基于5E学习环教学模式的化学教学

2014-09-23 13:59章信年
化学教与学 2014年8期
关键词:苯酚羟基实验

章信年

摘要:参照5E学习环教学模式的理论和方法,以“苯酚的性质”一节为例,阐释了运用5E学习环教学模式进行课堂教学的操作步骤和具体方法。

关键词:5E学习环教学模式;苯酚的性质;课堂教学

文章编号:1008-0546(2014)08-0014-02中图分类号:G632.41文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.

一、5E学习环教学模式由来

1989年,美国的生物科学课程研究项目组成员在他们的“科学为生活:科学、技术和健康的整合”课程项目中将科学教学过程划分为五个紧密相连的阶段,即参与(Engagement)、探究(Exploration)、解释(Explanation)、扩展(Elaboration)和评价(Evaluation)。由于五个阶段的首字母都是E,所以称为5E学习环教学模式[1]。这一模式强调的是以学生为中心,通过运用调查和实验的方法解决问题,强调通过小组合作学习促进学生对科学概念的理解和知识的建构,其模式图如图1[2]所示:

二、教学方法选择的依据

1. 教材分析

苯酚既是很重要的芳香烃衍生物,又是酚类物质的代表。本节内容安排在苯和乙醇之后,有其独特的考虑。一方面苯酚与乙醇有相同点——都有羟基,这为学生对苯酚性质的探究提供了基点,另一方面苯酚与乙醇的不同点——羟基与苯环相连,又为学生进一步的探究提供了空间。引导学生体会官能团与所处“氛围”之间的相互影响,从而理解分子结构与化学性质的辩证关系,学会全面地看待问题,能更深层次地掌握系统知识,为后面烃的衍生物的学习提供思维方法。

2. 运用5E学习环教学模式进行教学的原因

建构主义理论认为,知识不是通过教师传授得到的,而是学习者在一定的情境中,即社会文化背景下,借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得的。传统的以教师讲授、学生被动、孤立学习的教学模式难以激发学生的学习兴趣,阻碍了学生的知识建构和能力提高。化学是一门以实验为基础的自然学科,而5E学习环教学模式是一种以探究为基础的建构主义教学方式,其理论基础和操作流程非常符合化学学科教学的特点。

三、5E学习环教学模式在课堂中的运用

1. 参与

教师提供有意义的学习活动,吸引学生的注意力和激发学生的学习兴趣。事先制作好多张画有苯环、羟基、甲基、亚甲基的纸片,请学生利用这些纸片在黑板上进行拼接,组装出甲苯(乙苯)、乙醇(苯甲醇)、苯酚五种三类有机物。通过拼接纸片的活动,既巩固旧知,又使学生很自然地参与到新知的学习中,教师适时让学生打开苯酚试剂瓶,获取苯酚的物理性质。

2. 探究

这是5E学习环教学模式的中心环节,教师引领学生分组讨论,按照提出问题——作出假设——设计实验——验证假设——分析结果——得出结论这一科学研究的一般流程进行合作探究,借助类比推理的方法,帮助学生树立基团之间相互影响的观念。

教师提供背景知识:醇羟基与钠反应产生H2,苯与液溴发生一元取代反应;甲苯中的甲基和苯环都得到了活化,其甲基能被酸性高锰酸钾氧化以及苯环与液溴发生三元取代反应。

(1)提出问题

联系背景知识,针对上一环节拼接的结果,学生提出诸多问题,如:苯酚中羟基也会与钠反应放出H2吗?酚羟基比醇羟基活泼吗?苯酚中的苯环有没有得到活化,与液溴会发生怎样的反应?等等。选取“酚羟基比醇羟基活泼吗?”和“苯酚中苯环有没有得到活化?”这两个问题进行探究。

(2)设计实验与表达交流

将学生分成4人一组进行讨论、设计实验方案,要求学生说出选择的材料、用具、实验步骤和可能的预期现象。

①探究酚羟基性质:提醒学生常温下苯酚为固态,在设计实验方案之前,如何将苯酚转变为液态呢?学生讨论得出下列方案:a.加水溶解苯酚;b.加热熔化苯酚;c.根据相似相溶原理,在常温下将苯酚溶于有机溶剂,如乙醚、苯等。经过小组间交流与讨论,最终选择c方案进行控制变量法对比钠与苯酚、钠与乙醇的实验。实验结果显示反应的剧烈程度苯酚>乙醇,据此写出:C6H5OH + Na → C6H5ONa + H2↑,并得出酚羟基比醇羟基上的H原子活泼的结论。

