信息化與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)深度融合發(fā)展學(xué)生高階思維

基金項(xiàng)目：

本文系廣東省2023年度中小學(xué)教師教育科研能力提升計(jì)劃項(xiàng)目“高中化學(xué)信息化與項(xiàng)目化學(xué)習(xí)融合發(fā)展學(xué)生高階思維的課例開(kāi)發(fā)與研究（2023YQJK427）的階段性研究成果。

摘" 要：本課例主要由苯酚在生活中的應(yīng)用走進(jìn)化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)，以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為抓手，通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)等方式直觀展示“宏觀—微觀—符號(hào)—圖像”間的聯(lián)系，促使學(xué)生在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過(guò)程中解決舊問(wèn)題并產(chǎn)生新問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力與思考能力，憑借事實(shí)形成觀點(diǎn)，從化學(xué)回歸生活與社會(huì)。在教學(xué)中滲透培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的理念，并基于測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋評(píng)價(jià)，最終構(gòu)建通過(guò)信息化與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)深度融合，發(fā)展學(xué)生高階思維的模型。

關(guān)鍵詞：信息化；項(xiàng)目式學(xué)習(xí)；高階思維；深度學(xué)習(xí)；苯酚

文章編號(hào)：

1008-0546（2024）14-0027-08

中圖分類號(hào)：

G632.41""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：

B

一、問(wèn)題提出

國(guó)家教育綱領(lǐng)性文件希望推動(dòng)信息技術(shù)與學(xué)科融合。2018年4月教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》在重要意義中提出，我國(guó)信息技術(shù)對(duì)教育的革命性影響已初步顯現(xiàn)，但與新時(shí)代的要求仍存在較大差距；教師信息技術(shù)應(yīng)用能力基本具備，但信息化教學(xué)創(chuàng)新能力尚顯不足。

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱《高中新課標(biāo)》）中提出了學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。［1］項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是以學(xué)生為主體，讓學(xué)生在真實(shí)的問(wèn)題情境中實(shí)踐，并在探究和解決問(wèn)題的過(guò)程中獲得基本知識(shí)和技能、關(guān)鍵能力和必備品格，其理念和目標(biāo)都與當(dāng)前的基礎(chǔ)教育，特別是《新課標(biāo)》相一致，是促進(jìn)核心素養(yǎng)融合發(fā)展的有效教學(xué)方式，更是推動(dòng)教育發(fā)展范式轉(zhuǎn)型的重要抓手。［2］

新時(shí)代的發(fā)展要求推進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展。2019年中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》在指導(dǎo)思想中明確指出：“遵循教育規(guī)律，堅(jiān)持改革創(chuàng)新，以凝聚人心、完善人格、開(kāi)發(fā)人力、培育人才、造福人民為工作目標(biāo)，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人，加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化、建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)、辦好人民滿意的教育?！碑?dāng)代中學(xué)生所處的正是信息“爆炸”、自媒體“野蠻生長(zhǎng)”的新時(shí)代。為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，高中學(xué)生除了要有知識(shí)和技能和主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度兩個(gè)重要的維度，更需要有思考力、判斷力、表現(xiàn)力。課程內(nèi)容更加需要與社會(huì)生活建立聯(lián)系，發(fā)展學(xué)生的邏輯思維和理性思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。同時(shí)，努力促進(jìn)學(xué)習(xí)者創(chuàng)新能力、評(píng)判性思維能力、分析能力等高階思維能力的發(fā)展也顯得至關(guān)重要。

綜上所述，在《高中新課標(biāo)》和新教材的“雙新”背景下，如何通過(guò)信息化與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)相融合的方式，落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的高階思維成為現(xiàn)階段亟須解決的問(wèn)題。因此，本研究以“苯酚”教學(xué)為例，通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，推動(dòng)學(xué)生以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為抓手，使用信息化的手段直觀表現(xiàn)“宏觀—微觀—符號(hào)—圖像”間的聯(lián)系，以深度學(xué)習(xí)和問(wèn)題驅(qū)動(dòng)為導(dǎo)向發(fā)展學(xué)生高階思維，并根據(jù)素養(yǎng)培養(yǎng)情況設(shè)計(jì)課后調(diào)查問(wèn)卷，用數(shù)據(jù)反饋教學(xué)、優(yōu)化教學(xué)，從而形成一種新的教學(xué)模式。

二、解決問(wèn)題的教學(xué)設(shè)計(jì)

