章信年
摘要:參照5E學習環教學模式的理論和方法,以“苯酚的性質”一節為例,闡釋了運用5E學習環教學模式進行課堂教學的操作步驟和具體方法。
關鍵詞:5E學習環教學模式;苯酚的性質;課堂教學
文章編號:1008-0546(2014)08-0014-02中圖分類號:G632.41文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.
一、5E學習環教學模式由來
1989年,美國的生物科學課程研究項目組成員在他們的“科學為生活:科學、技術和健康的整合”課程項目中將科學教學過程劃分為五個緊密相連的階段,即參與(Engagement)、探究(Exploration)、解釋(Explanation)、擴展(Elaboration)和評價(Evaluation)。由于五個階段的首字母都是E,所以稱為5E學習環教學模式[1]。這一模式強調的是以學生為中心,通過運用調查和實驗的方法解決問題,強調通過小組合作學習促進學生對科學概念的理解和知識的建構,其模式圖如圖1[2]所示:
二、教學方法選擇的依據
1. 教材分析
苯酚既是很重要的芳香烴衍生物,又是酚類物質的代表。本節內容安排在苯和乙醇之后,有其獨特的考慮。一方面苯酚與乙醇有相同點——都有羥基,這為學生對苯酚性質的探究提供了基點,另一方面苯酚與乙醇的不同點——羥基與苯環相連,又為學生進一步的探究提供了空間。引導學生體會官能團與所處“氛圍”之間的相互影響,從而理解分子結構與化學性質的辯證關系,學會全面地看待問題,能更深層次地掌握系統知識,為后面烴的衍生物的學習提供思維方法。
2. 運用5E學習環教學模式進行教學的原因
建構主義理論認為,知識不是通過教師傳授得到的,而是學習者在一定的情境中,即社會文化背景下,借助其他人(包括教師和學習伙伴)的幫助,利用必要的學習資料,通過意義建構的方式而獲得的。傳統的以教師講授、學生被動、孤立學習的教學模式難以激發學生的學習興趣,阻礙了學生的知識建構和能力提高?;瘜W是一門以實驗為基礎的自然學科,而5E學習環教學模式是一種以探究為基礎的建構主義教學方式,其理論基礎和操作流程非常符合化學學科教學的特點。
三、5E學習環教學模式在課堂中的運用
1. 參與
教師提供有意義的學習活動,吸引學生的注意力和激發學生的學習興趣。事先制作好多張畫有苯環、羥基、甲基、亞甲基的紙片,請學生利用這些紙片在黑板上進行拼接,組裝出甲苯(乙苯)、乙醇(苯甲醇)、苯酚五種三類有機物。通過拼接紙片的活動,既鞏固舊知,又使學生很自然地參與到新知的學習中,教師適時讓學生打開苯酚試劑瓶,獲取苯酚的物理性質。
2. 探究
這是5E學習環教學模式的中心環節,教師引領學生分組討論,按照提出問題——作出假設——設計實驗——驗證假設——分析結果——得出結論這一科學研究的一般流程進行合作探究,借助類比推理的方法,幫助學生樹立基團之間相互影響的觀念。
教師提供背景知識:醇羥基與鈉反應產生H2,苯與液溴發生一元取代反應;甲苯中的甲基和苯環都得到了活化,其甲基能被酸性高錳酸鉀氧化以及苯環與液溴發生三元取代反應。
(1)提出問題
聯系背景知識,針對上一環節拼接的結果,學生提出諸多問題,如:苯酚中羥基也會與鈉反應放出H2嗎?酚羥基比醇羥基活潑嗎?苯酚中的苯環有沒有得到活化,與液溴會發生怎樣的反應?等等。選取“酚羥基比醇羥基活潑嗎?”和“苯酚中苯環有沒有得到活化?”這兩個問題進行探究。
(2)設計實驗與表達交流
將學生分成4人一組進行討論、設計實驗方案,要求學生說出選擇的材料、用具、實驗步驟和可能的預期現象。
