“任務驅動+模型認知”雙教學模式探究

［摘 要］文章以“苯酚的性質”教學為例，遵循以學生為主體的教學原則，運用任務驅動教學策略，讓學生在完成多層次探究的過程中學習苯酚的相關知識，同時注重學生素養的培養，引導學生勇于“建模”和善于“用模”，使他們深切感受到“模型”在學習中的重要作用。將“任務驅動+模型認知”雙教學模式融合到課堂中，以達到提高教學效果、讓學生得到全面發展的目的。

［關鍵詞］任務驅動;模型認知;苯酚

［中圖分類號］ " "G633.8 " " " " " " " "［文獻標識碼］ " "A " " " " " " " "［文章編號］ " "1674-6058（2024）29-0065-04

在“三新”改革背景下，高中化學課程應致力于全面發展學生的核心素養，重視開展“素養為本”的教學[1]。為了激發學生學習化學的興趣，使學生真正成為課堂的主體參與者，并達到“發展學生化學學科核心素養”主旨要求，高中化學教師在教學中要跳出傳統的灌輸式教學框架，改善教學方法，優化教學策略。任務驅動教學[2]是一種通過布置學習任務，驅動學生進行自主探究學習、積極參與課堂的教學模式。而模型認知教學[3]則是一種通過引導學生構建與應用各類模型，幫助其梳理知識，提升思維能力和解決問題能力的教學模式。這兩種教學模式均以學生為主體，能夠很好地將學科核心素養滲透其中，充分彰顯“素養為本”的教學理念。本文以“苯酚的性質”教學為例，將“任務驅動”和“模型認知”這兩種教學模式融合在一起，對部分教學內容進行詳細陳述，以供探討。

一、教學設計思路

在學習苯酚之前，學生已經學習了烴和醇等部分有機物的知識，了解到特殊基團對有機物的性質起著重要的作用，并通過比較甲苯和苯的結構與性質，初步形成了“基團相互影響”思維模型。本節課的主要教學目標是能辨識酚的官能團，能結合結構預測和實驗探究的方式認識苯酚的重要性質；能從結構和性質兩個角度區分醇和酚，進一步鞏固和深化“基團相互影響”思維模型。

本節課教學方式上采用“任務驅動+模型認知”雙模式。將教學目標分解成不同層次的學習任務，并在問題討論、實驗探究以及實際應用等不同情境中將其激活。在任務驅動下，學生通過構建或應用相關思維模型，對苯酚的性質進行預測，并設計實驗方案進行驗證，最終構建出苯酚的完整知識體系，完成對苯酚性質的認知。同時，將“教與學，學與用”緊密融合，結合苯酚的性質設計不同的應用情境，讓學生不僅能積極主動參與學習，還能將所學知識遷移應用到實際問題的解決中。

此外，教學過程還注重學生化學學科核心素養的培養，將素養要求滲透到各個教學環節中，從而體現化學學科的育人價值，實現“素養為本”的教學。

二、教學過程

（一）創設情境，引入課題

以教材中的“科學史話”作為情境引入，旨在激發學生了解苯酚的興趣。

【科學史話】英國著名外科醫生利斯特通過對生活細節的觀察和大膽嘗試，發現使用工廠廢水中含有的石炭酸（苯酚）稀溶液對手術器械以及傷口進行消毒，可有效降低病人術后感染率，為醫學的發展作出了偉大的貢獻。利斯特因此被譽為“外科消毒之父”。然而，需要注意的是苯酚具有一定的毒性和腐蝕性，使用不當會對人體造成傷害[4]。

設計意圖：“科學史話”是化學教學中創建情境的重要素材之一，如教材中提到的“侯德榜和侯氏制堿法”“舍勒和氯氣的制備”以及“凱庫勒和苯的分子結構”等。通過引入這些情境，不僅使學生體會到苯酚性質與生產生活的重要聯系，還能激發他們學習苯酚的興趣，培養他們的科學探究精神和創新意識。