1. 教學(xué)理念

酚類物質(zhì)與我們的日常生活息息相關(guān)，其中苯酚更是一種重要的化工原料，廣泛用于制造酚醛樹(shù)脂、染料、醫(yī)藥和農(nóng)藥等方面。我們?cè)谏钪谐３Ｄ芤?jiàn)到的苯酚軟膏、水楊酸苯酚貼膏、苯酚甘油滴耳液以及滴露等都含有酚類物質(zhì)，從藥物使用說(shuō)明書(shū)出發(fā)，可以引導(dǎo)學(xué)生在閱讀使用說(shuō)明書(shū)的過(guò)程中學(xué)習(xí)苯酚的性質(zhì)。

信息化與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)深度融合才能發(fā)展學(xué)生的高階思維。在啟發(fā)學(xué)生思考并產(chǎn)生問(wèn)題的過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生從真實(shí)問(wèn)題出發(fā)，組建學(xué)習(xí)小組，借助信息化技術(shù)開(kāi)展探究活動(dòng)，解決舊問(wèn)題的同時(shí)產(chǎn)生新疑問(wèn)，最后匯報(bào)自己的研究成果和收獲。筆者以“苯酚”為載體，形成信息化與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)深度融合的教學(xué)模式。

2. 教學(xué)目標(biāo)和評(píng)價(jià)目標(biāo)

本研究在實(shí)現(xiàn)《高中新課標(biāo)》對(duì)“苯酚”性質(zhì)要求的基礎(chǔ)上，借助開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，以傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與手持實(shí)驗(yàn)技術(shù)為技術(shù)支持，通過(guò)學(xué)生小組間的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)落實(shí)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，引發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生高階思維。具體教學(xué)目標(biāo)和評(píng)價(jià)目標(biāo)如表1所示。

3. 教學(xué)流程

本課例主要設(shè)置了四個(gè)環(huán)節(jié)，從“識(shí)、探、用、悟”四個(gè)角度引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合信息化技術(shù)開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，具體教學(xué)流程如圖1所示。

環(huán)節(jié)一慧眼“識(shí)”酚首先通過(guò)醇、酚結(jié)構(gòu)的辨識(shí)判斷，加深學(xué)生對(duì)于酚是“羥基直接連接在苯環(huán)上的結(jié)構(gòu)”的認(rèn)識(shí)，其次通過(guò)展示生活中常見(jiàn)的酚類物質(zhì)以及分析苯酚軟膏使用說(shuō)明書(shū)來(lái)聯(lián)系苯酚的物理和化學(xué)性質(zhì)，從而讓學(xué)生對(duì)苯酚有初步了解。

環(huán)節(jié)二細(xì)心“探”酚是本節(jié)課的主要亮點(diǎn)。本環(huán)節(jié)通過(guò)課前導(dǎo)學(xué)案的引導(dǎo)學(xué)習(xí)和啟發(fā)思考，調(diào)動(dòng)學(xué)生找出自己感興趣的問(wèn)題點(diǎn)，鼓勵(lì)其組建學(xué)習(xí)小組。本環(huán)節(jié)借助開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，利用信息化技術(shù)開(kāi)展一系列的探究活動(dòng)，讓學(xué)生逐步解決舊問(wèn)題，同時(shí)在與同伴進(jìn)入課堂匯報(bào)研究成果的過(guò)程中接受聽(tīng)講同學(xué)的質(zhì)疑和糾正，實(shí)現(xiàn)在宣講過(guò)程中再次發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題、提出新思考。本次的“探”酚一共激發(fā)了三組學(xué)生的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。

環(huán)節(jié)三廣泛“用”酚是知識(shí)聯(lián)系生活和社會(huì)、樹(shù)立社會(huì)責(zé)任感的重要環(huán)節(jié)。本環(huán)節(jié)通過(guò)藥物的檢驗(yàn)、波義耳墨水的復(fù)刻過(guò)程以及污水是否含酚類物質(zhì)的檢驗(yàn)，讓學(xué)生直觀感受到酚與生活息息相關(guān)。

環(huán)節(jié)四酚中感“悟”是一個(gè)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)形式抽離展示的過(guò)程。本環(huán)節(jié)通過(guò)讓學(xué)生講述在信息化與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過(guò)程中的感受和體會(huì)，落實(shí)信息化與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的深度融合，發(fā)展學(xué)生的高階思維，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)。

三、教學(xué)實(shí)錄

1. 慧眼“識(shí)”酚

［教師］以下含羥基物質(zhì)中哪些屬于酚類？哪些屬于醇類？

、

、

、

、

、

。

［學(xué)生］準(zhǔn)確判斷并總結(jié)酚與醇在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，得出結(jié)論：酚是羥基直接連接在苯環(huán)上的有機(jī)物。

