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基于生活情景的化学教学

——以“常见的分散性 胶体”为例

柳含月
  
百家媒体号
2023年22期
陕西省榆林高新中学

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摘 要:在新课改的背景下,高中化学课的主要任务已从被动的基础教育知识灌输转变为核心素养的培养。本文通过情景式教学探索高中化学课堂中的真实生活情景,激发学生学习化学的兴趣,让学生在生活实际的帮助下内化知识,同时在学习过程中逐步学会分析和解决与化学相关的一些简单的实际问题。在“生活-化学-生活”的教学过程中联系与应用科学精神、养成科学态度,在探究实践中培养学生的创新精神和实践能力。

《普通高中化学课程标准( 2017 年版 2020 修订) 》提出 “倡导真实问题情景创设,开展以化学实验为主的多种探究活动,重视教学内容的结构化设计,激发学生学习化学的兴趣, 促进学生学习方式的转变,培养他们的创新精神和实践能力。” 在新课改的背景下,高中化学课的主要任务已从被动的基础教育知识灌输转变为核心素养的培养。不可置否的是化学知识从生活中来,生活实际中也充斥着化学知识,所以在高中化学教学中进行基于真实问题情境的教学具有重要的现实意义。

一、课题设计背景

目前陕西省高中化学教学选用的教材为人教版(2022年修订),在教材胶体的相关内容中,涉及的知识为胶体的概念,制备以及丁达尔效应。为更好的帮助学生掌握知识,笔者联系生活中的胶体,从生活中了解胶体,从对胶体性质的学习中再去认识生活,以期达到对学生科学探究以及社会责任能力的培养。

新冠肺炎疫情在全球范围内造成了重大影响,近年来许多考试也以新冠为材料出题,展开相应知识的考察。如2022年第54届国际化学奥林匹克试题第1题就以胶体金及其在核酸检测中的应用为主要内容。本文将新冠与化学知识相联系,以“穿越,我是一个新冠病毒”为题,展开有关胶体的教学。

二、生活情境下《常见的分散系 胶体》的教学设计

(一)明确教学目标,确立生活情境

本课是人教版高中化学必修一中“物质的分类与转化”的第一课时。《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》对这部分知识内容的学习要求如下:认识胶体是一种常见的分散系;能举例说明胶体的典型特征;了解胶体的制备与性质。初中化学并没有涉及胶体的概念,学生对胶体性质了解较少。然而,胶体在生活中无处不在,如新冠病毒的传播方式之一:气溶胶、核酸检测中的检测剂为一种胶体金等等。生活中处处有胶体,本节课利用生活中的胶体实物构建教学情境。

(二)教学内容,穿越之我是一个新冠病毒

1.课堂导入

本节课的导入从新冠病毒对人类的危害,以及对本学校学生造成的影响入手导入新课,并将学生带入情景中:如果我穿越变为一个新冠病毒,我与胶体知识的“爱恨纠缠”。由此激发学生的学习兴趣。

2.“我”的传播途径——气溶胶,胶体的概念

【思考】通过表格总结分散系的分类与分类依据,并用语言表述什么是胶体。

分类:根据分散质粒子直径的大小(本质区别) 可将分散系分为溶液(d < 1nm)、胶体(1nm < d < 100nm)、浊液(d > 100nm)。

【设计意图】从初中熟悉的溶液和乳浊液入手,运用旧知识“溶液”和“混合物”的概念引入分散系概念,让学生明白知识之间是相互联系的,同时也为溶液、胶体、悬浊液之间的对比做铺垫。通过溶液和浊液的对比,明确分散质、分散剂、分散系的概念,理解浊液、胶体、溶液三种分散系的本质区别。利用表格,从熟悉的溶液和浊液入手,对比这两种分散系中微粒的种类和性质,结合宏观辨识与微观探析,激发学生对胶体知识的学习欲望。

【思考】新冠病毒的传播途径之一是气溶胶传播,那么什么是气溶胶?为什么“我”能以气溶胶的形式传播?