（二）聯系對比，預測性質

熟悉苯酚的結構，并基于“結構決定性質”思維模型來預測苯酚的性質。

【模型認知】展示苯酚實物模型，認識苯酚的組成與結構。

【任務1】分析苯酚的結構特點，簡要說說苯酚與哪些物質具有相似的化學性質。

【思考討論】通過了解苯酚的結構，不難發現苯酚兼顧了羥基和苯環的性質。而苯甲醇與苯酚的結構中都含有羥基和苯環，卻不屬于同類有機物，這又是為什么呢？從中可得出什么結論？

【任務2】通過思考討論，鞏固酚和醇的定義，并聯系對比苯、甲苯和乙醇的結構和性質，從“基團相互影響”的角度，推測苯酚相較于乙醇和苯可能具有的重要性質差異（如表1）。

設計意圖：通過引入實物模型以及物質分類觀念，加強學生對苯酚結構以及酚類定義的理解，并引導學生通過對比分析苯酚與苯甲醇類別的不同，意識到羥基連接在不同位置可導致物質性質的改變。同時，整合苯、甲苯和乙醇的相關知識作為證據，將知識遷移應用，對苯酚的性質做出合理推測。整個環節將“微觀探析”“證據推理”等核心素養滲透到任務中，旨在培養學生的知識整合能力、證據意識以及模型應用能力。

（三）實驗探究，深入學習

選擇合適的儀器及藥品，對苯酚的性質進行實驗探究。

實驗探究1：苯酚的物理性質

【實驗演示】取少量苯酚固體置于試管中，觀察并了解苯酚的狀態、顏色和氣味；將苯酚分為三份，分別加入少量蒸餾水、酒精和苯。

【實驗現象】苯酚溶于水中溶液變渾濁；苯酚溶解在酒精和苯中得到澄清溶液。

【實驗結論】常溫下苯酚的水溶性較小，而易溶于酒精和苯等有機溶劑，證明有機物的結構會對其物理性質產生影響，因此可以根據有機物的結構判斷其的溶解性。推測1成立。

【任務3】根據苯酚的結構特點及其水溶性實驗結果，構建一般有機物水溶性規律模型（如圖1）。

【學以致用】苯酚有腐蝕性，若不慎將苯酚沾到皮膚上，應當如何處理？

實驗探究2：苯酚的酸性

【任務4】基于“酸的通性”思維模型，設計實驗方案驗證苯酚的酸性（如表2）。

【分析討論】實驗結果表明苯酚具有弱酸性。同時，該實驗也驗證了苯環對羥基的活化作用，使得O-H鍵的極性變強。在基團的相互影響下，化學鍵的極性會發生改變，從而導致物質的化學性質發生變化。推測2成立。

【設問】苯酚不能使石蕊溶液變色，說明其酸性比碳酸弱。如果將CO2通入苯酚鈉溶液中，產物是否會像其他類似反應一樣，受到通入CO2量的影響呢？

【任務5】基于“強酸制弱酸”思維模型，設計實驗方案驗證苯酚和碳酸的酸性強弱，并探究CO2與苯酚鈉溶液的反應情況，對苯酚的酸性進行深入學習。

【分析討論】表3中的實驗1驗證了碳酸酸性比苯酚強；實驗3說明苯酚能和Na2CO3溶液反應生成NaHCO3，這意味著無論通入的CO2氣體是否過量，反應產物只會是NaHCO3。綜合三組實驗的結果，還可以得出一個結論：常溫下，[Ka1]gt;[Ka]gt;[Ka2]（設碳酸的電離常數分別為[Ka1]、[Ka2]，苯酚的電離常數為Ka）。“強酸制弱酸”是一個重要的思維模型，它不僅在酸性強弱比較中應用廣泛，還可以用于判斷該類型反應的產物。

【學以致用】（1）苯酚與苯能夠互溶，請結合剛才設計的實驗方案將兩者分離。（2）從“基團相互影響”的角度，分析比較氯乙酸（CH2ClCOOH）和乙酸的酸性大小。

實驗探究3：苯酚與溴的取代反應

【學生實驗】往苯酚稀溶液中逐滴滴加濃溴水，邊加邊振蕩，觀察實驗現象。

【任務6】梳理實驗結果，并與苯的溴代反應做對比（如表4）。

【分析討論】反應最終生成白色沉淀，說明苯酚和溴水發生了反應。與苯相比，苯酚與溴的取代反應條件更為簡單，而且生成的是三溴代物，說明羥基活化了苯環，使苯環上羥基的鄰對位更容易發生取代反應。推測3成立。