①探究酚羥基性質:提醒學生常溫下苯酚為固態,在設計實驗方案之前,如何將苯酚轉變為液態呢?學生討論得出下列方案:a.加水溶解苯酚;b.加熱熔化苯酚;c.根據相似相溶原理,在常溫下將苯酚溶于有機溶劑,如乙醚、苯等。經過小組間交流與討論,最終選擇c方案進行控制變量法對比鈉與苯酚、鈉與乙醇的實驗。實驗結果顯示反應的劇烈程度苯酚>乙醇,據此寫出:C6H5OH + Na → C6H5ONa + H2↑,并得出酚羥基比醇羥基上的H原子活潑的結論。
教師適時設問:酚羥基上的H原子究竟有多活潑?能否電離出來?引發學生思考如何檢測物質的酸性?學生討論得出用石蕊指示劑、pH試紙、含酚酞的NaOH溶液等方法,各小組動手操作實驗,結果顯示:石蕊指示劑不變色;pH試紙顯示極弱的酸性;含酚酞的NaOH溶液變成無色透明。綜合分析得出:苯酚溶液顯很弱的酸性,其電離方程式:C6H5OH[?]C6H5O-+ H+。
②探究羥基對苯環的影響:指導學生向實驗①生成的苯酚鈉溶液中加入液溴,待出現渾濁后,引導學生思考出現渾濁的原因是什么?有學生說出可能是液溴加入苯酚鈉溶液中就變成了溴水,溴水中的HBr進行了強酸制弱酸的反應,生成苯酚而變渾濁。其推測是否正確呢?引發學生小組討論,設計出對上述試管進行熱水浴處理進行驗證,結果顯示溶液不但沒有變得澄清,反而出現了白色沉淀。
學生討論可能發生的反應:a.羥基被氫溴酸中的溴取代,生成溴苯;b.苯環上發生了加成反應;c.苯環上發生了取代反應。已知溴苯在水中不沉淀,推測a不成立;針對后兩種推測,教師引導學生回顧鑒別取代與加成反應的方法,即通過檢測反應前后溶液的pH值或導電率。學生動手實驗得出:苯環上發生的是取代反應。教師適時引導學生回憶苯、甲苯與濃硝酸反應的化學方程式,通過類比推理得出此取代反應的化學方程式如下:
3. 解釋
探究完成后,學生嘗試解釋探究結果,闡述自己對概念和問題的認識,教師進行補充和完善:
(1)在探究酚羥基性質時,前兩種方案都不理想,方案一加水會與鈉反應,對實驗有干擾,方案二導致實驗不是在常溫下進行。第三種方案所加溶劑對實驗無干擾,且在常溫下就能完成實驗。
(2)苯酚顯弱酸性,而乙醇無酸性,可見苯環使酚羥基上的H變得更活潑;苯酚與濃溴水發生三元取代反應,說明酚羥基使苯環變得更活潑??梢娪袡C物中基團之間可以相互影響。
4. 擴展
教師為學生提供時間和空間,讓他們參與討論和思考,引導學生加深對新概念的理解和應用,如讓學生解釋課前的問題,也可以利用新的概念等來解釋新的情境和問題。教師還應注意引導學生對相應的概念、過程和方法進行歸納總結,從而內化到其認知結構中。
(1)苯酚的酸性究竟有多弱?能否與常見的弱酸——碳酸進行比較?如何比較?在此基礎上,學生溫故酸性強弱的比較方法,進而理解苯酚鈉與少量CO2反應的化學方程式。
(2)苯酚與濃硝酸反應可生成一種烈性炸藥,試著寫出化學方程式。
(3)苯環與羥基之間相互影響,使得苯酚的化學性質較活潑,在空氣中容易被氧化而顯粉紅色,這就是我們觀察到試劑瓶中苯酚出現粉紅色的原因。那么苯酚能否使酸性高錳酸鉀溶液褪色呢?強氧化劑還有哪些?學生對于三氯化鐵與苯酚顯色反應加深了理解。
(4)我們在醫院中能聞到苯酚的氣味,這是為什么?引導學生了解苯酚的物理性質,關注苯酚的應用。
5. 評價
在這一環節中,教師可以通過提問、小組討論、紙筆評價、記錄學生的動手操作能力等多種形式對學生進行綜合評價,如提出開放性的問題來評價學生對新概念或方法的理解和應用情況,同時鼓勵學生進行自評和互評。
評價一:綜合分析和思考
(1)如何分離甲苯和苯酚的混合物?請寫出操作流程圖。
(2)向苯酚溶液中加入少量溴水沒有出現沉淀現象,為什么?向苯酚的苯溶液中加入液溴會有沉淀產生嗎?
