多媒體輔助探究性化學教學的實踐——《分散系及其分類》教學案例

趙秀美

《分散系及其分類》是高一化學“必修一”第二章第一節第二課時的內容。本節課我通過列表格對比的方法，鞏固學生對溶液、膠體、濁液的區別，懂得如何鑒別它們。為了能順利突破本節課的重、難點，我引導學生聯系實際，讓他們通過生活中常見的分散系的例子、膠體的例子來認識膠體，掌握膠體的重要性質?；瘜W是一門以實驗為基礎的學科，高一的學生好奇心比較強，所以做好“科學探究”中的三個探究實驗，讓學生通過觀察實驗現象、分析實驗現象，培養學生的實驗探究能力，是比較關鍵的。

教學目標

知識與技能：能準確復述出分散系的定義及其分類：能準確說出膠體的性質；能明確寫出膠體的制備步驟、鑒別方法、應用；能準確說出丁達爾效應現象以及性質；能畫出關于分散系的知識結構圖；能針對某種分散系說出分散劑、分散質；能用列表的方法區別溶液、膠體和濁液的本質。

過程與方法：學會用實驗、觀察等方法獲取信息，結合上節課的分類，對本節課的知識進行分類，通過比較的方法，對所獲取信息進行加工，歸納總結出新的知識。

情感、態度與價值觀：通過實驗激發學生學習化學的興趣和情感，培養學生仔細觀察、認真思考、積極討論的探究精神。

教學重、難點

膠體的概念及性質。

實驗器材準備

CuSO、溶液、飽和FeCI、溶液、泥水、蒸餾水、稀墨水、肥皂水、稀豆漿、瓶裝綠茶、果凍、激光筆4個、手電筒、鐵架臺、酒精燈、漏斗、濾紙、大燒杯、小燒杯、玻璃棒。

教學過程

1復習引入

教師播放一段視頻：在陽光明媚的清晨，一縷縷陽光從窗口射到一個充滿溫馨和童趣的房間里，房里的小主人暖洋洋地伸著懶腰，快樂地哼著歌起床了，在同樣有一縷縷陽光從窗口射入的餐廳里吃著營養餐；她高高興興地穿過一片大樹林去上學，林間一縷縷斜射的陽光格外富有詩意。

師：同學們，誰能說說看到一種什么自然現象?你還能舉出相似的例子嗎?

生：和煦的陽光留下了傳播的路徑。

師：請同學們做下面的實驗，請五位學生分別同時用激光筆照射瓶裝綠茶、果凍、肥皂水、稀豆漿、瓶裝礦泉水，讓全班同學觀察現象。

教師在大燒杯里點燃一張紙，用玻璃片蓋滅后產生大量的煙，然后用激光筆照射。

師：你能解釋上述現象的本質嗎?

在學生思考的過程中，教師適時引人新課。

設計意圖：這個環節的設計注重了學生學習興趣的激發，教師自拍了視頻資料，用生活中的丁達爾現象引發學生對所學內容的興趣。

2小組學習“分散系”

教師展示用思維導圖軟件Inspiration 9制作的導學案，如圖l所示。教師將導學案提前印發給學生，依據導學案分小組自學、討論，選代表上臺匯報學習情況(借助實物投影)。

設計意圖：在引導學生討論自學的效果時，以思維導圖的中心詞“分散系”為原點，逐步展開，而不是一步到位全部展示結論。這樣在不斷引導的過程中，形成完整的知識結構，同時也向學生展示了本次學習活動的基本組成。

師：什么是分散系?

生：把一種(或多種)物質分散在另一種(或多種)物質中所得到的體系，叫分散系。它的組成是分散質和分散劑。

師：(展示實物CuSo、溶液、泥水)像CuSO、溶液和泥水都是分散系，它們的分散質和分散劑分別是什么呢?