［教師］酚與我們的生活息息相關(guān)，生活中處處可以看到酚的存在。你還知道哪些含有酚類的物質(zhì)？

［學(xué)生］醫(yī)學(xué)上常用的來(lái)蘇爾消毒劑，也被稱為煤酚皂溶液，可用于消毒防腐；對(duì)苯二酚常用作顯影劑；間苯二酚能抵抗細(xì)菌和真菌，常用于治療某些皮膚病，如濕疹和癬癥等。

［教師］閱讀“酚”的相關(guān)資料，初步了解“酚”的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)后與苯酚軟膏的使用說(shuō)明書(shū)內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比，指出苯酚軟膏使用說(shuō)明書(shū)內(nèi)涉及的苯酚性質(zhì)。

［學(xué)生］從使用說(shuō)明書(shū)中的“有特殊臭味”“避免接觸眼睛及黏膜（如口、鼻黏膜）”“感覺(jué)不適時(shí)用酒精進(jìn)行清洗”，可以得出苯酚的物理性質(zhì)：①苯酚具有特殊的氣味；②苯酚有毒，對(duì)皮膚有腐蝕性；③苯酚易溶于乙醇等有機(jī)溶劑。從使用說(shuō)明書(shū)中的“色澤變紅時(shí)禁止使用”“不能與堿性藥物并用”，可以得出苯酚的化學(xué)性質(zhì)：①苯酚能被空氣中的氧氣氧化；②苯酚具有酸性。

2. 細(xì)心“探”酚

［教師］結(jié)合苯酚性質(zhì)來(lái)分析苯酚軟膏的使用說(shuō)明書(shū)，發(fā)現(xiàn)苯酚容易被空氣中的氧氣氧化。那么，苯酚能否被其他氧化劑氧化？請(qǐng)猜想苯酚溶液與酸性高錳酸鉀溶液、氯化鐵溶液和飽和溴水這三種氧化劑反應(yīng)的現(xiàn)象。

［學(xué)生］預(yù)測(cè)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：酸性高錳酸鉀溶液的紫紅色褪去；氯化鐵溶液由黃色變成淺綠色；飽和溴水的棕黃色褪去。

［教師］請(qǐng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)事實(shí)來(lái)驗(yàn)證上述猜想。本次實(shí)驗(yàn)提供點(diǎn)滴板和裝有氧化劑的滴瓶。

［學(xué)生活動(dòng)］學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，用事實(shí)驗(yàn)證猜想，發(fā)現(xiàn)苯酚溶液確實(shí)能令酸性高錳酸鉀溶液褪色，但是并沒(méi)有使氯化鐵溶液變成淺綠色。

［教師］苯酚被酸性高錳酸鉀溶液氧化而褪色，而苯酚溶液中滴入氯化鐵溶液后顯紫色，是一個(gè)非常靈敏的顯色實(shí)驗(yàn)，可用于檢驗(yàn)酚類物質(zhì)的存在。對(duì)于該實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們是否有疑問(wèn)？

［學(xué)生］溴水的濃度是否會(huì)影響實(shí)驗(yàn)？

［教師］課前有興趣小組通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了探索?，F(xiàn)在請(qǐng)第一組項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的同學(xué)來(lái)分享一下他們的心路歷程和收獲。

［學(xué)生］當(dāng)初是飽和溴水中的“飽和”二字引起了我們的注意。烯烴、炔烴與溴單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)的時(shí)候用的是溴水，沒(méi)有特別強(qiáng)調(diào)“飽和”溴水。這里卻特別強(qiáng)調(diào)了“飽和”兩字。我們小組提出問(wèn)題后到實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展了一系列的實(shí)驗(yàn)探究。實(shí)驗(yàn)分成了兩部分：①向1滴苯酚溶液中滴加5滴飽和溴水；②向5滴苯酚溶液中滴加1滴飽和溴水。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：①濃度不變時(shí)，往溴水中滴入苯酚溶液更容易看到白色沉淀；②用黑色點(diǎn)滴板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)要比用試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，操作更簡(jiǎn)單、更方便。所以我們小組經(jīng)研究推薦：該實(shí)驗(yàn)在黑色點(diǎn)滴板中先加入5滴飽和溴水，再加入1滴苯酚溶液，會(huì)看到更明顯的白色沉淀。

［教師］經(jīng)過(guò)改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯，對(duì)該實(shí)驗(yàn)是否還有其他小組從不同角度進(jìn)行研究？請(qǐng)分享你們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并開(kāi)展研究的心路歷程。