教师适时设问:酚羟基上的H原子究竟有多活泼?能否电离出来?引发学生思考如何检测物质的酸性?学生讨论得出用石蕊指示剂、pH试纸、含酚酞的NaOH溶液等方法,各小组动手操作实验,结果显示:石蕊指示剂不变色;pH试纸显示极弱的酸性;含酚酞的NaOH溶液变成无色透明。综合分析得出:苯酚溶液显很弱的酸性,其电离方程式:C6H5OH[⇌]C6H5O-+ H+。

②探究羟基对苯环的影响:指导学生向实验①生成的苯酚钠溶液中加入液溴,待出现浑浊后,引导学生思考出现浑浊的原因是什么?有学生说出可能是液溴加入苯酚钠溶液中就变成了溴水,溴水中的HBr进行了强酸制弱酸的反应,生成苯酚而变浑浊。其推测是否正确呢?引发学生小组讨论,设计出对上述试管进行热水浴处理进行验证,结果显示溶液不但没有变得澄清,反而出现了白色沉淀。

学生讨论可能发生的反应:a.羟基被氢溴酸中的溴取代,生成溴苯;b.苯环上发生了加成反应;c.苯环上发生了取代反应。已知溴苯在水中不沉淀,推测a不成立;针对后两种推测,教师引导学生回顾鉴别取代与加成反应的方法,即通过检测反应前后溶液的pH值或导电率。学生动手实验得出:苯环上发生的是取代反应。教师适时引导学生回忆苯、甲苯与浓硝酸反应的化学方程式,通过类比推理得出此取代反应的化学方程式如下:

3. 解释

探究完成后,学生尝试解释探究结果,阐述自己对概念和问题的认识,教师进行补充和完善:

(1)在探究酚羟基性质时,前两种方案都不理想,方案一加水会与钠反应,对实验有干扰,方案二导致实验不是在常温下进行。第三种方案所加溶剂对实验无干扰,且在常温下就能完成实验。

(2)苯酚显弱酸性,而乙醇无酸性,可见苯环使酚羟基上的H变得更活泼;苯酚与浓溴水发生三元取代反应,说明酚羟基使苯环变得更活泼。可见有机物中基团之间可以相互影响。

4. 扩展

教师为学生提供时间和空间,让他们参与讨论和思考,引导学生加深对新概念的理解和应用,如让学生解释课前的问题,也可以利用新的概念等来解释新的情境和问题。教师还应注意引导学生对相应的概念、过程和方法进行归纳总结,从而内化到其认知结构中。

(1)苯酚的酸性究竟有多弱?能否与常见的弱酸——碳酸进行比较?如何比较?在此基础上,学生温故酸性强弱的比较方法,进而理解苯酚钠与少量CO2反应的化学方程式。

(2)苯酚与浓硝酸反应可生成一种烈性炸药,试着写出化学方程式。

(3)苯环与羟基之间相互影响,使得苯酚的化学性质较活泼,在空气中容易被氧化而显粉红色,这就是我们观察到试剂瓶中苯酚出现粉红色的原因。那么苯酚能否使酸性高锰酸钾溶液褪色呢?强氧化剂还有哪些?学生对于三氯化铁与苯酚显色反应加深了理解。

(4)我们在医院中能闻到苯酚的气味,这是为什么?引导学生了解苯酚的物理性质,关注苯酚的应用。

5. 评价

在这一环节中,教师可以通过提问、小组讨论、纸笔评价、记录学生的动手操作能力等多种形式对学生进行综合评价,如提出开放性的问题来评价学生对新概念或方法的理解和应用情况,同时鼓励学生进行自评和互评。

评价一:综合分析和思考

(1)如何分离甲苯和苯酚的混合物?请写出操作流程图。

(2)向苯酚溶液中加入少量溴水没有出现沉淀现象,为什么?向苯酚的苯溶液中加入液溴会有沉淀产生吗?

