二期课改背景下开展研究性学习的探讨

——以苯酚性质的课堂教学为例

吴彬

一、背景与主题

从价值取向和基本理念来看，“二期课改”关注学生在学习中体验探索知识的过程，强调改变过去过于注重知识传授的倾向，形成积极主动的学习态度，促进学生在教师指导下主动地、富有个性地学习，与“为考试而教”的传统教学观有明显不同，对教师提出了新的更高的要求。教师要体现“二期课改”的宗旨，同时要完成相应的教学任务，探索开展研究性学习无疑是一个很有效的途径。本文试图以苯酚性质的教学作为案例进行一些分析。

苯酚是学生日常生活中较少接触的一种物质，它按有机物分类属于酚类物质，所含官能团-OH与醇类物质相同。苯酚性质这一课的任务是让学生理解苯酚中的-OH具有不同于醇-OH的性质，氧氢键更易断裂，能体现出弱酸性，而苯环的性质也不同于芳香烃，苯环上的氢原子更加活泼，易被取代。学生已经学习过醇类物质，对乙醇比较熟悉，在传统教学过程中教师一般通过引导学生研究官能团-OH的性质来学习有机物的性质，得出官能团种类决定有机物性质的结论。这无疑给学生提供了一种学习思考的方法，但有一定的局限性，因为一种物质中存在两种或两种以上的官能团时，官能团之间往往会产生一种相互影响，使有机物的性质出现意想不到的差异。如苯酚中-OH与苯环相互影响就会出现不同结果，说明有机物的性质不是官能团孤立决定而是共同作用来决定。

学习苯酚性质的内容，对培养学生辨证思维能力、启发学生的求异思维以及完善有机物学习方法是有帮助的。笔者在开展研究性教学方面作了些思考，从如何创设探究背景，让学生从生活中感受到苯酚的重要性，激发学生的探究热情；如何搭建平台，引导学生思考，动手探究苯酚并在探究过程中学会合作，体验成功，总结失败，获得知识；如何在新获得知识的基础上大胆想象并收集酚类物质用途的最前沿成果，学会有的放矢地收集资料等方面，进行了一次教学尝试。

二、教学情景描述

在实际的教学实践中，教师从几个简单的官能团入手，预设了一个问题：任取下列基团 ---CH₃ 、 ---CH₂ CH₃、 C₆H₅----、--C₆H₄---、-OH中的两种或三种组成化合物，请先写出结构简式，再判断是否属于同一类物质。期望通过这样一个有一定思维容量和难度的问题让学生在搭建分子式时经历一个由浅入深、由表及里的关注结构特点的思维过程，引发学生从结构来判断物质分类，发现自己尚不熟悉的物质，并欲做深层次探讨的兴趣。由于问题具有一定的开放性，学生在此体验过程中有点发慌。市重点中学的学生能较好地书写结构简式，部分同学出现了笔误。在投影学生书写成式后讨论。

[片段1]师： 这些物质从元素组成上看可分为烃和烃的衍生物。那些烃的衍生物都含有官能团-OH，它们属于同一类物质吗？你的判断依据是什么？

生：是。官能团

师： 这些物质那些是你见过的？

生：-------------

生：甲醇与苯甲醇不是同一类物质。

学生已有的知识结构，即官能团的种类决定有机物类别；当都有官能团–OH时，分子中苯环的存在是否也影响有机物的分类？其实此时学生的思维与已有知识结构之间也出现了不平衡。此时，教师注意到学生也在试图寻找这些物质结构上的不同，试图寻求物质分类的新依据，但又不能准确判断苯环的存在是否能决定有机物的分类。此时教师以问题的方式引导学生找出结构上的差异。

[片段2] 师：  甲醇与苯甲醇都叫醇。这些物质在结构特点上有何异同？

生：  前三种-OH不与苯环直接相连，后两种-OH与苯环直接相连。结构不同。

师：  张同学从结构上看出-OH与苯环直接相连，这一类物质被称为酚。同学家里的洗手液是芳香的，我们学校用的洗手液（碰巧含酚类物质）瓶体的标签上有一行字“含来苏尔成分”就是酚类物质，它香吗？

生：（大笑）臭。

师：  酚类物质具有苯酚相同的气味，苯酚是最简单的酚。研究酚就从苯酚开始。

从以上片段可以看出，教师想从结构着手引出酚的定义，先直接界定甲醇与苯甲酸都是醇类，引导学生注意–OH与链烃基直接相连，不与苯环直接相连的叫醇，若烃基与苯环直接相连，则性质就与醇有许多不同，而被分为另一类物质——酚。然后通过生活中同学们熟悉的含来苏尔成分的洗手液来导出与之具有相同气味的苯酚，激发学生的研究兴趣，明确研究目标。导入新课以后，试图传递给学生一种探究物理性质的方法来指导学生研究苯酚的物理性质。

