实验提高教学有效性

摘 要 ：文章以《酚的性质和应用》为载体,对同课异构活动进行研讨,着重讨论高中化学实验创新优化的研究.

关 键 词 ：苯酚；化学实验；创新优化

文章编号：1008-0546（2013）04-029-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

2012年10月,我县围绕市级课题《基于高中化学实验创新优化的实验教学有效性研究》,开展了《酚的性质和应用》的同课异构活动,进行高中化学实验创新优化教学研讨.本文展现了两位开课教师第一课时的教学内容、分析比较以及专家评委的相关建议.

一、两位教师的课堂片段

1.甲教师的教学片段

片段1：导入环节

<投影>：苯酚软膏的说明书.

<师>：分析苯酚可能的物理性质和化学性质.

片段2：探究苯酚的物理性质

<演示>：展示纯净的和久置的苯酚固体；用冷、热水和有机溶剂溶解苯酚.

教师小结苯酚的物理性质,并说明苯酚易被氧化.

片段3：探究苯酚的酸性

<师>：如何证明苯酚的酸性?

<生>：可以用指示剂、碱溶液.

教师投影实验步骤并进行演示实验,最后展示预设的实验现象和结论.

<师>：苯酚钠溶液中通入二氧化碳会有什么现象?

教师演示苯酚钠溶液中通入二氧化碳的实验,后用碳酸钠和碳酸氢钠溶液分别与苯酚混合的实验辅助说明生成的产物.

片段4：苯酚的检验

<情境>：如今,各种检测冒伪劣产品已经是无孔不入,包括药物.想一想,用什么化学方法可以鉴定你写的苯酚软膏是不是检测药呢?

教师介绍两种检验苯酚的方法,投影实验步骤,并进行演示.

在学生对苯酚与三氯化铁混合得到的深色溶液争论不休时,教师告知这是紫色；在看到浓溴水遇苯酚产生白色沉淀后,教师强调一定要用浓溴水检验.

片段5：苯酚的结构

<师>：苯酚为什么具有这些性质呢?

<投影>：苯酚的结构式和模型,结构与性质的关系.

片段6：苯酚的应用

<投影>：生活中苯酚的图片和苯酚污水的资料.

资料：2011年运输苯酚的货车发生事故,泄漏的苯酚污染了新安江的水源,如何处理含苯酚污水的生活用水?

学生讨论各种方案,教师进行评价,并给出预设的最佳方案.

2.乙教师的教学片段

片段1：导入环节

问题1：乙醇的官能团是什么?涉及到氢氧键断裂的反应有哪些?

问题2：以甲苯为例,举例说明苯的同系物中苯环与烃基相互影响的反应实例.

过渡：苯环和羟基相结合又会发生什么样的相互影响?设计实验证明你的猜想.

<生>：比较金属钠与苯酚和乙醇反应的剧烈程度；比较溴与苯酚和苯的反应.

片段2：探究苯环活化羟基

探究1：金属钠与苯酚和乙醇的反应

在学生设计实验方案的过程中,教师不断引导得出对比实验中“控制变量法”的思想.接着介绍并演示镁条与苯酚反应但不与乙醇反应,是最理想的金属.

探究2：苯酚的酸性

<投影>：资料1：苯酚的发现史、苯酚由于弱酸性被称为石炭酸.

<师>：①从资料中找出说明苯酚羟基比乙醇活泼的新证据；②如何证明苯酚具有酸性.

学生讨论用pH试纸、紫色石蕊试液、碱溶液、碳酸钠反应.

<演示>：①冷水溶解苯酚、测定苯酚水溶液的pH值、向苯酚水溶液中滴入石蕊试液；②热水溶解苯酚；③向含酚酞的苯酚水溶液中滴加氢氧化钠溶液；④苯酚溶液中加入碳酸钠.

<师>：苯酚溶液加入碳酸钠的现象与你预期的一样吗?这个实验能说明苯酚酸性大于碳酸吗?如何比较苯酚与碳酸的酸性?

<生>：将二氧化碳通入苯酚钠溶液.

教师演示二氧化碳通入苯酚钠溶液的实验,结合两个实验现象推出产物只能是碳酸氢钠.

<投影>：资料2：电离出氢离子的能力顺序：碳酸>苯酚>碳酸氢根

片段3：探究羟基活化苯环

<师>：经上述探究,苯酚是种弱酸,那么苯酚钠溶液中加入溴水会有什么现象?

<生>：产生浑浊,生成苯酚.

教师演示该实验并将混合液置于热水中,发现白色沉淀没有溶解,故生成的并非苯酚,之后展示资料3,分析引导.

<投影>：资料3：苯酚遇溴水生成三溴苯酚,是一种白色沉淀,难溶于水.

<师>：猜测并证明该反应属于取代反应还是加成反应.

教师演示实验：①测定反应前后pH值,发现酸性增强；②倒去试管中的白色沉淀,洗涤两次,加入少量蒸馏水,再滴加浓溴水,仍然看到白色沉淀；③对比稀溴水与苯酚溶液混合的现象.

<小结>：用溴水检验苯酚的注意事项和灵敏性.

<投影>：对比苯酚和苯与溴的反应.

二、两节课的比较分析

从实验创新优化和实验教学有效性的角度对两节课的设计思路和教学特点进行比较.

1.教材使用的比较

从教材的使用看,甲教师是传统的“教教材”,重视学科知识的传授,故课堂主体是教师,而乙教师体现出“用教材”的能力,突显学生能力的培养,学生也就成为课堂的主人.两种不同的态度决定了课堂中实验教学的不同地位和收获的效果.

