教材与教学‖关于“胶体”内容的思考


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【写在前面的话】

尽管假期做了准备,但开学之初还是有些忙碌,没有精力更新公众号文章。有老师说我的绪言课文章对他们帮助很大,尤其实验内容的建议,教师和学生都很感兴趣。听着老师的夸赞,我挺有成就感的(其实任何人都需要从心底认可的表扬),尤其对青年教师或没有教研团队帮助的单打独斗的老师,这个帮助还是能见效果的。成就感可以鼓舞人的精神,这几天加紧写关于胶体的思考,或许能赶在您上课前看到。即使您刚刚讲过这个内容,看看我的分析,相信对您理解教材、学科知识及改变观念也是有帮助的!


一、课标和教材分析

1.课标要求和表述

      “胶体”属于《普通高中化学课程标准》[1] (以下简称《课程标准》)主题2:

常见无机物及其应用的内容,在【内容要求】2.1中的要求表述为:认识胶体是一种常见的分散系。在【学业要求】中的表述为:能举例说明胶体的典型特征。在“学习活动建议”的“实验及探究活动”中表述为:胶体的丁达尔实验。

   从课表的要求看,对胶体内容的要求比较简单,重在认识“什么是胶体”、“胶体的典型特征是什么”、“这个典型的特征能用那种可‘看见’的实验证据表征出了来”,明白了课标蕴含的内容,结合教材内容,就能抓住教学设计的逻辑主线。

2.教材内容及逻辑

     从下面的教材原文呈现可以看出,教材的逻辑线索是:分散系及分散系种类→什么是胶体→胶体的种类有哪些→怎么制备胶体→如何区别胶体和溶液→为什么胶体具有丁达尔效应→生活中的丁达尔现象。


二、疑难问题解读

  1.关于教材内容的变化

     2019版人教版新教材对“胶体”内容删除了“图2-4  9种分散系”和“图2-5豆浆是一种胶体”。删除了胶体和泥水的过滤试验,删除了“科学视野”中介绍胶体的电泳现象。为什么?除了内容需要精简,呈现更核心的内容,教材编写者还有哪些思考呢?而且以前不同版本的教材,对豆浆图的描述也有细微的差别,后来的教材中添加了“稀”字,变为“稀豆浆是一种胶体”,为什么有此变化,这背后蕴含着怎样的思考呢?!这些思考又能给我们哪些观念、认识上的启示呢?笔者提出这个问题,大家可以思考,也可以参考看看文献上其他人的怎么想的。


2.关于氢氧化铁胶体制备的几个深入问题

上述问题的提出,不是让老师上课讲的,但教师要有这些问题意识,要有刨根问底研究问题的意识,因为教学中您要鼓励学生提出问题,当您用饱和的FeCl3溶液制备氢氧化铁胶体时,学生可能会联想到前三个问题,您要想到怎么给学生答疑解惑。另外,当您清楚这些超越教材的知识后,您对学科知识的理解会更深刻,您就能站到更高层次来引导学生思考。答案是什么,你可以通过咨询他人、文献学习、亲自实验等方式获得,我更关注您怎么引导学生提出问题,挖掘实验背后的思考更重要,提出这些问题比这些答案更重要,这里面有质疑、联想的思维在里面。

说明:笔者几年前曾经让九中的董老师帮助做过第二个问题的实验,记录存在电脑里已经找不到了,印象中是能制出来,但颜色不够深,效果不好。建议大家到实验室再做一下,这个不难。

3.其他疑问解答

(1)讲不讲或做不做“胶体能透过滤纸”的实验。笔者认为可以做,因为它不占用太多时间,而且和前面的实验是一体的,内容是顺下来的,实验试剂都是现成的。而且胶体、溶液能够透过滤纸而沉淀不能,对认识胶体微粒的大小有帮助,对形成“一定条件下,微粒可以聚在一起形成沉淀”等认识有帮助。

(2)胶体的聚沉和电泳讲不讲。这个可以不讲,但可以作为课后的阅读材料发给学生。毕竟胶体有很重要的作用,生产、生活中有很多方面用到胶体的性质,教材以后还会讲到明矾净水。生活中的应用,比如,盐卤点豆腐,就是利用蛋白质遇到石膏发生聚沉;肥皂制取中加入食盐聚沉;河流三角洲的形成;纳米材料的应用等。