评价二:联系生活学以致用

苯酚有毒,那么含酚的工业废水该如何处理?如何检测工厂排放的含酚污水是否达到排放标准?

五、教学反思

5E学习环教学模式注重学生的活动,学生要在与实验现象、教师和其他同学等周围环境因素的互动过程中不断修正他们的原有认识,这种互动过程不仅仅是动手活动,还包括动脑思考活动,科学探究即是这种活动的主要形式。科学探究要求学生能够提出问题、设计和实施研究方案、分析资料和证据、运用证据进行解释,以及表达与交流,5E学习环教学模式恰恰能够培养学生科学探究各方面的能力[3]。作为教师,在课堂教学中使用5E学习环教学模式时,应充分理解其理论基础和精髓所在,不断实践与反思,做到灵活运用,在教学中不一定要按照5E学习环教学模式严格的将教学内容分成五部分。5E学习环教学模式运用于化学课堂教学,旨在帮助学生有效地建构知识和提高能力,从而最终落实化学课程的基本理念。

参考文献

[1]代鸣,姚宝骏.5E学习环教学模式在生物学教学中的运用[J].生物学教学,2008,(7):18-19

[2]林芸,张军朋.“5E学习环”在物理教学中的应用[J].中学物理教学参考,2010,(9):29-30

[3]王健,李秀菊.5E教学模式的内涵及其对我国理科教育的启示[J].生物学通报,2012,(3):39-41

endprint

摘要:参照5E学习环教学模式的理论和方法,以“苯酚的性质”一节为例,阐释了运用5E学习环教学模式进行课堂教学的操作步骤和具体方法。

关键词:5E学习环教学模式;苯酚的性质;课堂教学

文章编号:1008-0546(2014)08-0014-02中图分类号:G632.41文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.

一、5E学习环教学模式由来

1989年,美国的生物科学课程研究项目组成员在他们的“科学为生活:科学、技术和健康的整合”课程项目中将科学教学过程划分为五个紧密相连的阶段,即参与(Engagement)、探究(Exploration)、解释(Explanation)、扩展(Elaboration)和评价(Evaluation)。由于五个阶段的首字母都是E,所以称为5E学习环教学模式[1]。这一模式强调的是以学生为中心,通过运用调查和实验的方法解决问题,强调通过小组合作学习促进学生对科学概念的理解和知识的建构,其模式图如图1[2]所示:

二、教学方法选择的依据

1. 教材分析

苯酚既是很重要的芳香烃衍生物,又是酚类物质的代表。本节内容安排在苯和乙醇之后,有其独特的考虑。一方面苯酚与乙醇有相同点——都有羟基,这为学生对苯酚性质的探究提供了基点,另一方面苯酚与乙醇的不同点——羟基与苯环相连,又为学生进一步的探究提供了空间。引导学生体会官能团与所处“氛围”之间的相互影响,从而理解分子结构与化学性质的辩证关系,学会全面地看待问题,能更深层次地掌握系统知识,为后面烃的衍生物的学习提供思维方法。

2. 运用5E学习环教学模式进行教学的原因

建构主义理论认为,知识不是通过教师传授得到的,而是学习者在一定的情境中,即社会文化背景下,借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得的。传统的以教师讲授、学生被动、孤立学习的教学模式难以激发学生的学习兴趣,阻碍了学生的知识建构和能力提高。化学是一门以实验为基础的自然学科,而5E学习环教学模式是一种以探究为基础的建构主义教学方式,其理论基础和操作流程非常符合化学学科教学的特点。

三、5E学习环教学模式在课堂中的运用

1. 参与

教师提供有意义的学习活动,吸引学生的注意力和激发学生的学习兴趣。事先制作好多张画有苯环、羟基、甲基、亚甲基的纸片,请学生利用这些纸片在黑板上进行拼接,组装出甲苯(乙苯)、乙醇(苯甲醇)、苯酚五种三类有机物。通过拼接纸片的活动,既巩固旧知,又使学生很自然地参与到新知的学习中,教师适时让学生打开苯酚试剂瓶,获取苯酚的物理性质。