評價二:聯系生活學以致用
苯酚有毒,那么含酚的工業廢水該如何處理?如何檢測工廠排放的含酚污水是否達到排放標準?
五、教學反思
5E學習環教學模式注重學生的活動,學生要在與實驗現象、教師和其他同學等周圍環境因素的互動過程中不斷修正他們的原有認識,這種互動過程不僅僅是動手活動,還包括動腦思考活動,科學探究即是這種活動的主要形式??茖W探究要求學生能夠提出問題、設計和實施研究方案、分析資料和證據、運用證據進行解釋,以及表達與交流,5E學習環教學模式恰恰能夠培養學生科學探究各方面的能力[3]。作為教師,在課堂教學中使用5E學習環教學模式時,應充分理解其理論基礎和精髓所在,不斷實踐與反思,做到靈活運用,在教學中不一定要按照5E學習環教學模式嚴格的將教學內容分成五部分。5E學習環教學模式運用于化學課堂教學,旨在幫助學生有效地建構知識和提高能力,從而最終落實化學課程的基本理念。
參考文獻
[1]代鳴,姚寶駿.5E學習環教學模式在生物學教學中的運用[J].生物學教學,2008,(7):18-19
[2]林蕓,張軍朋.“5E學習環”在物理教學中的應用[J].中學物理教學參考,2010,(9):29-30
[3]王健,李秀菊.5E教學模式的內涵及其對我國理科教育的啟示[J].生物學通報,2012,(3):39-41
endprint
摘要:參照5E學習環教學模式的理論和方法,以“苯酚的性質”一節為例,闡釋了運用5E學習環教學模式進行課堂教學的操作步驟和具體方法。
關鍵詞:5E學習環教學模式;苯酚的性質;課堂教學
文章編號:1008-0546(2014)08-0014-02中圖分類號:G632.41文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.
一、5E學習環教學模式由來
1989年,美國的生物科學課程研究項目組成員在他們的“科學為生活:科學、技術和健康的整合”課程項目中將科學教學過程劃分為五個緊密相連的階段,即參與(Engagement)、探究(Exploration)、解釋(Explanation)、擴展(Elaboration)和評價(Evaluation)。由于五個階段的首字母都是E,所以稱為5E學習環教學模式[1]。這一模式強調的是以學生為中心,通過運用調查和實驗的方法解決問題,強調通過小組合作學習促進學生對科學概念的理解和知識的建構,其模式圖如圖1[2]所示:
二、教學方法選擇的依據
1. 教材分析
苯酚既是很重要的芳香烴衍生物,又是酚類物質的代表。本節內容安排在苯和乙醇之后,有其獨特的考慮。一方面苯酚與乙醇有相同點——都有羥基,這為學生對苯酚性質的探究提供了基點,另一方面苯酚與乙醇的不同點——羥基與苯環相連,又為學生進一步的探究提供了空間。引導學生體會官能團與所處“氛圍”之間的相互影響,從而理解分子結構與化學性質的辯證關系,學會全面地看待問題,能更深層次地掌握系統知識,為后面烴的衍生物的學習提供思維方法。
2. 運用5E學習環教學模式進行教學的原因
建構主義理論認為,知識不是通過教師傳授得到的,而是學習者在一定的情境中,即社會文化背景下,借助其他人(包括教師和學習伙伴)的幫助,利用必要的學習資料,通過意義建構的方式而獲得的。傳統的以教師講授、學生被動、孤立學習的教學模式難以激發學生的學習興趣,阻礙了學生的知識建構和能力提高?;瘜W是一門以實驗為基礎的自然學科,而5E學習環教學模式是一種以探究為基礎的建構主義教學方式,其理論基礎和操作流程非常符合化學學科教學的特點。