【學以致用】盡管苯酚與溴的反應可以用于苯酚的定性檢驗和定量測定，但在某些情況下向苯酚溶液中滴加少量濃溴水時，可能會看不到白色沉淀，請結合相關物質的性質解釋其中原因。

實驗探究4：苯酚的顯色反應

【任務7】將氯化鐵溶液滴加到裝有苯酚的試管中，探究苯酚的顯色反應。

【分析討論】苯酚的顯色反應是酚類特有的一種性質，這一性質既無法通過苯酚分子中的單一基團來推斷，也無法通過“基團相互影響”思維模型來推出。這說明部分物質的性質存在特殊性，需要通過實驗才能發現。

【學以致用】三百多年前，著名化學家波義耳使用鐵鹽與沒食子酸制造了墨水。請解析其原理。

設計意圖：實驗是化學教學中不可或缺的一個重要環節。學生可以通過宏觀的實驗現象，探究物質的微觀變化過程，從而加深對化學原理的理解。本環節設置了4組實驗，用于探究基團間的相互影響，并以此推測苯酚的性質。探究任務除了要完成既定的教學目標，還要注重培養學生的素養。如“苯酚的溶解性”和“苯酚的酸性”這兩個探究過程，需要學生進行分析推理，并對模型進行構建和應用，體現了“證據推理”和“模型認知”的素養要求。在每個性質的學習之后，都會設置一個“學以致用”環節，目的在于通過真實情境中的問題引導學生將所學知識應用到實際問題的解決中，并及時反饋學生的學習情況，實現“教與學，學與用”相結合，這也是高中課堂“教學評”一體化的重要體現。

（四）歸納知識，提升思維

梳理知識，構建苯酚性質的認知模型[5]。回歸情境，完成教學閉環。

【任務8】從“結構決定性質，性質決定用途”的角度，對苯酚的性質進行梳理，并構建苯酚的性質認知模型（如圖2）。

【情境創設】在“科學史話”中提到，利斯特在工廠廢水中發現了苯酚。由于苯酚有毒，隨意排放會危害環境。如果你是環境監察員，如何檢測工業廢水中是否含有苯酚？如果含有，又該如何處理？請你結合本節課所學內容，簡述你的方法。

設計意圖：通過對本節課進行知識歸納，構建苯酚的性質認知模型，加深學生對“結構決定性質，性質決定用途”以及“基團相互影響”等觀念的理解。模型構建過程能幫助學生形成對苯酚性質的直觀形象認知，培養學生的創新思維和問題解決能力。同時，通過設立真實問題情境，不僅形成了教學閉環，還能再次強化學生對苯酚性質的認知與應用，增強他們的社會責任感，體現化學學科的育人理念。

三、結語

隨著“三新”改革的全面鋪開，課標為化學教學指明了方向。高中教師要把握這次難得的機遇，敢于面對新的挑戰，在教學教法研究上多花時間和精力，針對不同教學內容和不同需求層次的學生，設計合適的教學方法，以促進學生的化學學科素養得到良好發展。

［ " 參 " 考 " 文 " 獻 " ］

[1] "中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準：2017年版2020年修訂[M].北京：人民教育出版社，2020.

[2] "周紅艷.任務驅動教學法在有機化學教學中的應用[J].化工設計通訊，2023，49（6）：129-131.

[3] "劉媛，張紅鴿，尚永輝，等.對化學教學中“模型認知”的認識與思考[J].云南化工，2024，51（2）：158-161.

[4] "人民教育出版社，課程教材研究所，化學課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書 化學 選修5 有機化學基礎[M].北京：人民教育出版社，2019.

[5] "賀冰，盧偉.“雙模齊下”建模思路在苯酚教學中的應用[J].化學教與學，2022（7）：53-56.

（責任編輯 羅 " "艷）