2. 探究

这是5E学习环教学模式的中心环节,教师引领学生分组讨论,按照提出问题——作出假设——设计实验——验证假设——分析结果——得出结论这一科学研究的一般流程进行合作探究,借助类比推理的方法,帮助学生树立基团之间相互影响的观念。

教师提供背景知识:醇羟基与钠反应产生H2,苯与液溴发生一元取代反应;甲苯中的甲基和苯环都得到了活化,其甲基能被酸性高锰酸钾氧化以及苯环与液溴发生三元取代反应。

(1)提出问题

联系背景知识,针对上一环节拼接的结果,学生提出诸多问题,如:苯酚中羟基也会与钠反应放出H2吗?酚羟基比醇羟基活泼吗?苯酚中的苯环有没有得到活化,与液溴会发生怎样的反应?等等。选取“酚羟基比醇羟基活泼吗?”和“苯酚中苯环有没有得到活化?”这两个问题进行探究。

(2)设计实验与表达交流

将学生分成4人一组进行讨论、设计实验方案,要求学生说出选择的材料、用具、实验步骤和可能的预期现象。

①探究酚羟基性质:提醒学生常温下苯酚为固态,在设计实验方案之前,如何将苯酚转变为液态呢?学生讨论得出下列方案:a.加水溶解苯酚;b.加热熔化苯酚;c.根据相似相溶原理,在常温下将苯酚溶于有机溶剂,如乙醚、苯等。经过小组间交流与讨论,最终选择c方案进行控制变量法对比钠与苯酚、钠与乙醇的实验。实验结果显示反应的剧烈程度苯酚>乙醇,据此写出:C6H5OH + Na → C6H5ONa + H2↑,并得出酚羟基比醇羟基上的H原子活泼的结论。

教师适时设问:酚羟基上的H原子究竟有多活泼?能否电离出来?引发学生思考如何检测物质的酸性?学生讨论得出用石蕊指示剂、pH试纸、含酚酞的NaOH溶液等方法,各小组动手操作实验,结果显示:石蕊指示剂不变色;pH试纸显示极弱的酸性;含酚酞的NaOH溶液变成无色透明。综合分析得出:苯酚溶液显很弱的酸性,其电离方程式:C6H5OH[⇌]C6H5O-+ H+。

②探究羟基对苯环的影响:指导学生向实验①生成的苯酚钠溶液中加入液溴,待出现浑浊后,引导学生思考出现浑浊的原因是什么?有学生说出可能是液溴加入苯酚钠溶液中就变成了溴水,溴水中的HBr进行了强酸制弱酸的反应,生成苯酚而变浑浊。其推测是否正确呢?引发学生小组讨论,设计出对上述试管进行热水浴处理进行验证,结果显示溶液不但没有变得澄清,反而出现了白色沉淀。

学生讨论可能发生的反应:a.羟基被氢溴酸中的溴取代,生成溴苯;b.苯环上发生了加成反应;c.苯环上发生了取代反应。已知溴苯在水中不沉淀,推测a不成立;针对后两种推测,教师引导学生回顾鉴别取代与加成反应的方法,即通过检测反应前后溶液的pH值或导电率。学生动手实验得出:苯环上发生的是取代反应。教师适时引导学生回忆苯、甲苯与浓硝酸反应的化学方程式,通过类比推理得出此取代反应的化学方程式如下:

3. 解释

探究完成后,学生尝试解释探究结果,阐述自己对概念和问题的认识,教师进行补充和完善:

(1)在探究酚羟基性质时,前两种方案都不理想,方案一加水会与钠反应,对实验有干扰,方案二导致实验不是在常温下进行。第三种方案所加溶剂对实验无干扰,且在常温下就能完成实验。

(2)苯酚显弱酸性,而乙醇无酸性,可见苯环使酚羟基上的H变得更活泼;苯酚与浓溴水发生三元取代反应,说明酚羟基使苯环变得更活泼。可见有机物中基团之间可以相互影响。

4. 扩展

教师为学生提供时间和空间,让他们参与讨论和思考,引导学生加深对新概念的理解和应用,如让学生解释课前的问题,也可以利用新的概念等来解释新的情境和问题。教师还应注意引导学生对相应的概念、过程和方法进行归纳总结,从而内化到其认知结构中。