［學(xué)生1］我們小組對(duì)苯酚與飽和溴水反應(yīng)的類型比較感興趣。苯酚與飽和溴水要么發(fā)生加成反應(yīng)，要么發(fā)生取代反應(yīng)。不管哪種反應(yīng)類型都會(huì)生成有機(jī)物，唯一不同的是取代反應(yīng)會(huì)生成HBr。因此，我們從pH的角度進(jìn)行研究。HBr是一種酸，如果能加入一種指示劑，顯示反應(yīng)前后顏色變化就能直觀證明反應(yīng)類型。目前我們學(xué)的指示劑只有三種，分別是酚酞、甲基橙和石蕊，但是它們都不方便作為反應(yīng)前后的指示劑。于是在教師的幫助和指導(dǎo)下，我們借助手持實(shí)驗(yàn)技術(shù)的pH傳感器來(lái)檢測(cè)反應(yīng)前后溶液的pH變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可直觀地看到，隨著飽和溴水的加入，苯酚溶液的pH呈現(xiàn)明顯下降的趨勢(shì)（見(jiàn)圖2）。

［學(xué)生2］我們組是從電導(dǎo)率的角度進(jìn)行思考的。HBr是一種強(qiáng)電解質(zhì)，不管加成反應(yīng)還是取代反應(yīng)，生成的有機(jī)物都是非電解質(zhì)。如果有HBr生成，則反應(yīng)過(guò)程中溶液中的電導(dǎo)率會(huì)發(fā)生改變。因此，我們借助電導(dǎo)率傳感器，實(shí)時(shí)檢測(cè)了反應(yīng)過(guò)程中溶液導(dǎo)電性的變化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，苯酚溶液的電導(dǎo)率隨著飽和溴水的加入而呈現(xiàn)快速增大的趨勢(shì)，說(shuō)明有強(qiáng)電解質(zhì)HBr生成（見(jiàn)圖3）。

［教師］請(qǐng)寫(xiě)出苯酚中滴加飽和溴水的化學(xué)方程式。

［學(xué)生］。

［教師］經(jīng)過(guò)上述三組學(xué)生的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)研究后，苯酚與飽和溴水的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)被研究得很深入了，同學(xué)們對(duì)該實(shí)驗(yàn)是否還有新的疑問(wèn)？

［學(xué)生1］酸性高錳酸鉀溶液能使苯酚氧化褪色，氯化鐵溶液和飽和溴水能不能也與苯酚發(fā)生氧化反應(yīng)？

［學(xué)生2］苯與苯酚的結(jié)構(gòu)相似，只是差了一個(gè)—OH，但是與溴單質(zhì)的反應(yīng)差別卻那么大，是什么原因引起的？

［教師］請(qǐng)小組討論，看看有沒(méi)有什么新的認(rèn)識(shí)。

［學(xué)生1］苯與苯酚的結(jié)構(gòu)相似，但因?yàn)榱u基對(duì)苯環(huán)的影響，苯環(huán)在羥基的鄰、對(duì)位上的氫原子比較容易被取代。

［學(xué)生2］氯化鐵溶液和飽和溴水是否能氧化苯酚暫時(shí)不能判斷，從苯酚的結(jié)構(gòu)上看應(yīng)該是可以被氧化的，但是從剛剛的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)看又似乎不行。因此，我們需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和探究。

［教師］由于時(shí)間有限，課堂生成的新問(wèn)題不一定都能在課堂內(nèi)解決，建議同學(xué)們可以課后用氧化還原傳感器對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。前面根據(jù)苯酚軟膏的使用說(shuō)明書(shū)中提到的“不能與堿性藥物并用”，同學(xué)們猜測(cè)苯酚具有酸性。一般酸的通性有哪些？哪些實(shí)驗(yàn)比較容易操作？

［學(xué)生］酸的通性體現(xiàn)在五個(gè)方面：①使酸堿指示劑變色；②與活潑金屬反應(yīng)生成氫氣；③與金屬氧化物反應(yīng)；④與部分鹽反應(yīng)；⑤與堿能發(fā)生中和反應(yīng)。其中，使指示劑變色比較容易操作。

［教師］現(xiàn)在我們用紫色石蕊和pH試紙來(lái)測(cè)試苯酚的酸性。

［學(xué)生活動(dòng)］學(xué)生分組分別用紫色石蕊試液和廣泛pH試紙測(cè)苯酚的酸性。

［學(xué)生1］苯酚溶液加入紫色石蕊試液后基本沒(méi)有顏色變化，還是呈現(xiàn)紫色。

［學(xué)生2］廣泛pH試紙滴上苯酚溶液后變色也不明顯。與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照后，pH接近于6。

［教師］紫色石蕊變色的pH范圍是5～8。苯酚溶液不能使紫色石蕊變色，廣泛pH試紙也沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明苯酚的酸性有什么特點(diǎn)？

