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溶液與膠體的教學

圖文 更新时间:2024-08-21 01:49:05

溶液與膠體的教學(教材與教學關于)1

梅子化學共享個人高中化學教育教學資源,進行高中化學教材教法研究、命題研究,解讀試題21篇原創内容公衆号

【寫在前面的話】

盡管假期做了準備,但開學之初還是有些忙碌,沒有精力更新公衆号文章。有老師說我的緒言課文章對他們幫助很大,尤其實驗内容的建議,教師和學生都很感興趣。聽着老師的誇贊,我挺有成就感的(其實任何人都需要從心底認可的表揚),尤其對青年教師或沒有教研團隊幫助的單打獨鬥的老師,這個幫助還是能見效果的。成就感可以鼓舞人的精神,這幾天加緊寫關于膠體的思考,或許能趕在您上課前看到。即使您剛剛講過這個内容,看看我的分析,相信對您理解教材、學科知識及改變觀念也是有幫助的!


一、課标和教材分析

1.課标要求和表述

“膠體”屬于《普通高中化學課程标準》[1] (以下簡稱《課程标準》)主題2:

常見無機物及其應用的内容,在【内容要求】2.1中的要求表述為:認識膠體是一種常見的分散系。在【學業要求】中的表述為:能舉例說明膠體的典型特征。在“學習活動建議”的“實驗及探究活動”中表述為:膠體的丁達爾實驗。

從課表的要求看,對膠體内容的要求比較簡單,重在認識“什麼是膠體”、“膠體的典型特征是什麼”、“這個典型的特征能用那種可‘看見’的實驗證據表征出了來”,明白了課标蘊含的内容,結合教材内容,就能抓住教學設計的邏輯主線。

2.教材内容及邏輯

從下面的教材原文呈現可以看出,教材的邏輯線索是:分散系及分散系種類→什麼是膠體→膠體的種類有哪些→怎麼制備膠體→如何區别膠體和溶液→為什麼膠體具有丁達爾效應→生活中的丁達爾現象。

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二、疑難問題解讀

1.關于教材内容的變化

2019版人教版新教材對“膠體”内容删除了“圖2-4 9種分散系”和“圖2-5豆漿是一種膠體”。删除了膠體和泥水的過濾試驗,删除了“科學視野”中介紹膠體的電泳現象。為什麼?除了内容需要精簡,呈現更核心的内容,教材編寫者還有哪些思考呢?而且以前不同版本的教材,對豆漿圖的描述也有細微的差别,後來的教材中添加了“稀”字,變為“稀豆漿是一種膠體”,為什麼有此變化,這背後蘊含着怎樣的思考呢?!這些思考又能給我們哪些觀念、認識上的啟示呢?筆者提出這個問題,大家可以思考,也可以參考看看文獻上其他人的怎麼想的。

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2.關于氫氧化鐵膠體制備的幾個深入問題

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上述問題的提出,不是讓老師上課講的,但教師要有這些問題意識,要有刨根問底研究問題的意識,因為教學中您要鼓勵學生提出問題,當您用飽和的FeCl3溶液制備氫氧化鐵膠體時,學生可能會聯想到前三個問題,您要想到怎麼給學生答疑解惑。另外,當您清楚這些超越教材的知識後,您對學科知識的理解會更深刻,您就能站到更高層次來引導學生思考。答案是什麼,你可以通過咨詢他人、文獻學習、親自實驗等方式獲得,我更關注您怎麼引導學生提出問題,挖掘實驗背後的思考更重要,提出這些問題比這些答案更重要,這裡面有質疑、聯想的思維在裡面。

說明:筆者幾年前曾經讓九中的董老師幫助做過第二個問題的實驗,記錄存在電腦裡已經找不到了,印象中是能制出來,但顔色不夠深,效果不好。建議大家到實驗室再做一下,這個不難。

3.其他疑問解答

(1)講不講或做不做“膠體能透過濾紙”的實驗。筆者認為可以做,因為它不占用太多時間,而且和前面的實驗是一體的,内容是順下來的,實驗試劑都是現成的。而且膠體、溶液能夠透過濾紙而沉澱不能,對認識膠體微粒的大小有幫助,對形成“一定條件下,微粒可以聚在一起形成沉澱”等認識有幫助。

(2)膠體的聚沉和電泳講不講。這個可以不講,但可以作為課後的閱讀材料發給學生。畢竟膠體有很重要的作用,生産、生活中有很多方面用到膠體的性質,教材以後還會講到明礬淨水。生活中的應用,比如,鹽鹵點豆腐,就是利用蛋白質遇到石膏發生聚沉;肥皂制取中加入食鹽聚沉;河流三角洲的形成;納米材料的應用等。