三、5E學習環教學模式在課堂中的運用
1. 參與
教師提供有意義的學習活動,吸引學生的注意力和激發學生的學習興趣。事先制作好多張畫有苯環、羥基、甲基、亞甲基的紙片,請學生利用這些紙片在黑板上進行拼接,組裝出甲苯(乙苯)、乙醇(苯甲醇)、苯酚五種三類有機物。通過拼接紙片的活動,既鞏固舊知,又使學生很自然地參與到新知的學習中,教師適時讓學生打開苯酚試劑瓶,獲取苯酚的物理性質。
2. 探究
這是5E學習環教學模式的中心環節,教師引領學生分組討論,按照提出問題——作出假設——設計實驗——驗證假設——分析結果——得出結論這一科學研究的一般流程進行合作探究,借助類比推理的方法,幫助學生樹立基團之間相互影響的觀念。
教師提供背景知識:醇羥基與鈉反應產生H2,苯與液溴發生一元取代反應;甲苯中的甲基和苯環都得到了活化,其甲基能被酸性高錳酸鉀氧化以及苯環與液溴發生三元取代反應。
(1)提出問題
聯系背景知識,針對上一環節拼接的結果,學生提出諸多問題,如:苯酚中羥基也會與鈉反應放出H2嗎?酚羥基比醇羥基活潑嗎?苯酚中的苯環有沒有得到活化,與液溴會發生怎樣的反應?等等。選取“酚羥基比醇羥基活潑嗎?”和“苯酚中苯環有沒有得到活化?”這兩個問題進行探究。
(2)設計實驗與表達交流
將學生分成4人一組進行討論、設計實驗方案,要求學生說出選擇的材料、用具、實驗步驟和可能的預期現象。
①探究酚羥基性質:提醒學生常溫下苯酚為固態,在設計實驗方案之前,如何將苯酚轉變為液態呢?學生討論得出下列方案:a.加水溶解苯酚;b.加熱熔化苯酚;c.根據相似相溶原理,在常溫下將苯酚溶于有機溶劑,如乙醚、苯等。經過小組間交流與討論,最終選擇c方案進行控制變量法對比鈉與苯酚、鈉與乙醇的實驗。實驗結果顯示反應的劇烈程度苯酚>乙醇,據此寫出:C6H5OH + Na → C6H5ONa + H2↑,并得出酚羥基比醇羥基上的H原子活潑的結論。
教師適時設問:酚羥基上的H原子究竟有多活潑?能否電離出來?引發學生思考如何檢測物質的酸性?學生討論得出用石蕊指示劑、pH試紙、含酚酞的NaOH溶液等方法,各小組動手操作實驗,結果顯示:石蕊指示劑不變色;pH試紙顯示極弱的酸性;含酚酞的NaOH溶液變成無色透明。綜合分析得出:苯酚溶液顯很弱的酸性,其電離方程式:C6H5OH[?]C6H5O-+ H+。
②探究羥基對苯環的影響:指導學生向實驗①生成的苯酚鈉溶液中加入液溴,待出現渾濁后,引導學生思考出現渾濁的原因是什么?有學生說出可能是液溴加入苯酚鈉溶液中就變成了溴水,溴水中的HBr進行了強酸制弱酸的反應,生成苯酚而變渾濁。其推測是否正確呢?引發學生小組討論,設計出對上述試管進行熱水浴處理進行驗證,結果顯示溶液不但沒有變得澄清,反而出現了白色沉淀。
學生討論可能發生的反應:a.羥基被氫溴酸中的溴取代,生成溴苯;b.苯環上發生了加成反應;c.苯環上發生了取代反應。已知溴苯在水中不沉淀,推測a不成立;針對后兩種推測,教師引導學生回顧鑒別取代與加成反應的方法,即通過檢測反應前后溶液的pH值或導電率。學生動手實驗得出:苯環上發生的是取代反應。教師適時引導學生回憶苯、甲苯與濃硝酸反應的化學方程式,通過類比推理得出此取代反應的化學方程式如下:
3. 解釋
探究完成后,學生嘗試解釋探究結果,闡述自己對概念和問題的認識,教師進行補充和完善:
(1)在探究酚羥基性質時,前兩種方案都不理想,方案一加水會與鈉反應,對實驗有干擾,方案二導致實驗不是在常溫下進行。第三種方案所加溶劑對實驗無干擾,且在常溫下就能完成實驗。