［學(xué)生］苯酚的酸性很弱。

［教師］對(duì)于酸性很弱的物質(zhì)，我們有沒(méi)有直觀又準(zhǔn)確的方法知道其真實(shí)的pH？回想一下我們之前的實(shí)驗(yàn)情況。

［學(xué)生］剛剛有同學(xué)用pH傳感器檢測(cè)過(guò)苯酚溶液中加入飽和溴水的pH變化。根據(jù)沒(méi)有加入飽和溴水前pH傳感器的數(shù)值5.85，我們可以知道該苯酚溶液的pH情況。

［教師］另外我們也可以通過(guò)往苯酚濁液中加入NaOH溶液來(lái)驗(yàn)證苯酚的酸性。

［演示實(shí)驗(yàn)］苯酚濁液中加入NaOH溶液后，溶液由渾濁變澄清，再滴入稀鹽酸，澄清溶液又變渾濁。

［教師］請(qǐng)寫(xiě)出上述演示實(shí)驗(yàn)中變化的化學(xué)方程式。

［學(xué)生］化學(xué)方程式如下：、。

［教師］苯酚是一種不能使指示劑變色的弱酸，俗稱石炭酸?！笆克帷迸c“碳酸”在字體結(jié)構(gòu)上相近，碳酸也是弱酸，同學(xué)們現(xiàn)在又對(duì)什么問(wèn)題產(chǎn)生興趣？

［學(xué)生1］石炭酸與碳酸的酸性究竟誰(shuí)更弱？

［學(xué)生2］如果把HCO－3也看作酸，那么是苯酚的酸性強(qiáng)還是HCO－3的酸性強(qiáng)？

［教師］上述問(wèn)題也就是要比較苯酚、H2CO3、HCO－3的酸性強(qiáng)弱。這里有幾種可能的假設(shè)？

［學(xué)生］有三種酸性強(qiáng)弱的假設(shè)。假設(shè)1：苯酚＞H2CO3＞HCO－3。假設(shè)2：H2CO3＞苯酚＞HCO－3。假設(shè)3：H2CO3＞HCO－3＞苯酚。

［教師］如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究證明？

［學(xué)生1］根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理，往飽和苯酚鈉溶液中通入二氧化碳，如果出現(xiàn)渾濁，則說(shuō)明酸性H2CO3＞苯酚，但是本實(shí)驗(yàn)不能確定苯酚與HCO－3的酸性強(qiáng)弱。

［學(xué)生2］我的想法是往苯酚的渾濁液中滴入碳酸鈉溶液。如果溶液由渾濁變成澄清，說(shuō)明酸性苯酚＞HCO－3；如果溶液的渾濁不變，則說(shuō)明酸HCO－3＞苯酚。另外，如果溶液有氣泡產(chǎn)生，則說(shuō)明酸性苯酚＞H2CO3；如果沒(méi)有氣泡產(chǎn)生，則說(shuō)明酸性H2CO3＞苯酚。

［學(xué)生3］我不同意該同學(xué)（學(xué)生2）的一個(gè)觀點(diǎn)，他通過(guò)觀察溶液中是否產(chǎn)生氣泡來(lái)確定苯酚與碳酸的酸性強(qiáng)弱，這種做法不嚴(yán)謹(jǐn)。因?yàn)楸椒拥乃嵝圆粡?qiáng)，哪怕能與碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，量應(yīng)該也是很少的，二氧化碳又能部分溶于水，沒(méi)有看到氣泡，不代表沒(méi)有二氧化碳生成。

［教師］往苯酚的濁液中滴入碳酸鈉溶液確實(shí)是個(gè)不錯(cuò)的方法。通過(guò)觀察溶液是否變澄清確定苯酚和HCO－3的酸性，操作非常簡(jiǎn)單容易。往苯酚濁液中加入碳酸鈉溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。該現(xiàn)象說(shuō)明什么？

［學(xué)生］苯酚濁液變澄清，說(shuō)明酸性：苯酚＞HCO－3，從而排除假設(shè)3的合理性。

［教師］通過(guò)觀察溶液中是否有氣泡產(chǎn)生，來(lái)確定是否有二氧化碳生成，確實(shí)有不合理之處。如果只產(chǎn)生少量的二氧化碳，則需要一個(gè)能檢測(cè)溶液中二氧化碳的裝置。手持實(shí)驗(yàn)技術(shù)可以提供技術(shù)支持。通過(guò)溶解二氧化碳傳感器，我們可以直觀看到溶液中溶解二氧化碳量的變化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，向苯酚溶液中滴入碳酸鈉溶液，溶液中二氧化碳的量一直保持在空白值4.4，且變化曲線是一條平行于橫坐標(biāo)軸的直線，這說(shuō)明了什么？