生：CuSo、溶液分散質是CuSo、固體，分散劑是水，泥水分散質是泥沙，分散劑是水。

師：對，非常好。在我們生活中常見的分散系還有很多，像空氣，分散質是氧氣、二氧化碳等等，分散劑是氮氣。還有酒精溶液，分散質是酒精，分散劑是水。我們在分析分散質與分散劑時，通常我們按這個規則：量多的為分散劑、量少的為分散質，而當有水存在時，一般水做分散劑。

師：我們舉的這些例子中，分散質與分散劑都有不同狀態。我們知道物質有三態，如果按分散質、分散劑所存在的狀態不同來分類，可以怎樣分呢?可分為幾種呢?

生：九種。

師：對。現在大家思考下，嘗試分別舉出一種生活中的實例。

師生討論后獲得結論(略)。

3對比三種液態分散系

師：生活當中，我們最常見的分散系還是分散劑是液態的，所以對當分散劑是液態時，我們可以怎樣分類呢?

生：我們按分散質粒子直徑的大小，可以將分散系分為溶液、膠體和濁液。分散質粒子直徑小于1nm的為溶液，大于100nm的為濁液，介于這兩者之間的為膠體。

師：分散質粒子的大小是溶液、膠體和濁液的本質區別。

教師使用多媒體設備顯示以下表格，根據講課進度，再一一填寫上去。學生在教師引導下逐步完成表格內容。

師：對于溶液和濁液大家比較熟悉，像我這里的CuSO，溶液和泥水，在我們初三下冊第九單元里對溶液這樣定義：一種或幾種物質分散到另一種物質里，形成均一、透明、穩定的混合物，叫溶液。我們知道，溶液外觀上是均一、透明的，而濁液，像泥水，外觀不不均一、不透明的，且放置一會兒馬上大顆粒就沉降下來了，所以它是不穩定的。

4探究實驗1(制備膠體)

師：那么膠體呢?要想研究膠體，必須先得到它。現在，讓我們來做“科學探究1”，制備Fe(OH)，膠體，大家先閱讀一下課本的實驗步驟。

[實驗]Fe(OH)，膠體的制備

取1個小燒杯，加入25mL蒸餾水，將水加熱至沸騰，向沸水中逐滴加入5～6滴飽和Fecl，溶液。繼續煮沸至溶液呈紅褐色，停止加熱。觀察制得的Fe(OH)，膠體，并與CuSO。溶液和泥水比較。(為了節省實驗時間，教師可在上課就開始煮蒸餾水，等講到制備膠體時，水基本上剛剛煮好。)

師：“FeCl³+3H²OFe(OH)+(膠體)+3HCl”，這是制備Fe(OH)，膠體的化學反應方程式。這里我強調了加熱條件，還有這里Fe(OH)，是膠體，不可以打沉淀符號，而應該在后面打括號，注明是膠體。

師：現在膠體制備出來了，大家觀察，它是均勻、透明的。是不是所有的膠體都透明呢?

生：不是的，像牛奶，它是膠體，但不透明。

師：溶液是穩定的，濁液是不穩定的，那么膠體的穩定性呢?

生：它具有介穩性。由于膠體粒子可以通過吸附而帶有電荷，同種膠體粒子的相同，在通常情況下，它們之間的相互排斥使得它們不容易聚集成質量較大的顆粒而沉降下來。此外，膠體粒子所做的布朗運動也使得它們不容易聚集成質量較大的顆粒而沉降下來。

師：剛剛在制備膠體時，為什么要用蒸餾水，而不用自來水呢?

生：因為自來水中含有少量電解質雜質，使得制備好Fe(OH)，膠體馬上發生聚沉而形成Fe(OH)。沉淀，得不到膠體。聚沉是指向膠體中加入少量電解質溶液時，由于加入的陽離子(或陰離子)中和了膠體粒子所帶的電荷，使膠體粒子聚集成為較大的顆粒，從而形成沉淀從分散劑里析出。聚沉是膠體的另一重要性質。

設計意圖：上述實驗過程中，為了能夠讓全體學生都能清楚地觀察到實驗現象，我將實物展臺的攝像頭對準要重點觀察的現象，將實驗現象展示在大屏幕上，教師就可以引導學生觀察相關現象了，效果非常好。

5探究實驗2(鑒別膠體)

師：溶液、膠體和濁液要怎樣鑒別呢?