(2)苯酚顯弱酸性,而乙醇無酸性,可見苯環使酚羥基上的H變得更活潑;苯酚與濃溴水發生三元取代反應,說明酚羥基使苯環變得更活潑??梢娪袡C物中基團之間可以相互影響。
4. 擴展
教師為學生提供時間和空間,讓他們參與討論和思考,引導學生加深對新概念的理解和應用,如讓學生解釋課前的問題,也可以利用新的概念等來解釋新的情境和問題。教師還應注意引導學生對相應的概念、過程和方法進行歸納總結,從而內化到其認知結構中。
(1)苯酚的酸性究竟有多弱?能否與常見的弱酸——碳酸進行比較?如何比較?在此基礎上,學生溫故酸性強弱的比較方法,進而理解苯酚鈉與少量CO2反應的化學方程式。
(2)苯酚與濃硝酸反應可生成一種烈性炸藥,試著寫出化學方程式。
(3)苯環與羥基之間相互影響,使得苯酚的化學性質較活潑,在空氣中容易被氧化而顯粉紅色,這就是我們觀察到試劑瓶中苯酚出現粉紅色的原因。那么苯酚能否使酸性高錳酸鉀溶液褪色呢?強氧化劑還有哪些?學生對于三氯化鐵與苯酚顯色反應加深了理解。
(4)我們在醫院中能聞到苯酚的氣味,這是為什么?引導學生了解苯酚的物理性質,關注苯酚的應用。
5. 評價
在這一環節中,教師可以通過提問、小組討論、紙筆評價、記錄學生的動手操作能力等多種形式對學生進行綜合評價,如提出開放性的問題來評價學生對新概念或方法的理解和應用情況,同時鼓勵學生進行自評和互評。
評價一:綜合分析和思考
(1)如何分離甲苯和苯酚的混合物?請寫出操作流程圖。
(2)向苯酚溶液中加入少量溴水沒有出現沉淀現象,為什么?向苯酚的苯溶液中加入液溴會有沉淀產生嗎?
評價二:聯系生活學以致用
苯酚有毒,那么含酚的工業廢水該如何處理?如何檢測工廠排放的含酚污水是否達到排放標準?
五、教學反思
5E學習環教學模式注重學生的活動,學生要在與實驗現象、教師和其他同學等周圍環境因素的互動過程中不斷修正他們的原有認識,這種互動過程不僅僅是動手活動,還包括動腦思考活動,科學探究即是這種活動的主要形式??茖W探究要求學生能夠提出問題、設計和實施研究方案、分析資料和證據、運用證據進行解釋,以及表達與交流,5E學習環教學模式恰恰能夠培養學生科學探究各方面的能力[3]。作為教師,在課堂教學中使用5E學習環教學模式時,應充分理解其理論基礎和精髓所在,不斷實踐與反思,做到靈活運用,在教學中不一定要按照5E學習環教學模式嚴格的將教學內容分成五部分。5E學習環教學模式運用于化學課堂教學,旨在幫助學生有效地建構知識和提高能力,從而最終落實化學課程的基本理念。
參考文獻
[1]代鳴,姚寶駿.5E學習環教學模式在生物學教學中的運用[J].生物學教學,2008,(7):18-19
[2]林蕓,張軍朋.“5E學習環”在物理教學中的應用[J].中學物理教學參考,2010,(9):29-30
[3]王健,李秀菊.5E教學模式的內涵及其對我國理科教育的啟示[J].生物學通報,2012,(3):39-41
endprint
摘要:參照5E學習環教學模式的理論和方法,以“苯酚的性質”一節為例,闡釋了運用5E學習環教學模式進行課堂教學的操作步驟和具體方法。
關鍵詞:5E學習環教學模式;苯酚的性質;課堂教學
文章編號:1008-0546(2014)08-0014-02中圖分類號:G632.41文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.