2.教学设计的比较

从教学设计看,甲教师是用三个情境构成主线,分别引出苯酚的性质、苯酚的检验、苯酚污水的处理,发挥了情境的作用,也保证了一节课的完整性；乙教师从回顾旧知开始,促成学生知识的迁移应用,激发了学生对苯酚性质的探究兴趣,最后建构了新的知识体系,而苯酚的性质被安排在后面课时中.后者课堂主线是结构决定性质的思想,过程中还渗透了控制变量法、物质转化观、定性到定量等核心观念的教育.两种不同的教学设计决定了实验优化整合的不同方向,也决定了实验教学的不同呈现方式. 3.教学理念的比较

从探究理念来看,甲教师虽然也称为探究,但主要还是教师讲解为主,详细的实验步骤和结论都是教师的预设,属于按部就班的验证性探究,学生的生成几乎没有；乙教师则能通过问题的设计引发学生思考实验方案,再进行相应的验证,最终得出结论,促成了课堂思维的交流与碰撞.两种不同的探究理念使实验教学在对学生能力和科学素养的培养上有着不同的功能价值.

4.学情研究的比较

从学情研究来看,甲教师考虑到学生的层次调整了实验教学的方式,但过分降低了探究难度,以讲解为主的教学方式让学生处于比较被动的接受状态,扼杀了学生的学习和动态生成；乙教师的教学设计比较精彩,问题的综合性比较强,对学生的要求相对高一些.但从课堂实际效果来看,该教师对学生的定位有些高了.两位教师在整堂课中都是按照自己的预设完成了教学,但最终都没能达到预期的效果.无论对学情认识犯了哪种错误,实验优化整合的方向都会偏离学情,实验教学的效果都要打折扣.

三、专家评委建议

针对本次同课异构活动的主题是围绕“高中化学实验创新优化的实验教学有效性”,专家着重分析两节课堂中的实验教学情况.

1.简化实验也是一种创新

两位教师在课堂中呈现的实验均较多,评委指出是否能够进行必要的简化?实验的简化也是一种优化创新,它是建立在教师对教材分析解读基础上的删减或合并,需要教师具备很强的“驾驭教材”的能力.它可以使探究变得简约,使知识呈现变得清晰.如,在探究苯酚的弱酸性时,两位教师都已经用了pH试纸,是否能省去紫色石蕊试液?

2.实验设计要遵循科学严谨的原则

科学的实验方案是获得正确探究结论的前题.任何实验呈现的都是学科的特点,是真理的探索过程,是教师的理性思维.两位教师在课堂中的实验设计都融入了自己的思考,但还不够严谨,有几处存在明显的不合理：①甲教师在用石蕊试液测定苯酚溶液时,未注意到石蕊本身是种指示剂,所用量要少,怎能比待测液还多?②用三氯化铁检验苯酚时,甲教师所加三氯化铁溶液大大过量,这样的检测意义大吗?而且过量的三氯化铁造成学生对最终混合液的颜色争论不休,有说黑色、深蓝色还有暗紫色.甲教师却仍然按照自己的预设,坚持为紫色,失去了非常好的教育机会.事实上,此时她只要将试管中的混合液全部倒去,往其中加入蒸馏水,再滴加几滴三氯化铁溶液,就可以清晰地看到紫色的溶液,既有说服力,又能说明该检验方法的灵敏性很高.③在探究苯酚钠溶液与二氧化碳的反应时,甲乙两位教师分别采用了现场实验和视频的方式让学生观察到二氧化碳通入苯酚钠溶液中迅速变为浑浊,得出碳酸酸性大于苯酚的结论.但反思实验现象,不由想到：两个实验中二氧化碳气体和苯酚浑浊的生成速率均非常迅速,这里能排除盐酸的干扰吗?用稀盐酸代替浓盐酸来制备二氧化碳气体是否更合理些?

3.实验创新优化的方法

实验创新优化的目的是为了更好地怎么写作于教学,达到实验教学的有效性,那么如何才能做到这点呢?专家提出了一些宝贵的意见：①甲乙两位教师都展示了纯净的和久置的苯酚固体,但忽略了一个非常重要的实验现象,就是在观察久置量苯酚时,学生都看到了久置苯酚吸水后变成了溶液,并且分成两层,上层较澄清（水的苯酚溶液）,下层微显红色（苯酚的水溶液）.这是一个非常重要的信息,说明苯酚溶于水中会分层.联系到苯酚与水溶液的分离方法时,学生会依据这一现象选择分液而不是过滤,这很好地解决了苯酚教学中的一个常见错误.所以抓住实验细节,充分挖掘其教育价值可以让实验教学更有效.②甲教师通过苯酚软膏的伪劣产品引出苯酚的检验方法,演示了苯酚的检验实验.但如果给每个学生发放苯酚软膏和三氯化铁溶液,让学生自己体验这个检验过程,显然,教学效果会更佳.所以让学生成为实验的参与者是达到实验有效教学的重要手段.③甲教师在用溴水检验时,是往1mL浓溴水中滴入几滴苯酚溶液,试想,为什么不去试一试往1mL苯酚溶液中滴加几滴浓溴水的情况呢?这可以成为“浓溴水才能检验苯酚”的有力证据.这种用实验事实呈现知识的方式远比教师口头强调深刻得多.当然,这个实验还可以更简洁些：往苯酚水溶液中逐滴加入浓溴水,开始没有白色沉淀（或生成的白色沉淀迅速溶解）,随着浓溴水的量逐渐增加,过量的苯酚被消耗殆尽时开始出现白色沉淀.这看似简单的试管整合,但却折射出理性思维之美.所以,实验创新不一定是新颖实验器材的引进,平淡的实验设备同样能设计出耐人寻味的寓意.每位教师如果能在实验设计时,哪怕是简单的试剂滴加上,花多些心思,一样可以实现有效教学.