苯酚化學性質(zhì)實驗的探究性教學

化學是一門以實驗為基礎的學科。而科學探究是人們獲取科學知識，認識世界的重要途徑，是新課程理念實施中的一種全新的學習方法。在中學進行探究性教學時，教師要讓學生經(jīng)歷過程，充分發(fā)表自己的見解，在思維和推理中誘導學生進行科學的探究。化學反應規(guī)律是前人在實踐基礎上總結的科學結論，教學時還要注意讓學生了解化學知識的形成過程，讓學生體驗科學探究的魅力，在潛移默化中，培養(yǎng)他們的科學探究能力。

下面以苯酚的化學性質(zhì)實驗的教學為案例闡述關于學生的科學探究能力的培養(yǎng)一些思考和認識。

一、引入

一種新的物質(zhì)——研究結構、提出假說（理論探究）——設計實驗，進行實驗探究——科學推論（結論）——遷移拓展（應用）。

二、研究結構、提出假說

教師首先引導學生一起探討苯酚的結構。

然后展示苯酚的結構，突出其中的羥基和苯基，特別是羥基。

接著組織學生討論，讓學生學習苯酚的結構，結合以前學習過苯及乙醇的性質(zhì)進行比較，預測可能會發(fā)生斷鍵的地方有兩處：羥基的氧氫鍵及苯環(huán)上的碳氫鍵。

最后提出假設：提出假設學生推測苯酚的化學性質(zhì)：1. 能發(fā)生溴的取代反應，2. 能與鈉反應放出氫氣。3. 苯酚具有酸性等。

充分利用提出假設，有效落實探究。先給學生展示新物質(zhì)，提供學習材料，激發(fā)學生求知欲；接著進行必要學習方法的指導；學生進行討論，提出假設，學生興趣得到激發(fā)，表現(xiàn)出極強的探究欲望，為接下來的探究的順利進行打好基礎。

三、設計實驗，進行實驗探究，歸納科學結論

學生分組設計實驗方案過程中，熱情高漲，各小組成員間相互討論、相互補充。學生很快提出各種實驗方案，形形色色，有的方案設計一環(huán)扣一環(huán)，邏輯性強，體現(xiàn)出嚴密思維之美；有的方案，看是簡單但卻實用，可行性強；有些方案則顯得破綻百出，可行性差。對于這些差異的存在，教師應持肯定和歡迎態(tài)度，給好的方案以肯定，給不完善的方案以指導。

學生進行實驗探究包括實驗過程的實施、實驗現(xiàn)象的呈現(xiàn)、反應實質(zhì)的揭露和實驗結論的初步形成。學生在這一過程中表現(xiàn)得特別認真，小組各成員間分工協(xié)作，觀察細致入微，記錄詳細完整。學生在分析結果時相互討論，相互補充，能透過實驗現(xiàn)象得出結論。這樣，學生的多種能力得到了培養(yǎng)，如觀察、動手、分析歸納能力，也提高了實驗操作技術，加強了合作意識。

最后歸納科學結論，各小組學生代表匯報實驗現(xiàn)象、結論和發(fā)現(xiàn)的問題。教師把重要的實驗結論記錄在黑板上，穿針引線，抓住學生發(fā)現(xiàn)的新問題，引導學生探討。 具體過程如下：

實驗探究：1. 苯酚與溴水快速反應生成白色不容易溶于水的2，4，6-三溴苯酚（圖片展示其結構）；2. 在45°C水浴苯酚與鈉劇烈反應，放出氫氣。

結論：苯酚極易與溴發(fā)生苯環(huán)上的取代反應；并能與鈉反應放出氫氣。

思考與交流：實驗結果顯示苯酚比苯容易發(fā)生苯環(huán)上的取代反應，你從中得到什么啟示？

學生回答：受羥基的影響，酚的苯環(huán)上的碳氫鍵比苯的碳氫鍵更易斷裂，更活潑。

思考與交流：苯酚是苯環(huán)與羥基直接相連，兩者是相互影響的。那么，羥基的氫氧鍵也會受到苯環(huán)的影響，是變得比乙醇的羥基更活潑，更易斷裂，還是變得更難斷裂了呢？你能設計實驗來驗證你的預測嗎？

學生討論：苯酚在常溫下是固態(tài)，乙醇是液態(tài)，要比較兩者與鈉反應的快慢，則要讓兩者在相同條件（同溫同壓同濃度）下比較。

部分學生提出方案一：分別量取4.5mL的無水乙醇（考慮到乙醇會揮發(fā)），4mL的苯酚（預先在水浴中溶解），置于45°C的水浴中均勻加熱，再切取小顆鈉粒，同時加入乙醇和苯酚中，觀察兩者與鈉反應的速率。

另一部分學生提出方案二：認為乙醇的密度比鈉小，而苯酚的密度比鈉大，用第一種方法較難比較。提出設想如果有一種不與鈉反應的有機溶劑，將乙醇和苯酚配成同濃度的有機溶液，然后再與鈉反應，應該更易比較兩者與鈉的反應速率。

教師建議：選擇溶劑時可以選用既不能與金屬鈉反應，又能溶解乙醇鈉、苯酚鈉的極性有機溶劑，如丙酮。

學生設計并完成實驗方案二：將1mL的無水乙醇和1.5g苯酚分別溶于丙酮，配成3 mL溶液，再往兩溶液中同時加入大小相近的小鈉粒，觀察現(xiàn)象。

方案一：

結論：羥基的氫氧鍵受到苯環(huán)的影響，變得比乙醇的羥基更易斷裂，表現(xiàn)出的性質(zhì)更活潑。

思考與交流：乙醇、苯酚及乙酸都有羥基，哪一個的羥基的氧氫鍵最易斷裂（或哪個與鈉的反應最劇烈）？

學生回答：乙酸，因為乙酸具有酸性，易電離出氫離子，所以乙酸的羥基上的氧氫鍵最易斷裂。

思考與交流：苯酚上的羥基的氧氫鍵也容易斷裂，是否也有酸性？如果有酸性，酸性是強還是弱？能否設計實驗來驗證一下？

學生討論、設計并完成實驗：用兩個小燒杯分別裝入蒸餾水和苯酚稀溶液，用已經(jīng)校正的pH計分別測定相同條件下的pH值。

結論：綜合兩個實驗驗證了苯酚具有酸性，并且具有弱酸性。

思考與交流：苯酚是一種弱酸，到底弱的程度如何？我們在比較酸的酸性強弱，可以根據(jù)“強酸制弱酸”的規(guī)律，檢驗苯酚的酸性。

教師指導學生完成實驗：向苯酚鈉溶液滴加1～2滴苯酞溶液，溶液顯紅色。向上述溶液通入CO2，紅色褪去，溶液由澄清變渾濁。

實驗結論：苯酚具有弱酸性，酸性比碳酸弱。

最后，教師小結并介紹苯酚與三氯化鐵溶液的特征反應。

通過以上的探究性實驗教學，學生對苯酚的化學性質(zhì)有了十分深刻的印象。在化學教學中，教師要重視學生自主探究的過程設計，并有技巧地幫助引導學生深入思考和研究，這樣才能較好提高課堂效率的同時，又培養(yǎng)學生的科學探究能力。

責任編輯 羅峰