(3)建议补充硫酸铜或NaCl溶于乙醇形成胶体的实验。这些实验笔者都做过,丁达尔现象很明显。

三、教学设计建议

   关于胶体内容的教学设计,文献及网络上有很多,成熟的课例应该也不少,国家中小学网络云平台上的课例设计就不错。不过笔者认为这些课应该属于“微格课”,内容量巨大,不能拿来就用,应该在此基础上进行再加工。您会发现,有时候一节课的内容,现实中可能需要60-80分钟才能完成。对于第一节,笔者尽管建议用2课时,但现实中2课时真的很紧张,不能讲深刻了,如果要讲出化学学科的“味道”,胶体内容就需要一课时,所以,这里有个取舍,对于核心内容或对学科认识有帮助的内容,要舍得花时间,个别内容学生能自学看懂书的,可以自学。

   下面是笔者2007年左右的一个常态课(没有用PPT),论文发在2009年《中学化学教学参考》,尽管时间有点久远,但设计思路还是可以借鉴的。采用对比方法呈现实验事实,人为制造一个“认知冲突”,通过分析事实→引出胶体及分散系概念→归纳胶体的特征→用新的实验事实拓展对胶体的认识。这个过程就是典型概念课的思路和框架。这个逻辑顺序与教材顺序不同,这就体现出“用教材教”而不是“教教材”。当然,如果课时宽裕,还可以进行更深入的问题引导。

    需要说明:记得以前做“将FeCl3饱和溶液滴加到水里”的实验,有时候也会有丁达尔现象,所以,提前要试,把握加入的量。不要直接照射FeCl3饱和溶液,这个一定会有丁达尔效应的,本来FeCl3饱和溶液就是胶体和溶液的混合体系。最近我在想,最后的对比拓展,应该将几滴FeCl3饱和溶液滴加到酒精中,看一下是否形成胶体,这个实验没做过,如果能成功,比用硫酸铜这个素材更好,化学课刚刚开始,能用FeCl3饱和溶液这个核心物质穿插整节课更好。


四、对应的作业设计

1.补充1-2个试题

教材中课后习题只有一个,可以适度补充1-2个试题,下面这个试题素材不错,提供给大家。

【典型试题】磁流体是电子材料的新秀,它既具有固体的磁性,又具有液体的流动性。制备时将一定比例的FeSO4和Fe2(SO4)3的溶液混合,再滴入稍过量的NaOH溶液,随后加入油酸钠溶液,即可生成黑色的、分散质粒子直径为5.5~36 nm的磁流体。下列说法中正确的是

A. 所得到的分散系属于溶液

B. 用一束光照射该分散系时,可以看到一条光亮的“通路”

C. 所得到的分散系属于悬浊液

D. 该分散系中的分散质为Fe(OH)3

答案:B

2.家庭探究性实践活动

     在“双减”背景下,建议学科作业15分钟完成,个别情况也不能超过30分钟,但建议开展家庭实践活动,这些活动也是现在我们所说的“项目式学习”。可以让学生提交图文并茂的实验报告,比如,讲完“胶体”后,周末建议学生开展“豆腐的制作”家庭实验,也就是把教材第二册第115页的“研究与实践”活动放在这里更合适,因为期末学生要复习,不宜开展家庭实践活动。

      如果学生是住宿生,在实验室也能开展这个活动,教师提供豆浆机就可以的,现代豆腐的制作比过去还是方便了很多,可以让学生对比过去、今天制作的不同。

3.实验室开展“固体酒精的制作”实践活动

     固体酒精的制作方法有很多,这里提供一种,实验试剂都挺简单的,过程也比较简单,给出任务后可以让学生自己查找资料,自己完成。可以利用放学后,课外活动时间进行。尤其是住宿生,更应该开展这样的活动,现在好多老师“纸上讲实验”,属于教学偷懒行为。无论您学校是什么类型的,多开展这样的活动,对学生的动手能力、思维能力、解决问题的能力都有很大好处,这个好处不仅在高考考场上能显现出来(尤其北京考试,不是仅仅刷题就能应对的,更需要能力),也会在几十年后体现出来,教育的效果在某些阶段是隐性的。

    供参考的一种“固体酒精的制作”的方法如下:




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