一、5E學習環教學模式由來
1989年,美國的生物科學課程研究項目組成員在他們的“科學為生活:科學、技術和健康的整合”課程項目中將科學教學過程劃分為五個緊密相連的階段,即參與(Engagement)、探究(Exploration)、解釋(Explanation)、擴展(Elaboration)和評價(Evaluation)。由于五個階段的首字母都是E,所以稱為5E學習環教學模式[1]。這一模式強調的是以學生為中心,通過運用調查和實驗的方法解決問題,強調通過小組合作學習促進學生對科學概念的理解和知識的建構,其模式圖如圖1[2]所示:
二、教學方法選擇的依據
1. 教材分析
苯酚既是很重要的芳香烴衍生物,又是酚類物質的代表。本節內容安排在苯和乙醇之后,有其獨特的考慮。一方面苯酚與乙醇有相同點——都有羥基,這為學生對苯酚性質的探究提供了基點,另一方面苯酚與乙醇的不同點——羥基與苯環相連,又為學生進一步的探究提供了空間。引導學生體會官能團與所處“氛圍”之間的相互影響,從而理解分子結構與化學性質的辯證關系,學會全面地看待問題,能更深層次地掌握系統知識,為后面烴的衍生物的學習提供思維方法。
2. 運用5E學習環教學模式進行教學的原因
建構主義理論認為,知識不是通過教師傳授得到的,而是學習者在一定的情境中,即社會文化背景下,借助其他人(包括教師和學習伙伴)的幫助,利用必要的學習資料,通過意義建構的方式而獲得的。傳統的以教師講授、學生被動、孤立學習的教學模式難以激發學生的學習興趣,阻礙了學生的知識建構和能力提高?;瘜W是一門以實驗為基礎的自然學科,而5E學習環教學模式是一種以探究為基礎的建構主義教學方式,其理論基礎和操作流程非常符合化學學科教學的特點。
三、5E學習環教學模式在課堂中的運用
1. 參與
教師提供有意義的學習活動,吸引學生的注意力和激發學生的學習興趣。事先制作好多張畫有苯環、羥基、甲基、亞甲基的紙片,請學生利用這些紙片在黑板上進行拼接,組裝出甲苯(乙苯)、乙醇(苯甲醇)、苯酚五種三類有機物。通過拼接紙片的活動,既鞏固舊知,又使學生很自然地參與到新知的學習中,教師適時讓學生打開苯酚試劑瓶,獲取苯酚的物理性質。
2. 探究
這是5E學習環教學模式的中心環節,教師引領學生分組討論,按照提出問題——作出假設——設計實驗——驗證假設——分析結果——得出結論這一科學研究的一般流程進行合作探究,借助類比推理的方法,幫助學生樹立基團之間相互影響的觀念。
教師提供背景知識:醇羥基與鈉反應產生H2,苯與液溴發生一元取代反應;甲苯中的甲基和苯環都得到了活化,其甲基能被酸性高錳酸鉀氧化以及苯環與液溴發生三元取代反應。
(1)提出問題
聯系背景知識,針對上一環節拼接的結果,學生提出諸多問題,如:苯酚中羥基也會與鈉反應放出H2嗎?酚羥基比醇羥基活潑嗎?苯酚中的苯環有沒有得到活化,與液溴會發生怎樣的反應?等等。選取“酚羥基比醇羥基活潑嗎?”和“苯酚中苯環有沒有得到活化?”這兩個問題進行探究。
(2)設計實驗與表達交流
將學生分成4人一組進行討論、設計實驗方案,要求學生說出選擇的材料、用具、實驗步驟和可能的預期現象。
①探究酚羥基性質:提醒學生常溫下苯酚為固態,在設計實驗方案之前,如何將苯酚轉變為液態呢?學生討論得出下列方案:a.加水溶解苯酚;b.加熱熔化苯酚;c.根據相似相溶原理,在常溫下將苯酚溶于有機溶劑,如乙醚、苯等。經過小組間交流與討論,最終選擇c方案進行控制變量法對比鈉與苯酚、鈉與乙醇的實驗。實驗結果顯示反應的劇烈程度苯酚>乙醇,據此寫出:C6H5OH + Na → C6H5ONa + H2↑,并得出酚羥基比醇羥基上的H原子活潑的結論。
教師適時設問:酚羥基上的H原子究竟有多活潑?能否電離出來?引發學生思考如何檢測物質的酸性?學生討論得出用石蕊指示劑、pH試紙、含酚酞的NaOH溶液等方法,各小組動手操作實驗,結果顯示:石蕊指示劑不變色;pH試紙顯示極弱的酸性;含酚酞的NaOH溶液變成無色透明。綜合分析得出:苯酚溶液顯很弱的酸性,其電離方程式:C6H5OH[?]C6H5O-+ H+。