[片段3]  请学生从药品中找出固体苯酚，观察色、态、味并描述。

学生合作实验探究。

生：无色、怪怪的气味（有人起哄说香味，学生都笑）、固体。

还有些粉红色（其他同学都认同）。

师： 空气中的氧气氧化苯酚，生成一种粉红色的物质，研究物理性质色、态、味，还应从溶解性角度来研究。请实验探究一下，并描述现象。

生：冷水中有浑浊。

师：  若加热，会怎样？说明什么问题？

生：油状分层，在下层。估计是苯酚液体。说明苯酚的熔点低，密度比水大。

    在教师的一段启发、追问下，学生基本上能在实验中独立观察、分析得到：无色固体、特殊的气味、密度比水大，熔点低，不溶于冷水，在热水中易溶等物理性质。这时出现了一个有趣的片段。

[片段4]师：油层在下层。是苯酚液体，振荡后会看到什么？

生：不溶，振荡也不溶。为什么？

众生：可能温度没达到（大多数认同溶解了）

看来学生在实验时的思维状态已不仅是停留在仅仅动动手，观察，描述现象上，而是在尝试着分析解决问题，思考力处于较高水平。教师欣喜地感受到学生这种闪烁的“课堂智慧”在探究过程中出现了。知识不再死板，而是变得有意义起来。有同学在加热时，由于方法不当，胆小的同学尖叫了一声，于是教师拿着一瓶酒精和一团棉花冲了过去，在确信无险情后，灵机一动提出一个问题。

[片段5] 师:  刚才实验时，有惊无险。我准备了酒精和棉花，是给他消毒吗？

你得到什么启示？

众生：（笑） 说明苯酚有毒，有溶于强烈的腐蚀性，易溶于酒精。

学生用逆向思维的方法准确推测出苯酚的毒性、腐蚀性这一间接知识，这在现有的条件下，是很难用化学实验的方法来探究的。这样应景的处理方式，也使学生不难得出苯酚易溶于酒精的结论。这一过程虽然没有直接实验，但是让学生感受到直接应用苯酚物理性质的乐趣，开辟了获得知识的另一条途径，对苯酚的表象留下深刻印象。

这一探究过程，虽然达到了知识目标，也在一定程度上培养了学生的动手能力、判断力和思考力，学生思维比较活跃，但也存在一些遗憾。因为在苯酚的物理性质中，仅有溶解性的变化与温度的关系是难点，在时间允许的条件下，可以尝试放手让学生自己讨论研究方案，实施探究，而不是在教师的密切指导下实验，这样可以更有效地提高学生思考力水平。苯酚的化学性质是本节课的重点，在课堂中，可引导学生采用类比的方法进行对比研究。

[片段6]   师： 苯酚和乙醇相比，他们的官能团都是-OH，乙醇能与钠反应，苯酚也能与钠反应。乙醇是非电解质呈中性，不能与氢氧化钠反应，-OH与苯环相连时，能与氢氧化钠反应吗？(请你们设计一个实验探索苯环对-OH的影响，描述现象，得出结论）

学生实验探究（在浑浊的苯酚溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液）

生：变澄清了，说明能与氢氧化钠反应。苯酚有酸性。

师：  当–OH与苯环相连时，会电离出H⁺，显酸性。怎样用实验探究苯酚酸性强弱？

教师提出探究目标，由学生从已学过的乙醇的性质出发，设计方案，比较羟基氢的活泼性质。学生直接用前面实验中获得的浑浊的苯酚液与氢氧化钠溶液反应而变澄清这一现象，得出苯酚的酸性比乙醇强，教师顺势解释了苯环对–OH的影响使–O–H键在水分子作用下更易断开，电离出H+，使苯酚显酸性，会很自然地进一步考虑苯酚为何会有酸性以及酸性强弱程度等问题。学生展开讨论：

 [片段7]  生： （讨论）根据强酸制弱酸的原则，在澄清的溶液中加HCl或HAc。

           （认可并开始实验）

生：  滴加HCl或HAc会变浑浊，生成的物质是苯酚，苯酚是弱酸。

师：  （展示方程式）。如果仅从HCl与苯酚钠反应得到苯酚，能否证明苯酚是弱酸？怎样证明呢？

生：不能。从逻辑上讲，比强酸弱的酸不一定是弱酸。因此需设计苯酚与弱酸（HAc或H₂CO₃）反应来证明苯酚是弱酸。若在苯酚钠溶液中通入二氧化碳气体也有浑浊， 则说明苯酚比碳酸弱。

师：  苯酚不能使紫色石蕊试液变红，说明酸性极弱。俗称石碳酸。

通过设计一段讨论式的教学过程，让学生探讨研究苯酚酸性强弱的实验方案，并采用分组的方式实践，然后对实验方案进行分析，以问题的方式引导学生优化方案，获得相关的科学知识，使学生能完整地体验到这一理论探究的过程，培养抽象思维能力，从现象入手挖掘物质的本质，掌握苯酚溶液具有弱酸性。

