驟，并進行演示。

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在學生對苯酚與三氯化鐵混合得到的深色溶液爭論不休時，教師告知這是紫色；在看到濃溴水遇苯酚產生白色沉淀后，教師強調一定要用濃溴水檢驗。

片段5：苯酚的結構

＜師＞：苯酚為什么具有這些性質呢？

＜投影＞：苯酚的結構式和模型，結構與性質的關系。

片段6：苯酚的應用

＜投影＞：生活中苯酚的圖片和苯酚污水的資料。

資料：2011 年運輸苯酚的貨車發生事故， 泄漏的苯酚污染了新安江的水源，如何處理含苯酚污水的生活用水？

學生討論各種方案，教師進行評價，并給出預設的最佳方案。

2.乙教師的教學片段

片段1：導入環節

問題1：乙醇的官能團是什么？涉及到氫氧鍵斷裂的反應有哪些？

問題2：以甲苯為例，舉例說明苯的同系物中苯環與烴基相互影響的反應實例。

過渡：苯環和羥基相結合又會發生什么樣的相互影響？ 設計實驗證明你的猜想。

＜生＞： 比較金屬鈉與苯酚和乙醇反應的劇烈程度；比較溴與苯酚和苯的反應。

片段2：探究苯環活化羥基

探究1：金屬鈉與苯酚和乙醇的反應

在學生設計實驗方案的過程中，教師不斷引導得出對比實驗中“控制變量法”的思想。 接著介紹并演示鎂條與苯酚反應但不與乙醇反應，是最理想的金屬。

探究2：苯酚的酸性

＜投影＞：資料1：苯酚的發現史、苯酚由于弱酸性被稱為石炭酸。

＜師＞：①從資料中找出說明苯酚羥基比乙醇活潑的新證據；②如何證明苯酚具有酸性。

學生討論用pH 試紙、紫色石蕊試液、堿溶液、碳酸鈉反應。

＜演示＞： ①冷水溶解苯酚、 測定苯酚水溶液的pH值、向苯酚水溶液中滴入石蕊試液；②熱水溶解苯酚；③向含酚酞的苯酚水溶液中滴加氫氧化鈉溶液；④苯酚溶液中加入碳酸鈉。

＜師＞：苯酚溶液加入碳酸鈉的現象與你預期的一樣嗎？ 這個實驗能說明苯酚酸性大于碳酸嗎？ 如何比較苯酚與碳酸的酸性？

＜生＞：將二氧化碳通入苯酚鈉溶液。

教師演示二氧化碳通入苯酚鈉溶液的實驗，結合兩個實驗現象推出產物只能是碳酸氫鈉。

＜投影＞：資料2：電離出氫離子的能力順序：碳酸＞苯酚＞碳酸氫根

片段3：探究羥基活化苯環

＜師＞：經上述探究，苯酚是種弱酸，那么苯酚鈉溶液中加入溴水會有什么現象？

＜生＞：產生渾濁，生成苯酚。

教師演示該實驗并將混合液置于熱水中，發現白色沉淀沒有溶解，故生成的并非苯酚，之后展示資料3，分析引導。

＜投影＞：資料3：苯酚遇溴水生成三溴苯酚，是一種白色沉淀，難溶于水。

＜師＞：猜測并證明該反應屬于取代反應還是加成反應。

教師演示實驗：①測定反應前后pH 值，發現酸性增強；②倒去試管中的白色沉淀，洗滌兩次，加入少量蒸餾水，再滴加濃溴水，仍然看到白色沉淀；③對比稀溴水與苯酚溶液混合的現象。

＜小結＞：用溴水檢驗苯酚的注意事項和靈敏性。

＜投影＞：對比苯酚和苯與溴的反應。

二、兩節課的比較分析

從實驗創新優化和實驗教學有效性的角度對兩節課的設計思路和教學特點進行比較。

1.教材使用的比較

從教材的使用看，甲教師是傳統的“教教材”，重視學科知識的傳授，故課堂主體是教師，而乙教師體現出“用教材”的能力，突顯學生能力的培養，學生也就成為課堂的主人。 兩種不同的態度決定了課堂中實驗教學的不同地位和收獲的效果。

2.教學設計的比較

從教學設計看， 甲教師是用三個情境構成主線，分別引出苯酚的性質、苯酚的檢驗、苯酚污水的處理，發揮了情境的作用，也保證了一節課的完整性；乙教師從回顧舊知開始，促成學生知識的遷移應用，激發了學生對苯酚性質的探究興趣，最后建構了新的知識體系，而苯酚的性質被安排在后面課時中。 后者課堂主線是結構決定性質的思想，過程中還滲透了控制變量法、物質轉化觀、定性到定量等核心觀念的教育。 兩種不同的教學設計決定了實驗優化整合的不同方向，也決定了實驗教學的不同呈現方式。

3.教學理念的比較

從探究理念來看，甲教師雖然也稱為探究，但主要還是教師講解為主，詳細的實驗步驟和結論都是教師的預設，屬于按部就班的驗證性探究，學生的生成幾乎沒有； 乙教師則能通過問題的設計引發學生思考實驗方案，再進行相應的驗證，最終得出結論，促成了課堂思維的交流與碰撞。 兩種不同的探究理念使實驗教學在對學生能力和科學素養的培養上有著不同的功能價值。