(1)苯酚的酸性究竟有多弱?能否与常见的弱酸——碳酸进行比较?如何比较?在此基础上,学生温故酸性强弱的比较方法,进而理解苯酚钠与少量CO2反应的化学方程式。

(2)苯酚与浓硝酸反应可生成一种烈性炸药,试着写出化学方程式。

(3)苯环与羟基之间相互影响,使得苯酚的化学性质较活泼,在空气中容易被氧化而显粉红色,这就是我们观察到试剂瓶中苯酚出现粉红色的原因。那么苯酚能否使酸性高锰酸钾溶液褪色呢?强氧化剂还有哪些?学生对于三氯化铁与苯酚显色反应加深了理解。

(4)我们在医院中能闻到苯酚的气味,这是为什么?引导学生了解苯酚的物理性质,关注苯酚的应用。

5. 评价

在这一环节中,教师可以通过提问、小组讨论、纸笔评价、记录学生的动手操作能力等多种形式对学生进行综合评价,如提出开放性的问题来评价学生对新概念或方法的理解和应用情况,同时鼓励学生进行自评和互评。

评价一:综合分析和思考

(1)如何分离甲苯和苯酚的混合物?请写出操作流程图。

(2)向苯酚溶液中加入少量溴水没有出现沉淀现象,为什么?向苯酚的苯溶液中加入液溴会有沉淀产生吗?

评价二:联系生活学以致用

苯酚有毒,那么含酚的工业废水该如何处理?如何检测工厂排放的含酚污水是否达到排放标准?

五、教学反思

5E学习环教学模式注重学生的活动,学生要在与实验现象、教师和其他同学等周围环境因素的互动过程中不断修正他们的原有认识,这种互动过程不仅仅是动手活动,还包括动脑思考活动,科学探究即是这种活动的主要形式。科学探究要求学生能够提出问题、设计和实施研究方案、分析资料和证据、运用证据进行解释,以及表达与交流,5E学习环教学模式恰恰能够培养学生科学探究各方面的能力[3]。作为教师,在课堂教学中使用5E学习环教学模式时,应充分理解其理论基础和精髓所在,不断实践与反思,做到灵活运用,在教学中不一定要按照5E学习环教学模式严格的将教学内容分成五部分。5E学习环教学模式运用于化学课堂教学,旨在帮助学生有效地建构知识和提高能力,从而最终落实化学课程的基本理念。

参考文献

[1]代鸣,姚宝骏.5E学习环教学模式在生物学教学中的运用[J].生物学教学,2008,(7):18-19

[2]林芸,张军朋.“5E学习环”在物理教学中的应用[J].中学物理教学参考,2010,(9):29-30

[3]王健,李秀菊.5E教学模式的内涵及其对我国理科教育的启示[J].生物学通报,2012,(3):39-41

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摘要:参照5E学习环教学模式的理论和方法,以“苯酚的性质”一节为例,阐释了运用5E学习环教学模式进行课堂教学的操作步骤和具体方法。

关键词:5E学习环教学模式;苯酚的性质;课堂教学

文章编号:1008-0546(2014)08-0014-02中图分类号:G632.41文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.

一、5E学习环教学模式由来

1989年,美国的生物科学课程研究项目组成员在他们的“科学为生活:科学、技术和健康的整合”课程项目中将科学教学过程划分为五个紧密相连的阶段,即参与(Engagement)、探究(Exploration)、解释(Explanation)、扩展(Elaboration)和评价(Evaluation)。由于五个阶段的首字母都是E,所以称为5E学习环教学模式[1]。这一模式强调的是以学生为中心,通过运用调查和实验的方法解决问题,强调通过小组合作学习促进学生对科学概念的理解和知识的建构,其模式图如图1[2]所示:

二、教学方法选择的依据

1. 教材分析

苯酚既是很重要的芳香烃衍生物,又是酚类物质的代表。本节内容安排在苯和乙醇之后,有其独特的考虑。一方面苯酚与乙醇有相同点——都有羟基,这为学生对苯酚性质的探究提供了基点,另一方面苯酚与乙醇的不同点——羟基与苯环相连,又为学生进一步的探究提供了空间。引导学生体会官能团与所处“氛围”之间的相互影响,从而理解分子结构与化学性质的辩证关系,学会全面地看待问题,能更深层次地掌握系统知识,为后面烃的衍生物的学习提供思维方法。