[片段8]师： 小结:苯环对–OH的影响。从哲学上讲，物质之间的作用是相互的, –OH对苯环也应有影响。回顾一下苯与液溴的反应，在液溴和催化剂的作用下只能取代苯环上的一个氢原子，说明苯环上的氢不活泼。当苯环与–OH相连以后呢？

（教师演示苯酚与浓溴水的反应及方程式）

师： 由于–OH对苯环的影响使–OH邻、对位上的氢原子激化了，变的活泼了，只要浓溴水就能生成白色的三溴代物，

教师在此时注意引导学生在研究学习中用辨证思维法来考虑问题，让学生回顾液溴（有毒）与苯反应的方程式，与浓溴水与苯酚反应对比，请学生大胆推测苯酚与浓溴水反应会出现什么现象？并为学生演示（考虑到溴的毒性）。学生不能预想到有白色沉淀出现，所以十分惊奇，情绪很高，求知欲得到激发。教师从反应的原理出发，引导学生关注羟基对苯环上的氢原子产生的激活作用，又从反应的高灵敏性指出：利用这一原理可定性或定量地测定苯酚的存在，比如对水体中的酚污染的测定。这应有助于学生体验学以致用原则。

[片段9]  师： 在苯环与–OH的相互影响下，它也跟某些无机盐类发生一些有趣的反应。如：酚类物质与Fe3+会呈现橙色、紫色等五彩缤纷的色，苯酚与Fe3+会呈现什么颜色呢？

（学生实验探究）

众生：紫色。

师：  溶液还是沉淀？

众生：是溶液。（大家都很确定）

师： 这种神秘的物质曾困扰科学家许多年，直到近几年才知道是一种络离子。这种方法也可以定性检测苯酚的存在。（展示方程式）

对颜色反应的探究，现象虽然十分明显，但由于反应机理比较复杂，所以教师仅提示学生注意观察反应现象，利用这一特殊的颜色检测苯酚。仅把反应的实质落脚到苯环与–OH的相互影响上来。

最后教师请同学根据所查找的资料介绍一下苯酚与我们的生活。 学生通过多方收集、汇总资料，对苯酚用途作了精彩详细的介绍，让大家耳目一新。原来苯酚的用途十分广泛，生活中有那么多物质如：酚醛树脂，对甲基苯酚，甲酚皂，渔网，药物等都与苯酚有关，从而升华为一种生活智慧，使学生明确学习苯酚的性质最终是为了开拓苯酚的应用前景，为人类开创更美好的生活。

三、讨论与课后反思

    在化学课堂中开展研究性学习，可以放手让学生去观察和实验，教师要扮演好“指导者”、“引路人”的角色，引领学生采取科学的研究方法，为学生创设和提供好的探究背景环境，这也是尊重学生创造力的表现。如在对苯酚的性质进行探究时，教师引导学生物理性质应从色、态、味、溶解性、硬、熔、沸点、密度等几方面去研究，化学性质不仅孤立地关注官能团的类别，还应着眼于不同官能团的相互影响，结合已有知识结构用对比法研究。然后给予学生充足的时间去讨论探究策略、合作实验、记录观察到的现象，提出在探究过程中碰到的难以解释的问题。在讨论和解决问题中，教师也只是用启发思考的方法，引导学生搭建解决问题的阶梯，让学生自己通过分析体验获得想要的知识的过程。当然，这样安排教学，要保证适当的教学进度也有一定难度，教师需要具备扎实的教学功底及较强的应变能力，还要对学生的原始思考力水平比较了解等。以这种方式开展学习，有助于充分体现以学生为主体的原则，发挥学生的创造力、想象力，有效培养其思考力水平及动手能力。

    在“二期课改”的指导思想下，选择这样一个主题来探究有机物中官能团对有机物性质的影响是有一定风险的，如苯酚有毒性，在研究过程中难免要用到有毒、且极易挥发的药品（如浓溴水）等，这样在整个教学过程中，考虑到药品安全问题、环保问题，教师不敢放手让学生的研究从观察开始，实践真正的、完全意义上的探究。

课后，教师就这堂课的形式和效果与学生有过交流，学生普遍反映，这堂课中动手研究物质多了许多，获得了许多直接经验，印象深刻。动手前实验盲目性减少了，参与度增加了，但对于方程式，由于采用多媒体手段展示较快（如果不快，既定的教学内容完成不了），课后还得再花时间落实。但学生总体上评价这种教学形式较好，内容很详实，只是担心化学知识落实不够，即方程式不会写。可见用这种形式组织教学，虽然对学生的综合能力有所培养，也受到学生的欢迎，但仍然受到“教学课时—知识水平─能力培养”这一问题的困扰。