淺談《苯》的教學(xué)中高中化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

劉慶哈

宏觀辨析與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)識(shí)、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任是高中化學(xué)核心素養(yǎng)的五個(gè)要素.本文基于《苯》的教學(xué)對(duì)這五個(gè)要素進(jìn)行闡述.

一、宏觀辨析與微觀探析

化學(xué)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)變化及其應(yīng)用的一門自然學(xué)科.化學(xué)的研究角度是微觀的，但研究出的物質(zhì)的性質(zhì)和應(yīng)用通常是宏觀的.

從宏觀角度分析，苯的性質(zhì)包括色、味、態(tài)等物理性質(zhì)和具有明顯現(xiàn)象的化學(xué)性質(zhì).從微觀角度分析，由苯的分子式C6H6，可推斷苯具有不飽和性，根據(jù)對(duì)乙烯的相關(guān)性質(zhì)的了解，自然想到苯中的不飽和度很可能表現(xiàn)為碳碳雙鍵.再結(jié)合有機(jī)物中碳碳雙鍵的特性——能使紫色的酸性高錳酸鉀溶液褪色，進(jìn)行苯與酸性高錳酸鉀溶液作用的實(shí)驗(yàn)，可知苯的微觀的分子結(jié)構(gòu)中沒有碳碳雙鍵.

二、變化觀念與平衡思想

化學(xué)的重要任務(wù)之一是研究物質(zhì)的性質(zhì).物質(zhì)的性質(zhì)意味著“有變化”，包括物質(zhì)狀態(tài)的變化、結(jié)構(gòu)的變化和能量的變化，等等.各種變化的最終結(jié)果其實(shí)是一種平衡.這點(diǎn)在苯的教學(xué)內(nèi)容中也有很好的體現(xiàn).苯典型的化學(xué)性質(zhì)之一是苯和液溴發(fā)生取代反應(yīng).反應(yīng)制得的溴苯如何提取呢？且看例題：

實(shí)驗(yàn)室用液溴和苯反應(yīng)制備溴苯，得到粗溴苯后，要用如下操作精制：a.蒸餾;b.水洗;c.用干燥劑干燥;d.稀NaOH溶液洗.正確的操作順序是.

此題的解決涉及了物質(zhì)的分離和提純.首先要分析粗溴苯的成分：該反應(yīng)中用FeBr3作催化劑，所以混合物中含有FeBr3;苯和溴不能完全反應(yīng)，故混合物中含有溴單質(zhì)和苯;制取溴苯的同時(shí)生成HBr，所以溴苯中混有溴化鐵、苯、溴單質(zhì)和溴化氫.選項(xiàng)中“d.稀NaOH溶液洗”的目的是除去溴單質(zhì)，“a.蒸餾”的目的是除去苯.解決這道題需要學(xué)生知道苯和液溴的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，會(huì)達(dá)到一個(gè)平衡狀態(tài)，故制得的溴苯中含有苯和液溴.

不過，教材上在書寫該反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí)用“→”，而沒有使用可逆符號(hào).因?yàn)楸胶鸵轰宓姆磻?yīng)程度較大，即反應(yīng)物大部分轉(zhuǎn)化為溴苯，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式用“→”連接，但在物質(zhì)的精制時(shí)就要對(duì)反應(yīng)的不徹底性進(jìn)行考慮.

三、證據(jù)推理與模型認(rèn)識(shí)

化學(xué)是一門研究性的學(xué)科，其研究的方法離不開推理.我們看教材上的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：1.向試管里加入少量苯，再加入溴水，振蕩后，觀察現(xiàn)象;2.向試管里加入少量苯，再加入酸性高錳酸鉀溶液，振蕩后，觀察現(xiàn)象.這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)就是兩個(gè)證明苯結(jié)構(gòu)中沒有像乙烯那樣含有碳碳雙鍵的有力證據(jù).然而，苯的不飽和度又比較高，于是便自然地推理出苯中含有環(huán)狀的結(jié)構(gòu).這也是苯的結(jié)構(gòu)的雛形.

四、實(shí)驗(yàn)探究和創(chuàng)新意識(shí)

化學(xué)對(duì)物質(zhì)的研究不是憑空的想象，而是通過實(shí)驗(yàn)的探究來獲得物質(zhì)的性質(zhì).這個(gè)過程需要很高的科學(xué)素養(yǎng)，其中創(chuàng)新是必不可少的要素.例如，苯和液溴的反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，除了傳統(tǒng)型，在很多化學(xué)教育教研雜志上還有很多改進(jìn)型.這些改進(jìn)的創(chuàng)新裝置體現(xiàn)了微量化、環(huán)保性和現(xiàn)象明顯化等優(yōu)勢.筆者在教學(xué)中也對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了創(chuàng)新：在裝置的發(fā)生部分圓底燒瓶上連接一個(gè)豎直的導(dǎo)氣管，再在導(dǎo)氣管的另一端套個(gè)氣球.該裝置使用氣球有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一是使現(xiàn)象更加清晰，通過氣球的膨脹可以很直觀地說明該反應(yīng)有氣體產(chǎn)生;二是體現(xiàn)了環(huán)保性，通過氣球來收集污染性的酸性氣體HBr.

五、科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任方面

任何學(xué)科的發(fā)展都離不開科學(xué)工作者的努力付出，這個(gè)過程不僅需要科學(xué)精神，更需要一種社會(huì)責(zé)任感，化學(xué)也不例外.苯這部分內(nèi)容就是一個(gè)很好地體現(xiàn)科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任感的典例.

在人教版《化學(xué)2（必修）》的第71頁的“科學(xué)史話”《苯的發(fā)現(xiàn)和苯分子結(jié)構(gòu)學(xué)說》中，以很大篇幅介紹了苯的研究發(fā)展過程.這篇史話有很多地方值得教師在課堂中對(duì)學(xué)生進(jìn)行人生觀和價(jià)值觀的教育.例如，苯分子結(jié)構(gòu)的研究歷經(jīng)了幾代科學(xué)家：從法拉第的對(duì)苯的關(guān)注到米希爾里希的對(duì)苯的命名，再到熱拉爾對(duì)苯的相對(duì)分子質(zhì)量的確定，最后到凱庫勒對(duì)苯的環(huán)狀結(jié)構(gòu)創(chuàng)造性的推測.這無疑體現(xiàn)了堅(jiān)持不懈的科學(xué)精神，很好地詮釋了研究需要建立在前輩的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展的科學(xué)精神.

當(dāng)然，《苯》的教學(xué)內(nèi)容中不光蘊(yùn)含了高中化學(xué)核心素養(yǎng)的五個(gè)方面，還有很多教學(xué)內(nèi)容都很好地體現(xiàn)了化學(xué)的核心素養(yǎng).這就要求在今后的教學(xué)中教師要多思考、多研究.改革還在路上，高中化學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵和應(yīng)用任重而道遠(yuǎn)！