2. 运用5E学习环教学模式进行教学的原因

建构主义理论认为,知识不是通过教师传授得到的,而是学习者在一定的情境中,即社会文化背景下,借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得的。传统的以教师讲授、学生被动、孤立学习的教学模式难以激发学生的学习兴趣,阻碍了学生的知识建构和能力提高。化学是一门以实验为基础的自然学科,而5E学习环教学模式是一种以探究为基础的建构主义教学方式,其理论基础和操作流程非常符合化学学科教学的特点。

三、5E学习环教学模式在课堂中的运用

1. 参与

教师提供有意义的学习活动,吸引学生的注意力和激发学生的学习兴趣。事先制作好多张画有苯环、羟基、甲基、亚甲基的纸片,请学生利用这些纸片在黑板上进行拼接,组装出甲苯(乙苯)、乙醇(苯甲醇)、苯酚五种三类有机物。通过拼接纸片的活动,既巩固旧知,又使学生很自然地参与到新知的学习中,教师适时让学生打开苯酚试剂瓶,获取苯酚的物理性质。

2. 探究

这是5E学习环教学模式的中心环节,教师引领学生分组讨论,按照提出问题——作出假设——设计实验——验证假设——分析结果——得出结论这一科学研究的一般流程进行合作探究,借助类比推理的方法,帮助学生树立基团之间相互影响的观念。

教师提供背景知识:醇羟基与钠反应产生H2,苯与液溴发生一元取代反应;甲苯中的甲基和苯环都得到了活化,其甲基能被酸性高锰酸钾氧化以及苯环与液溴发生三元取代反应。

(1)提出问题

联系背景知识,针对上一环节拼接的结果,学生提出诸多问题,如:苯酚中羟基也会与钠反应放出H2吗?酚羟基比醇羟基活泼吗?苯酚中的苯环有没有得到活化,与液溴会发生怎样的反应?等等。选取“酚羟基比醇羟基活泼吗?”和“苯酚中苯环有没有得到活化?”这两个问题进行探究。

(2)设计实验与表达交流

将学生分成4人一组进行讨论、设计实验方案,要求学生说出选择的材料、用具、实验步骤和可能的预期现象。

①探究酚羟基性质:提醒学生常温下苯酚为固态,在设计实验方案之前,如何将苯酚转变为液态呢?学生讨论得出下列方案:a.加水溶解苯酚;b.加热熔化苯酚;c.根据相似相溶原理,在常温下将苯酚溶于有机溶剂,如乙醚、苯等。经过小组间交流与讨论,最终选择c方案进行控制变量法对比钠与苯酚、钠与乙醇的实验。实验结果显示反应的剧烈程度苯酚>乙醇,据此写出:C6H5OH + Na → C6H5ONa + H2↑,并得出酚羟基比醇羟基上的H原子活泼的结论。

教师适时设问:酚羟基上的H原子究竟有多活泼?能否电离出来?引发学生思考如何检测物质的酸性?学生讨论得出用石蕊指示剂、pH试纸、含酚酞的NaOH溶液等方法,各小组动手操作实验,结果显示:石蕊指示剂不变色;pH试纸显示极弱的酸性;含酚酞的NaOH溶液变成无色透明。综合分析得出:苯酚溶液显很弱的酸性,其电离方程式:C6H5OH[⇌]C6H5O-+ H+。

②探究羟基对苯环的影响:指导学生向实验①生成的苯酚钠溶液中加入液溴,待出现浑浊后,引导学生思考出现浑浊的原因是什么?有学生说出可能是液溴加入苯酚钠溶液中就变成了溴水,溴水中的HBr进行了强酸制弱酸的反应,生成苯酚而变浑浊。其推测是否正确呢?引发学生小组讨论,设计出对上述试管进行热水浴处理进行验证,结果显示溶液不但没有变得澄清,反而出现了白色沉淀。

