生活中常見資源在化學教學中的應用

華麗芬

摘 要：將生活中常見資源——脫氧劑應用到化學教學中，通過創設真實情境，使學生親身體會到化學學科知識與生活的密切聯系，增強了實驗過程的趣味性，從而大大激發了學生的學習興趣，使學生熱愛化學，投身化學學習與研究，有利于培養學生綠色化學的理念。

關鍵詞：脫氧劑；氧化還原反應；化學教學

一、研究背景

人們為了延長食品的保存期限，在食品包裝上采用了很多方法，例如真空、充氣、防潮（干燥劑）、氣調（脫氧劑）等。脫氧劑的研制最初是為了防止變壓器等設備的起火和爆炸，日本脫氧劑發展迅速，1943年就成功研制食品用鐵系脫氧劑。我國脫氧劑開發、研究和應用起步較晚，但近年來發展迅速，目前研制出無機和有機兩大類脫氧劑，其中無機系列包括鐵系脫氧劑、亞硫酸鹽系脫氧劑等，有機系列包括抗壞血酸類、兒茶酚類、葡萄糖氧化酶和維生素E類等[1]。目前脫氧劑的使用領域已經從糕點、堅果等富含油脂類的食品擴展到糧食、保健品、藥品等。

鐵系脫氧劑是目前使用較為廣泛的一類脫氧劑，其主要成分是活性鐵粉，去除包裝袋內的游離氧和溶解氧效果顯著，在標準狀況下，1克鐵粉理論上可以脫除約1500 mL空氣中的氧。鐵系脫氧劑的輔料有鹽、活性炭等，輔料的種類和用量都會影響鐵系脫氧劑的脫氧效果，比較適宜的配方是：還原鐵粉（1克）、氯化鈉（0.5克）、結晶碳酸鈉（0.4克）、無水氯化鈣（0.1克）、活性炭（0.1克）[2]。鐵系脫氧劑脫氧的原理類似鐵在潮濕的空氣中發生的吸氧腐蝕，使用過的脫氧劑有結塊現象，顏色由黑變紅。

在生活中，打開食品包裝袋，脫氧劑就完成使命變成廢棄資源，造成一定程度的浪費。將脫氧劑應用到化學教學中，通過創設真實的情境，使學生親身體會到化學學科知識與生活的密切聯系，增強了實驗過程的趣味性，從而大大激發了學生的學習興趣，使學生熱愛化學，投身化學學習與研究，變廢為寶，有利于培養學生綠色化學的理念。

二、案例分析

1.在“氧化還原反應”中的應用

“氧化還原反應”內容教學可安排三課時：第一課時，明確化學反應有不同的分類方法，能夠從化合價升降角度判斷氧化還原反應，能夠從電子得失角度理解氧化還原反應，能夠關注化學反應發生的本質原因。第二課時，建立氧化劑與還原劑的概念，了解氧化劑與還原劑有強弱之分，通過實驗探究物質的氧化性與還原性[3]。

“脫氧劑的應用與研究”可安排在第三課時，以脫氧劑為載體，通過建構氧化還原反應認知模型，進一步認識可通過氧化還原反應實現含有不同價態同種元素物質的相互轉化。通過創設情境—提出假設—實驗設計—搜集證據—論證推理—得出結論的方式，知道通過氧化還原反應可以探索物質性質，實現物質轉化，認識物質及其轉化在促進社會文明進步中的重要價值。

2.在“鐵及其化合物”中的應用

以脫氧劑為載體，可以設計三個環節，環節一：脫氧劑的成分分析，通過對含鐵元素物質的分類及鐵離子、亞鐵離子的檢驗，體會物質分類對物質轉化的研究指導；環節二：脫氧劑的回收利用，通過對鐵離子與亞鐵離子之間的相互轉化，體會運用氧化還原反應的理論指導物質性質和轉化的學習；環節三：含鐵物質的轉化預測，通過含鐵元素的物質之間的相互轉化形成價類二維圖，預測物質性質，為非金屬元素進一步學習奠定基礎[4]。

3.在“金屬的腐蝕”中的應用

通過實驗任務驅動和問題組交流討論，加深對金屬吸氧腐蝕的理解，讓學生進一步感受化學實驗在化學學習與生產生活中的重要價值。實驗任務可以設計三組，任務一：探究脫氧劑的成分，通過實驗驗證主要成分（鐵粉、氯化鈉、活性炭）；任務二：模擬脫氧劑的工作情況，將脫氧劑置于器壁潤濕過的注射器內，推入注射器活塞，注射器橫放，將一根軟管連接注射器和燒杯中的紅墨水，通過水柱的變化感受脫氧的過程。分析鐵系脫氧劑的工作原理，判斷構成原電池的正負極材料，書寫電極反應；任務三：結合所學知識，檢測任務二中兩極的產物，對脫氧劑的脫氧工作從現象到本質的認識，用實驗證實并加深對電極產物的認識，加強對原電池反應的理解和鞏固[5]。

三、教學感悟

作為一門以實驗為基礎的自然科學，化學科學發展至今，化學實驗仍是探索物質奧秘的重要研究方法，也是學生化學學習中進行科學探究的重要途徑。走進生活的學生實驗是培養學生科學素養的有效方式，它可以把觀察、實驗操作、搜集資料、論證推理等科學方法結合起來，在實驗中逐步引導學生掌握科學的研究方法，體會科學探究的樂趣。挖掘生活中常見資源的潛在價值，將化學實驗生活化，使學生了解生活對化學的需求及化學在生活中的作用，是科學素養的重要體現；通過科學探究培養學生求真務實的科學精神、一絲不茍的科學態度和團結合作的科學作風，這也是學生在未來的社會中全面發展所必需的科學素質。

參考文獻：

[1]林燦煌，等.脫氧包裝原理及脫氧劑的研究和發展狀況[J].包裝與機械，2004（5）：115.

[2]韓鵬飛，等.影響鐵系脫氧劑性能的因素和組分設計探討[J].食品工業，2010（1）：68.

[3]王磊，黃燕寧.單元教學設計的實踐與反思：以“氧化還原反應”教學單元為例[J].中學化學教學參考，2009（3）：9-11.

[4]付偉憑，等.以脫氧劑為載體探究“鐵和鐵的化合物”[J].中學化學教學參考，2014（10）：25.

[5]諸葛強，等.挖掘探究實驗，豐富教材的潛在價值：一節省級實驗優質課評析[J].中學化學教學參考，2015（5）：19-23.

編輯 魯翠紅