［學(xué)生］往苯酚溶液中加入碳酸鈉溶液，不能發(fā)生反應(yīng)，證明了酸性：H2CO3＞苯酚。

［教師］如何使剛剛的實(shí)驗(yàn)有二氧化碳生成？

［學(xué)生］往燒杯中加入稀鹽酸。

［教師］向溶液中每滴入一滴稀鹽酸，溶解二氧化碳變化曲線就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)峰（見(jiàn)圖4），這是什么原因？

入稀鹽酸的溶解二氧化碳變化圖

［學(xué)生］說(shuō)明溶解二氧化碳傳感器非常靈敏，苯酚溶液中加入碳酸鈉溶液后，碳酸鈉主要是以HCO－3形式存在，加入強(qiáng)酸后馬上能產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，雖然沒(méi)有看到有氣泡，但是確實(shí)生成了二氧化碳。這個(gè)實(shí)驗(yàn)從側(cè)面證明了酸性：H2CO3＞苯酚，假設(shè)1不成立。綜上所述，可得：假設(shè)2成立，說(shuō)明酸性：H2CO3＞苯酚＞HCO－3。

［教師］請(qǐng)寫(xiě)出苯酚中加入碳酸鈉溶液和苯酚鈉溶液中通入二氧化碳的化學(xué)方程式。

［學(xué)生］化學(xué)方程式如下：、

。

OH＋Na2CO3

ONa＋NaHCO3

ONa＋CO2＋H2O

OH＋NaHCO3

3. 廣泛“用”酚

［教師］苯酚是一種重要的化工原料，廣泛用于制造酚醛樹(shù)脂、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥等。請(qǐng)同學(xué)們幫忙檢測(cè)一下苯酚甘油滴耳液是不是真藥。

［學(xué)生活動(dòng)］學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)苯酚甘油滴耳液。

［學(xué)生］往苯酚甘油滴耳液中加入氯化鐵溶液，溶液緩慢變成淡紫色。說(shuō)明它應(yīng)該是真藥，不過(guò)苯酚含量比較低。

［教師］苯酚甘油滴耳液中苯酚含量?jī)H為2%，苯酚含量確實(shí)比較低。著名英國(guó)物理學(xué)家、化學(xué)家波義耳使用鐵鹽與沒(méi)食子酸制造了墨水。沒(méi)食子酸的結(jié)構(gòu)式如圖5所示，嘗試解釋其原理。

［學(xué)生］往沒(méi)食子酸中滴入一滴氯化鐵溶液，沒(méi)食子酸馬上變成了黑色，現(xiàn)象十分明顯。這是因?yàn)闆](méi)食子酸中含有三個(gè)酚羥基，能跟氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。

［教師］酚類物質(zhì)雖然能廣泛用于制造酚醛樹(shù)脂、染料、醫(yī)藥等方面，但是含酚類物質(zhì)的廢水對(duì)生物具有毒害作用，會(huì)對(duì)水體造成嚴(yán)重污染。如果要檢驗(yàn)廢水中是否含有酚類物質(zhì)，應(yīng)該怎么做？如果要檢驗(yàn)廢水中酚類物質(zhì)的含量，應(yīng)該怎么做？

［學(xué)生］檢驗(yàn)廢水中是否含有酚類物質(zhì)屬于定性檢驗(yàn)，可以用氯化鐵溶液，其現(xiàn)象明顯且操作簡(jiǎn)單；檢驗(yàn)廢水中酚類物質(zhì)的含量屬于定量檢驗(yàn)，應(yīng)該用飽和溴水來(lái)測(cè)定。

4. 酚中感“悟”

［教師］本節(jié)課通過(guò)使用信息化與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)相融合的模式，對(duì)苯酚的性質(zhì)進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，同學(xué)們?cè)诮鉀Q舊問(wèn)題后又提出很多有價(jià)值的新疑問(wèn)，請(qǐng)大家談?wù)勆贤瓯竟?jié)課后有什么感悟或者收獲。

［學(xué)生1］在學(xué)習(xí)過(guò)程中通過(guò)走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室并使用信息化技術(shù)對(duì)自己發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。在整個(gè)探究過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)每個(gè)大問(wèn)題都可以拆解為多個(gè)小問(wèn)題，通過(guò)解決小問(wèn)題就可以多角度、多維度地接近真相和事物的本質(zhì)。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程是并存的。