(3)建議補充硫酸銅或NaCl溶于乙醇形成膠體的實驗。這些實驗筆者都做過,丁達爾現象很明顯。

三、教學設計建議

關于膠體内容的教學設計,文獻及網絡上有很多,成熟的課例應該也不少,國家中小學網絡雲平台上的課例設計就不錯。不過筆者認為這些課應該屬于“微格課”,内容量巨大,不能拿來就用,應該在此基礎上進行再加工。您會發現,有時候一節課的内容,現實中可能需要60-80分鐘才能完成。對于第一節,筆者盡管建議用2課時,但現實中2課時真的很緊張,不能講深刻了,如果要講出化學學科的“味道”,膠體内容就需要一課時,所以,這裡有個取舍,對于核心内容或對學科認識有幫助的内容,要舍得花時間,個别内容學生能自學看懂書的,可以自學。

下面是筆者2007年左右的一個常态課(沒有用PPT),論文發在2009年《中學化學教學參考》,盡管時間有點久遠,但設計思路還是可以借鑒的。采用對比方法呈現實驗事實,人為制造一個“認知沖突”,通過分析事實→引出膠體及分散系概念→歸納膠體的特征→用新的實驗事實拓展對膠體的認識。這個過程就是典型概念課的思路和框架。這個邏輯順序與教材順序不同,這就體現出“用教材教”而不是“教教材”。當然,如果課時寬裕,還可以進行更深入的問題引導。

需要說明:記得以前做“将FeCl3飽和溶液滴加到水裡”的實驗,有時候也會有丁達爾現象,所以,提前要試,把握加入的量。不要直接照射FeCl3飽和溶液,這個一定會有丁達爾效應的,本來FeCl3飽和溶液就是膠體和溶液的混合體系。最近我在想,最後的對比拓展,應該将幾滴FeCl3飽和溶液滴加到酒精中,看一下是否形成膠體,這個實驗沒做過,如果能成功,比用硫酸銅這個素材更好,化學課剛剛開始,能用FeCl3飽和溶液這個核心物質穿插整節課更好。

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四、對應的作業設計

1.補充1-2個試題

教材中課後習題隻有一個,可以适度補充1-2個試題,下面這個試題素材不錯,提供給大家。

【典型試題】磁流體是電子材料的新秀,它既具有固體的磁性,又具有液體的流動性。制備時将一定比例的FeSO4和Fe2(SO4)3的溶液混合,再滴入稍過量的NaOH溶液,随後加入油酸鈉溶液,即可生成黑色的、分散質粒子直徑為5.5~36 nm的磁流體。下列說法中正确的是

A. 所得到的分散系屬于溶液

B. 用一束光照射該分散系時,可以看到一條光亮的“通路”

C. 所得到的分散系屬于懸濁液

D. 該分散系中的分散質為Fe(OH)3

答案:B

2.家庭探究性實踐活動

在“雙減”背景下,建議學科作業15分鐘完成,個别情況也不能超過30分鐘,但建議開展家庭實踐活動,這些活動也是現在我們所說的“項目式學習”。可以讓學生提交圖文并茂的實驗報告,比如,講完“膠體”後,周末建議學生開展“豆腐的制作”家庭實驗,也就是把教材第二冊第115頁的“研究與實踐”活動放在這裡更合适,因為期末學生要複習,不宜開展家庭實踐活動。

如果學生是住宿生,在實驗室也能開展這個活動,教師提供豆漿機就可以的,現代豆腐的制作比過去還是方便了很多,可以讓學生對比過去、今天制作的不同。

3.實驗室開展“固體酒精的制作”實踐活動

固體酒精的制作方法有很多,這裡提供一種,實驗試劑都挺簡單的,過程也比較簡單,給出任務後可以讓學生自己查找資料,自己完成。可以利用放學後,課外活動時間進行。尤其是住宿生,更應該開展這樣的活動,現在好多老師“紙上講實驗”,屬于教學偷懶行為。無論您學校是什麼類型的,多開展這樣的活動,對學生的動手能力、思維能力、解決問題的能力都有很大好處,這個好處不僅在高考考場上能顯現出來(尤其北京考試,不是僅僅刷題就能應對的,更需要能力),也會在幾十年後體現出來,教育的效果在某些階段是隐性的。

供參考的一種“固體酒精的制作”的方法如下:

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