学生讨论可能发生的反应:a.羟基被氢溴酸中的溴取代,生成溴苯;b.苯环上发生了加成反应;c.苯环上发生了取代反应。已知溴苯在水中不沉淀,推测a不成立;针对后两种推测,教师引导学生回顾鉴别取代与加成反应的方法,即通过检测反应前后溶液的pH值或导电率。学生动手实验得出:苯环上发生的是取代反应。教师适时引导学生回忆苯、甲苯与浓硝酸反应的化学方程式,通过类比推理得出此取代反应的化学方程式如下:

3. 解释

探究完成后,学生尝试解释探究结果,阐述自己对概念和问题的认识,教师进行补充和完善:

(1)在探究酚羟基性质时,前两种方案都不理想,方案一加水会与钠反应,对实验有干扰,方案二导致实验不是在常温下进行。第三种方案所加溶剂对实验无干扰,且在常温下就能完成实验。

(2)苯酚显弱酸性,而乙醇无酸性,可见苯环使酚羟基上的H变得更活泼;苯酚与浓溴水发生三元取代反应,说明酚羟基使苯环变得更活泼。可见有机物中基团之间可以相互影响。

4. 扩展

教师为学生提供时间和空间,让他们参与讨论和思考,引导学生加深对新概念的理解和应用,如让学生解释课前的问题,也可以利用新的概念等来解释新的情境和问题。教师还应注意引导学生对相应的概念、过程和方法进行归纳总结,从而内化到其认知结构中。

(1)苯酚的酸性究竟有多弱?能否与常见的弱酸——碳酸进行比较?如何比较?在此基础上,学生温故酸性强弱的比较方法,进而理解苯酚钠与少量CO2反应的化学方程式。

(2)苯酚与浓硝酸反应可生成一种烈性炸药,试着写出化学方程式。

(3)苯环与羟基之间相互影响,使得苯酚的化学性质较活泼,在空气中容易被氧化而显粉红色,这就是我们观察到试剂瓶中苯酚出现粉红色的原因。那么苯酚能否使酸性高锰酸钾溶液褪色呢?强氧化剂还有哪些?学生对于三氯化铁与苯酚显色反应加深了理解。

(4)我们在医院中能闻到苯酚的气味,这是为什么?引导学生了解苯酚的物理性质,关注苯酚的应用。

5. 评价

在这一环节中,教师可以通过提问、小组讨论、纸笔评价、记录学生的动手操作能力等多种形式对学生进行综合评价,如提出开放性的问题来评价学生对新概念或方法的理解和应用情况,同时鼓励学生进行自评和互评。

评价一:综合分析和思考

(1)如何分离甲苯和苯酚的混合物?请写出操作流程图。

(2)向苯酚溶液中加入少量溴水没有出现沉淀现象,为什么?向苯酚的苯溶液中加入液溴会有沉淀产生吗?

评价二:联系生活学以致用

苯酚有毒,那么含酚的工业废水该如何处理?如何检测工厂排放的含酚污水是否达到排放标准?

五、教学反思

5E学习环教学模式注重学生的活动,学生要在与实验现象、教师和其他同学等周围环境因素的互动过程中不断修正他们的原有认识,这种互动过程不仅仅是动手活动,还包括动脑思考活动,科学探究即是这种活动的主要形式。科学探究要求学生能够提出问题、设计和实施研究方案、分析资料和证据、运用证据进行解释,以及表达与交流,5E学习环教学模式恰恰能够培养学生科学探究各方面的能力[3]。作为教师,在课堂教学中使用5E学习环教学模式时,应充分理解其理论基础和精髓所在,不断实践与反思,做到灵活运用,在教学中不一定要按照5E学习环教学模式严格的将教学内容分成五部分。5E学习环教学模式运用于化学课堂教学,旨在帮助学生有效地建构知识和提高能力,从而最终落实化学课程的基本理念。

参考文献

[1]代鸣,姚宝骏.5E学习环教学模式在生物学教学中的运用[J].生物学教学,2008,(7):18-19

[2]林芸,张军朋.“5E学习环”在物理教学中的应用[J].中学物理教学参考,2010,(9):29-30

[3]王健,李秀菊.5E教学模式的内涵及其对我国理科教育的启示[J].生物学通报,2012,(3):39-41

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