［學(xué)生2］分析和解決問(wèn)題時(shí)，我們可以通過(guò)組建興趣小組，通過(guò)頭腦風(fēng)暴的模式發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后想辦法解決問(wèn)題。在想辦法解決問(wèn)題的時(shí)候，我們要大膽假設(shè)，發(fā)散思維。大膽想、小心做往往能有意想不到的收獲。

［教師］通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們不僅對(duì)苯酚的物理、化學(xué)性質(zhì)有所了解，而且對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的手段有了新的了解，知道除了可以做傳統(tǒng)的試管實(shí)驗(yàn)外，還可以借助信息化技術(shù)把看不見(jiàn)的變化可視化。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的開(kāi)展更是幫助大家建立了研究問(wèn)題的一般模式，即“從真實(shí)問(wèn)題出發(fā)—組建學(xué)習(xí)小組—借助信息化開(kāi)展探究活動(dòng)—解決問(wèn)題—匯報(bào)研究成果”。希望同學(xué)們以后多把信息化與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式相融合，根據(jù)自己的興趣開(kāi)展更多的研究。

四、教學(xué)成效

本研究通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷的形式對(duì)學(xué)生該節(jié)課的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行反饋和評(píng)價(jià)。問(wèn)卷根據(jù)五大化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，結(jié)合反向設(shè)問(wèn)和教學(xué)方式等維度進(jìn)行設(shè)計(jì)，共設(shè)有24個(gè)問(wèn)題（見(jiàn)表2）。量表計(jì)分法采用李克特式選項(xiàng)，包括：非常不滿意、不同意、一般、同意、非常同意，分別記為1、2、3、4、5分。統(tǒng)計(jì)原始數(shù)據(jù)后，再采用SPSS 23.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)果保留兩位小數(shù)。

在本研究中，筆者選取參與本次授課的高二學(xué)生開(kāi)展問(wèn)卷調(diào)查，共發(fā)放問(wèn)卷50份，回收49份，回收率為98%。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)本問(wèn)卷的效度為0.513，介于參考值0.4～0.8之間，說(shuō)明問(wèn)卷測(cè)量結(jié)果有效。本問(wèn)卷的信度為0.796，高于0.7，說(shuō)明相同維度題目之間有較好的一致性，問(wèn)卷測(cè)量結(jié)果可靠。

第一個(gè)維度中，第1—5題平均分都在4.6以上，反映學(xué)生在宏觀和微觀層面都能較好地辨析、掌握醇、酚的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性質(zhì)差異，能從宏觀與微觀相結(jié)合的角度去分析羥基與苯基之間的相互影響導(dǎo)致的化學(xué)變化，知道如何定性或者定量地去檢測(cè)酚類物質(zhì)的存在，整體上對(duì)醇和酚的認(rèn)識(shí)有了更深入的理解。

第二個(gè)維度中，第6題平均分為4.65，說(shuō)明學(xué)生能夠借助手持實(shí)驗(yàn)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)pH、電導(dǎo)率的曲線變化圖來(lái)認(rèn)識(shí)苯酚中加入飽和溴水發(fā)生的反應(yīng)類型，學(xué)生能樹(shù)立較好的證據(jù)推理意識(shí)。第7題平均分為4.61，說(shuō)明學(xué)生能根據(jù)與鈉反應(yīng)的現(xiàn)象構(gòu)建酸性強(qiáng)弱比較的分析和認(rèn)知模型，能準(zhǔn)確推出乙醇、苯酚、水、碳酸等物質(zhì)中氫原子的活潑性。第8題平均分為4.41，體現(xiàn)學(xué)生構(gòu)建苯酚的認(rèn)知模型后就能對(duì)其他酚類物質(zhì)形成推理意識(shí)，能通過(guò)分析有機(jī)物的結(jié)構(gòu)而判斷其他酚類性質(zhì)。

第三個(gè)維度中，第9題的平均分為4.80，說(shuō)明學(xué)生能從苯酚是弱酸這一事實(shí)，分析出弱酸的電離是個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡，認(rèn)識(shí)到溶液中除了電離出來(lái)的離子外，還會(huì)有苯酚分子的存在。往苯酚渾濁液中加入NaOH溶液后，苯酚中電離的氫離子被中和，促進(jìn)苯酚變成苯酚鈉，所以溶液能由渾濁變成澄清，這一過(guò)程體現(xiàn)了變化觀念與平衡思想。