②探究羥基對苯環的影響:指導學生向實驗①生成的苯酚鈉溶液中加入液溴,待出現渾濁后,引導學生思考出現渾濁的原因是什么?有學生說出可能是液溴加入苯酚鈉溶液中就變成了溴水,溴水中的HBr進行了強酸制弱酸的反應,生成苯酚而變渾濁。其推測是否正確呢?引發學生小組討論,設計出對上述試管進行熱水浴處理進行驗證,結果顯示溶液不但沒有變得澄清,反而出現了白色沉淀。
學生討論可能發生的反應:a.羥基被氫溴酸中的溴取代,生成溴苯;b.苯環上發生了加成反應;c.苯環上發生了取代反應。已知溴苯在水中不沉淀,推測a不成立;針對后兩種推測,教師引導學生回顧鑒別取代與加成反應的方法,即通過檢測反應前后溶液的pH值或導電率。學生動手實驗得出:苯環上發生的是取代反應。教師適時引導學生回憶苯、甲苯與濃硝酸反應的化學方程式,通過類比推理得出此取代反應的化學方程式如下:
3. 解釋
探究完成后,學生嘗試解釋探究結果,闡述自己對概念和問題的認識,教師進行補充和完善:
(1)在探究酚羥基性質時,前兩種方案都不理想,方案一加水會與鈉反應,對實驗有干擾,方案二導致實驗不是在常溫下進行。第三種方案所加溶劑對實驗無干擾,且在常溫下就能完成實驗。
(2)苯酚顯弱酸性,而乙醇無酸性,可見苯環使酚羥基上的H變得更活潑;苯酚與濃溴水發生三元取代反應,說明酚羥基使苯環變得更活潑??梢娪袡C物中基團之間可以相互影響。
4. 擴展
教師為學生提供時間和空間,讓他們參與討論和思考,引導學生加深對新概念的理解和應用,如讓學生解釋課前的問題,也可以利用新的概念等來解釋新的情境和問題。教師還應注意引導學生對相應的概念、過程和方法進行歸納總結,從而內化到其認知結構中。
(1)苯酚的酸性究竟有多弱?能否與常見的弱酸——碳酸進行比較?如何比較?在此基礎上,學生溫故酸性強弱的比較方法,進而理解苯酚鈉與少量CO2反應的化學方程式。
(2)苯酚與濃硝酸反應可生成一種烈性炸藥,試著寫出化學方程式。
(3)苯環與羥基之間相互影響,使得苯酚的化學性質較活潑,在空氣中容易被氧化而顯粉紅色,這就是我們觀察到試劑瓶中苯酚出現粉紅色的原因。那么苯酚能否使酸性高錳酸鉀溶液褪色呢?強氧化劑還有哪些?學生對于三氯化鐵與苯酚顯色反應加深了理解。
(4)我們在醫院中能聞到苯酚的氣味,這是為什么?引導學生了解苯酚的物理性質,關注苯酚的應用。
5. 評價
在這一環節中,教師可以通過提問、小組討論、紙筆評價、記錄學生的動手操作能力等多種形式對學生進行綜合評價,如提出開放性的問題來評價學生對新概念或方法的理解和應用情況,同時鼓勵學生進行自評和互評。
評價一:綜合分析和思考
(1)如何分離甲苯和苯酚的混合物?請寫出操作流程圖。
(2)向苯酚溶液中加入少量溴水沒有出現沉淀現象,為什么?向苯酚的苯溶液中加入液溴會有沉淀產生嗎?
評價二:聯系生活學以致用
苯酚有毒,那么含酚的工業廢水該如何處理?如何檢測工廠排放的含酚污水是否達到排放標準?
五、教學反思
5E學習環教學模式注重學生的活動,學生要在與實驗現象、教師和其他同學等周圍環境因素的互動過程中不斷修正他們的原有認識,這種互動過程不僅僅是動手活動,還包括動腦思考活動,科學探究即是這種活動的主要形式??茖W探究要求學生能夠提出問題、設計和實施研究方案、分析資料和證據、運用證據進行解釋,以及表達與交流,5E學習環教學模式恰恰能夠培養學生科學探究各方面的能力[3]。作為教師,在課堂教學中使用5E學習環教學模式時,應充分理解其理論基礎和精髓所在,不斷實踐與反思,做到靈活運用,在教學中不一定要按照5E學習環教學模式嚴格的將教學內容分成五部分。5E學習環教學模式運用于化學課堂教學,旨在幫助學生有效地建構知識和提高能力,從而最終落實化學課程的基本理念。
參考文獻
[1]代鳴,姚寶駿.5E學習環教學模式在生物學教學中的運用[J].生物學教學,2008,(7):18-19
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