基于自主探究和绿色化学实验理念的教学设计

巩亚蓝

摘 要：基于美育理念，以诗词和美图导入，培养学生美学情操。结合生活用途，以苯酚软膏使用说明书为载体，引导学生发挥主体性进行自主探究实验和合作交流。引入微型实验，用注射器代替试管，减少药品用量以及学生与苯酚（有毒）的接触机会，培养学生绿色化学实验理念和创新意识，激发学生兴趣。启发学生逆向推导思维，培养学生思维能力。

关键词：苯酚；绿色化学；微型实验；探究实验；美育

1 设计思想理论依据

化学新课程的理念——自主探究：给学生提供充分的科学探究的机会，体验探究过程的曲折和乐趣，学习科学方法，发展科学探究的能力并增进对科学探究的理解。注重合作学习，让学生学会合作。

绿色化学实验：以绿色化学原则作为指导方针和标准，用尽可能少的试剂进行实验，大大降低了污染地程度和造成的不必要的浪费，对学生环境保护意识的培养有着重要的意义。[1]

化学教学中实施美育的策略：挖掘教材和化学史中的美育因素，激发学生的情感，培养学生美的心灵。化学科学具有很强的规律性、系统性、逻辑性等科学性，存在着科学美的很多因素，化学实验是化学理论知识的“物化”过程，它体现出了内容与形式的完美统一。

2 教材及学情分析

本课内容是人教版高中化学选修五《醇酚》中酚的内容，主要是苯酚的结构、性质和用途。

高中阶段，芳香族化合物中只重点介绍了两种物质——苯和苯酚，其中苯酚既是重要的芳香烃衍生物，也是最简单的酚类物质，在高中有机化学中处于较重要的地位。

3 教学重难点 重点：苯酚的化学性质

难点：有机物结构中基团之间的相互影响，系统观念的形成。

4 教学目标

1、掌握苯酚的分子结构、物理性质和重要的化学性质。

2、通过实验分析酚羟基与苯环之间的相互影响，学会通过分析有机物结构掌握其性质的学习方法。

3、通过实验，体验科学探究的乐趣和实验学习的一般方法：将实验探究与讨论交流密切结合，养成良好的小组团结合作意识。通过实验、观察、分析、对比等方法，学会综合运用知识解决问题。通过微型实验，增强的环保意识，和绿色化学理念。

5 教学设计及过程

情景创设：投影石竹花图片，诗词宋代诗人王安石《石竹花二首》：

春归幽谷始成丛，地面芬敷浅浅红。车马不临谁见赏，可怜亦解读春风。

石竹中含有丁香酚，从丁香酚结构，引出酚类物质。

苯酚的结构：展示苯酚的球棍模型、比例模型，学生观察，完成学案。

苯酚的物理性质

学生阅读苯酚软膏使用说明书，推测苯酚的物理性质，用给出药品和仪器验证猜想。结合预习查阅资料，思考，讨论。完成实验1（见表1）

实验1：探究苯酚物理性质（提示：苯酚有毒会腐蚀皮肤，请小心操作！）

药品：苯酚、热水、冷水、煤油

仪器：注射器、小烧杯、药匙

师：把苯酚加入注射器，吸取蒸馏水溶解。得到的苯酚溶液，将用于我们后面实验。

苯酚的化学性质

还原性——易被O2氧化

弱酸性的探究——苯环对羟基的影响

苯酚软膏写有“不能和碱性药物并用”，说明苯酚可能有酸性，如何验证苯酚的酸性？提示学生绿色化学实验的理念，实验中尽量减少苯酚的用量，只使用实验1中的一支苯酚溶液进行实验。

实验2：验证苯酚的酸性

试剂：实验1中的苯酚水溶液、pH试纸、蓝色石蕊、NaOH（滴有酚酞）、蒸馏水。

仪器：表面皿、试管

生：小组讨论、设计方案探究苯酚的弱酸性，展示。给出方案，将CO2通入苯酚钠中，如果能生成苯酚，说明苯酚酸性比碳酸弱，就一定是弱酸。可利用实验2中苯酚与NaOH反应生成的苯酚钠。