第四個(gè)維度中，第10題和第12題的平均分均在4.4以上，說(shuō)明學(xué)生在分析思考苯酚性質(zhì)時(shí)，能對(duì)異常的現(xiàn)象產(chǎn)生疑問(wèn)，能在舊問(wèn)題的認(rèn)知沖突中不斷思考，并再次提出新疑問(wèn)。第11題和第13題能反映學(xué)生在變量的選擇、控制和創(chuàng)設(shè)條件等方面形成了較好的科學(xué)意識(shí)，可以創(chuàng)新性地提出研究苯酚、碳酸和碳酸氫根酸性的實(shí)驗(yàn)方案，有效培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

第五個(gè)維度中，第14題的平均分為4.76，說(shuō)明學(xué)生認(rèn)識(shí)到苯酚對(duì)人們生活、生產(chǎn)的重要性。第15題的平均分為4.67，說(shuō)明學(xué)生在本節(jié)課后，樹(shù)立了酚類廢水對(duì)水體、動(dòng)植物能夠產(chǎn)生影響的意識(shí)，清楚認(rèn)識(shí)到廢水處理的重要性和必要性，有效培養(yǎng)了學(xué)生的社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)。第16題的平均分為4.41，說(shuō)明本節(jié)課應(yīng)該更注意向?qū)W生展示科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

第六個(gè)維度中，第17—19題是反向設(shè)問(wèn)題，平均分為1.81，反映學(xué)生對(duì)待此問(wèn)卷較認(rèn)真，所得數(shù)據(jù)較可信。

第七個(gè)維度中，主要就本節(jié)課的教學(xué)方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查，平均分在4.6以上，說(shuō)明學(xué)生較為喜歡信息化與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)相融合的模式，并且通過(guò)本節(jié)課能培養(yǎng)學(xué)生“愛(ài)思考、愛(ài)表達(dá)、愛(ài)質(zhì)疑、愛(ài)研究”等主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的有效教學(xué)方式。

五、教學(xué)總結(jié)與反思

1. 從真實(shí)情境出發(fā)，最終回歸真實(shí)生活

知識(shí)在應(yīng)用中才有活力，在探索中才有生命。本節(jié)課設(shè)計(jì)從生活走進(jìn)化學(xué)，以藥物使用說(shuō)明書(shū)為導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生從真實(shí)情境出發(fā)聯(lián)系苯酚的物理與化學(xué)性質(zhì)，并對(duì)苯酚的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行探索研究，讓學(xué)生不斷思考與質(zhì)疑，從不同角度提出問(wèn)題，并針對(duì)問(wèn)題，使用信息化技術(shù)融合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)宏觀與微觀相結(jié)合，憑借事實(shí)形成觀點(diǎn)，最終由化學(xué)走向生活與社會(huì)，回歸藥物中苯酚成分的檢驗(yàn)。

2. 拆解項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式，幫助學(xué)生構(gòu)建微項(xiàng)目

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是最適合學(xué)生進(jìn)行知識(shí)探究的手段。選擇自己感興趣的真實(shí)問(wèn)題出發(fā)，組建學(xué)習(xí)研究小組，在無(wú)數(shù)次的頭腦風(fēng)暴、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案選擇和實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中解決自己提出的化學(xué)問(wèn)題，并向全班同學(xué)匯報(bào)成果。經(jīng)過(guò)拆解分析后，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式使得更多的同學(xué)參與到實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中，并在研究過(guò)程中解決舊問(wèn)題、提出新問(wèn)題，以實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)，用手持實(shí)驗(yàn)技術(shù)聯(lián)系宏觀與微觀，體現(xiàn)了遷移對(duì)比，聯(lián)系生活的同時(shí)回歸生活，幫助學(xué)生形成自主學(xué)習(xí)和研究的好習(xí)慣。

3. 信息化與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)深度融合，發(fā)展學(xué)生的高階思維

本節(jié)課的信息化主要體現(xiàn)在采用手持實(shí)驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中物理量的變化，將看不見(jiàn)的變化變成可視的圖像，如使用pH傳感器監(jiān)測(cè)苯酚與飽和溴水反應(yīng)過(guò)程中溶液pH的變化情況，使用電導(dǎo)率傳感器監(jiān)測(cè)苯酚與飽和溴水反應(yīng)過(guò)程中溶液電導(dǎo)率的變化情況，使用溶解二氧化碳傳感器監(jiān)測(cè)苯酚溶液中加入碳酸鈉溶液后溶液二氧化碳的產(chǎn)生情況。結(jié)合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、研究問(wèn)題的積極性。信息化技術(shù)與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)相融合的模式使學(xué)生在研究中有成就感和獲得感，學(xué)生逐漸地養(yǎng)成能思考、會(huì)思考的習(xí)慣，提高學(xué)生分析與解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生形成、發(fā)展高階思維模式。

參考文獻(xiàn)

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