4.學情研究的比較

從學情研究來看，甲教師考慮到學生的層次調整了實驗教學的方式，但過分降低了探究難度，以講解為主的教學方式讓學生處于比較被動的接受狀態，扼殺了學生的學習激情和動態生成； 乙教師的教學設計比較精彩，問題的綜合性比較強，對學生的要求相對高一些。 但從課堂實際效果來看， 該教師對學生的定位有些高了。兩位教師在整堂課中都是按照自己的預設完成了教學，但最終都沒能達到預期的效果。 無論對學情認識犯了哪種錯誤，實驗優化整合的方向都會偏離學情，實驗教學的效果都要打折扣。

三、專家評委建議

針對本次同課異構活動的主題是圍繞“高中化學實驗創新優化的實驗教學有效性”， 專家著重分析兩節課堂中的實驗教學情況。

1.簡化實驗也是一種創新

兩位教師在課堂中呈現的實驗均較多，評委指出是否能夠進行必要的簡化？ 實驗的簡化也是一種優化創新，它是建立在教師對教材分析解讀基礎上的刪減或合并，需要教師具備很強的“駕馭教材”的能力。 它可以使探究變得簡約，使知識呈現變得清晰。 如，在探究苯酚的弱酸性時，兩位教師都已經用了pH 試紙，是否能省去紫色石蕊試液？

2.實驗設計要遵循科學嚴謹的原則

科學的實驗方案是獲得正確探究結論的前題。 任何實驗呈現的都是學科的特點，是真理的探索過程，是教師的理性思維。 兩位教師在課堂中的實驗設計都融入了自己的思考，但還不夠嚴謹，有幾處存在明顯的不合理：①甲教師在用石蕊試液測定苯酚溶液時，未注意到石蕊本身是種指示劑，所用量要少，怎能比待測液還多？ ②用三氯化鐵檢驗苯酚時，甲教師所加三氯化鐵溶液大大過量，這樣的檢測意義大嗎？ 而且過量的三氯化鐵造成學生對最終混合液的顏色爭論不休，有說黑色、深藍色還有暗紫色。 甲教師卻仍然按照自己的預設，堅持為紫色，失去了非常好的教育機會。 事實上，此時她只要將試管中的混合液全部倒去，往其中加入蒸餾水，再滴加幾滴三氯化鐵溶液，就可以清晰地看到紫色的溶液，既有說服力，又能說明該檢驗方法的靈敏性很高。 ③在探究苯酚鈉溶液與二氧化碳的反應時，甲乙兩位教師分別采用了現場實驗和視頻的方式讓學生觀察到二氧化碳通入苯酚鈉溶液中迅速變為渾濁，得出碳酸酸性大于苯酚的結論。 但反思實驗現象，不由想到：兩個實驗中二氧化碳氣體和苯酚渾濁的生成速率均非常迅速，這里能排除鹽酸的干擾嗎？ 用稀鹽酸代替濃鹽酸來制備二氧化碳氣體是否更合理些？

3.實驗創新優化的方法

實驗創新優化的目的是為了更好地服務于教學，達到實驗教學的有效性，那么如何才能做到這點呢？ 專家提出了一些寶貴的意見：①甲乙兩位教師都展示了純凈的和久置的苯酚固體，但忽略了一個非常重要的實驗現象，就是在觀察久置量苯酚時，學生都看到了久置苯酚吸水后變成了溶液，并且分成兩層，上層較澄清（水的苯酚溶液），下層微顯紅色（苯酚的水溶液）。 這是一個非常重要的信息，說明苯酚溶于水中會分層。 聯系到苯酚與水溶液的分離方法時，學生會依據這一現象選擇分液而不是過濾， 這很好地解決了苯酚教學中的一個常見錯誤。 所以抓住實驗細節，充分挖掘其教育價值可以讓實驗教學更有效。 ②甲教師通過苯酚軟膏的偽劣產品引出苯酚的檢驗方法，演示了苯酚的檢驗實驗。 但如果給每個學生發放苯酚軟膏和三氯化鐵溶液，讓學生自己體驗這個檢驗過程，顯然，教學效果會更佳。 所以讓學生成為實驗的參與者是達到實驗有效教學的重要手段。 ③甲教師在用溴水檢驗時，是往1mL 濃溴水中滴入幾滴苯酚溶液，試想，為什么不去試一試往1mL 苯酚溶液中滴加幾滴濃溴水的情況呢？ 這可以成為“濃溴水才能檢驗苯酚”的有力證據。 這種用實驗事實呈現知識的方式遠比教師口頭強調深刻得多。 當然，這個實驗還可以更簡潔些：往苯酚水溶液中逐滴加入濃溴水，開始沒有白色沉淀（或生成的白色沉淀迅速溶解），隨著濃溴水的量逐漸增加，過量的苯酚被消耗殆盡時開始出現白色沉淀。 這看似簡單的試管整合，但卻折射出理性思維之美。 所以，實驗創新不一定是新穎實驗器材的引進，平淡的實驗設備同樣能設計出耐人尋味的寓意。 每位教師如果能在實驗設計時，哪怕是簡單的試劑滴加上，花多些心思，一樣可以實現有效教學。