问：制得CO2能否直接同入到苯酚钠中？根据什么现象判断生成了苯酚？

生：不能，因为挥发HCl也能反应生成苯酚，先将CO2通过饱和NaHCO3除去其中的HCl。苯酚是在冷水中會形成乳浊液，如果有苯酚生成，会看到溶液变浑浊。

实验3：进行实验，观察，写方程式，交流讨论。

通入CO2，看到苯酚钠变浑浊，说明生成了苯酚。但写方程式时，有写产物是Na2CO3的，也有写NaHCO3的。引导学生逆向思考，苯酚显酸性，Na2CO3、NaHCO3溶液显碱性，如果在同一体系中会不会发生反应呢？怎样设计实验呢？

生：将实验1中的另一苯酚水溶液中吸入NaHCO3或Na2CO3，看是否反应。

学生进行实验，苯酚与Na2CO3要反应，且无气泡产生，说明无CO2生成，与NaHCO3不反应，所以另一产物应该是NaHCO3。

方程式：

师：苯酚和乙醇都有—OH，苯酚能电离出羟基氢表现出弱酸性，而乙醇不能，结合苯酚与乙醇结构的异同点，从原子团间的相互影响的角度思考，为什么会出现这种差异？

生：乙醇和苯酚虽然都有羟基，但是乙醇的羟基接在乙基上，苯酚的羟基接在苯环上，应该是苯环影响了羟基，使其活泼性增强，更易电离出氢。

苯酚与浓溴水的取代反应——羟基对苯环的影响

师：苯环影响羟基，让其更活泼，那羟基会影响苯环吗？可以怎样验证呢？

学生阅读苯酚软膏使用说明书，找线索。学生给出方案。

师：请左边的小组将实验3中的注射器吸入浓溴水，右边的小组，将实验3中少量的溶液滴入到浓溴水中

学生进行实验5

左：刚开始有白色沉淀，但是振荡之后就没有了。

右：看到了白色沉淀。

师：之所以会出现这样的不同，是因为苯与浓溴水反应，会生成2，4，6-三溴苯酚。

三溴苯酚是白色固体，易溶于有机物，所以，左边的小组进行实验时，生成的少量白色沉淀又溶解。

生：苯酚和溴水就可发生取代反应，反应条件更简单，且一次可以取代3个氢原子，说明羟基让苯环变得更活泼了。

生展示收集到的新闻和资料：关于杭州市自来水被苯酚污染的新闻。

思考：自来水中污染物会不会是苯酚呢？怎么检验？

显色反应：学生查阅资料知：可用FeCl3检验苯酚

学生演示实验

问：那么这两种方法那种更好呢？

生：浓溴水有毒，而且易挥发，相比之下，三氯化铁更好。

学生展示苯酚的污染处理。苯酚的用途。

“酚”享与收获——课堂总结：学生小组交流分享本节课所学知识。

当堂练习、作业布置

6 教学思考

情境创设，诗词引入——美育培养：化学美育的观念贯彻始终，在课堂的教学设计中尽可能多地让本节课的主要内容贯穿于教学之间。例如：以“石竹花”的诗词引入，引起学生关注；展示石竹花的图片；课堂小结设问“酚”享与收获。

小组实验——自主探究理念：本课以实验为主，充分体现了探究式教学的思想。学生发现问题，主动探究，有多次小组讨论或实验活动，学生的思维深层次地参与到探究活动中，教学实效性得到了体现。

微型实验——绿色化学实验理念：在实验设计上，苯酚有毒，用注射器代替试管，避免学生在操作过程中接触到苯酚。将实验设计为微型实验，减少苯酚的使用量，每个实验使用的苯酚相关试液，均采用前一实验的产物，每一个实验的产物均可为下一实验所利用，做到“液”尽其用，培养了学生绿色化学的理念。

参考文献

[1]白林，陈明凯.绿色化学实验[J].化学教育，2002，23（7）：51-53.DOI：10.3969/j.issn.1003-3807.2002.07.021.

（作者单位：四川省科学城第一中学）