師：首先，我們從外觀上就可以分辨出濁液，濁液靜置，馬上就沉降分層。那么如何分辨膠體和濁液呢?我們知道溶液是能通過濾紙的，膠粒直徑比溶液大，我們猜想要是膠體不能通過濾紙，那么，用過濾的方法便能將溶液與膠體區分開來。現在，我們就來驗證一下，我們來做“科學探究2”。

[實驗]將Fe(OH)，膠體和泥水進行過濾，觀察并記錄實驗現象(實驗過程中教師提醒學生回憶前面學過的過濾的要訣“一貼二低三靠”)。

[現象]Fe(OH),膠體過濾后，全部通過濾紙；泥水過濾后濾紙上留有濾渣，濾液澄清。

[結論]膠體能通過濾紙，無法用過濾來區分膠體和溶液。

師：其實膠體和溶液的粒子直徑大小還是有區分的。有沒有一種東西的孔隙比濾紙還小，使溶液可以通過而膠體不能通過呢?有的，那就是半透膜。溶液可以通過半透膜，膠體不能。雞蛋在蛋清與蛋殼之間的那一層膜就是半透膜。腌咸雞蛋就是利用半透膜的這種性質。蛋清是一種膠體，用食鹽來腌制時，食鹽水主要是氯化鈉溶液，溶液能透過半透膜進入到蛋清里面，而蛋清是膠體不會透過半透膜跑出來。

6實驗探究3(丁達爾效應)

師：有沒有其他方法可以鑒別它們呢?大家看看“科學探究3”。

[實驗]把盛有CuSo⁴溶液和Fe(OH)³，膠體的燒杯置于暗處，分別用激光筆照射燒杯中的液體，在與光束垂直的方向觀察，并記錄實驗現象。

[現象]CuSO⁴溶液無明顯現象；Fe(OH)³，膠體能觀察到一條光亮的通路。

師：為什么會有這條通路呢?

生：這條光亮的通路是由于膠體粒子對光線散射(光波偏離原來方向而分散傳播)形成的，叫丁達爾效應。

師：丁達爾效應是膠體的一個非常重要的性質，是區分膠體與溶液的一種常用物理方法。這是本節課的重中之重。借助這個效應，我們只用激光筆一照，便能分辨出是溶液還是膠體。

師：丁達爾效應在日常生活中隨處可見。如當日光從窗隙射入暗室，或者光線透過樹葉間的縫隙射入密林中時，可以觀察到丁達爾效應。放電影時，放映室射到銀幕上形成的光柱也緣于丁達爾效應。當夜晚，我們用手電筒一照，看到一條光亮的通路也緣于丁達爾效應。

師：我這里有幾種膠體，我們一起來驗證是不是膠體都有丁達爾效應。(分別對稀墨水、肥皂水、稀豆漿、茶水進行照射，均可觀察到光亮的通路。)

7對比、總結

師：膠體還有一種性質是什么?

生：膠體還有一種性質，就是電泳。由于膠體粒子帶有電荷，在電場的作用下，膠體粒子在分散劑里定向移動，這種現象叫做電泳。

師：納米粒子的尺寸和膠體粒子的大致相當，原有的膠體化學原理和方法有助于納米科技的發展，所以膠體化學從中獲得新的研究方向和動力。我們生活中，涂料、顏料、墨水的制造，洗滌劑、噴霧劑的應用，是利用了膠體的介穩性。豆腐、肉凍、果凍是生活中經常見到的凝膠態物質，是利用了膠體的聚沉。還有，明礬凈水、激光手術刀、止血膠布等，都是膠體在生活中的應用。