【介绍】胶体按分散剂状态可以分为气溶胶、液溶胶、固溶胶。胶体具有介稳性。

【设计意图】通过气溶胶的知识概念,联系生活,减弱学生对知识的陌生感,告诉学生对待生活要有一双发现的眼睛,通过对生活的不断探索,去验证我们的化学知识,可能会有意想不到的体会和收获。通过学生对于气溶胶的描述,评价学生对“胶体”这一新化学概念的掌握程度,并激发学生对接下来教学内容的主动探索与挖掘的欲望。

3. 能“看到的”气溶胶:丁达尔效应

【思考】有没有一种简单的物理方法帮助我们直观的看到胶体?观察实验并描述现象。

【实验】教师利用喷壶现场造雾,在用一束可见光照射,让学生观察丁达尔效应。

【设计意图】通过现场造雾,制造神秘感,再利用丁达尔效应把本节课推向高潮,让学生感受化学的魅力,明白生活中处处有化学,也加深了学生对丁达尔效应的理解,一举多得。

4.借题发挥:氢氧化铁胶体的制备

【实验】往沸水中滴入几滴饱和氯化铁溶液,请学生观察烧杯中溶液的颜色变化,继续加热至溶液呈红褐色,并让学生思考应该如何判断是否胶体已经制备完毕。

【设计意图】引导学生观察氢氧化铁胶体的物理性质,并让学生思考如何用简单的方法鉴别胶体与溶液,对重点知识“丁达尔效应”再次强化。培养学生化学学科核心素养中科学探究和证据推理的能力。

【原理分析】当光线照射到粒子时,如果粒子小于入射光波长,光线就会发生散射,因此胶体会产生丁达尔效应。

5.核酸检测中胶体性质

【介绍】我们现在的核酸检测会用到胶体金检测技术,胶体金纳米颗粒粒径为20~80 nm,胶体金法,实质上是蛋白质等高分子被吸附到胶体金颗粒表面的包被过程。吸附机理是胶体金颗粒表面负电荷,与蛋白质的正电荷基团因静电吸附而形成牢固结合。当这些标记物在相应的配体处大量聚集时,就会有肉眼可见红色或粉红色斑点。

【思考】核酸检测用到的检测液是不是胶体,理由是什么?吸附以及聚集体现了胶体的什么性质。

【设计意图】化学源于生活,并服务于生活。本环节通过我们息息相关的核酸检测,回顾胶体的概念,引出胶体能发生聚沉,胶体中的胶粒带电的性质。通过视野拓展,让学生了解胶体在各个方面的应用,感受胶体为人类带来的便利,以此培养学生的科学精神和社会责任感。

6.回顾与总结,新冠病毒的旅程

对本节课内容进行总结与升华。穿越之我是核酸病毒,我从患者体内出发,在空气中形成了气溶胶,气溶胶是悬浮在空气中的非常小的固体和液体颗粒,当气溶胶传播时,因为胶体的介稳性,所以我能够飘散更远、悬浮更久,因此如果有人不戴口罩,即使远距离的人也可能被传染,吸入病毒,这些病毒可以在呼吸道中慢慢沉积,最终使人们感染病毒。接下来我会在患者体内潜伏一段时间,在这段时间我都无法被检测出来,直至潜伏期后,当患者做核酸的时候,我会因为检测盒中胶体的聚沉以及胶粒的带电性而被人们观测出来。

三、反思

情景式教学的关键在于从化学的角度认识生活,通过身边的化学清楚的认识到化学与生活的紧密联系。将生活中的化学与教学相结合,激发学习兴趣,提高课堂参与度。整个学习的过程中,主要为学生之间相互协助,思考探讨,教师只是充当了实验引导者的角色,充分发挥了学生的主观能动性。让学生在生活情景中不仅仅学到了知识,更促进了学生核心素养的发展,让学生的社会责任感以及科学探究能力都得到提升。

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