劉志平 吳婉妮 湯希雁



摘要:以“不同水果中維生素C含量比較為探究活動,滲透維生素C在營養健康方面的用途”為教學主線,通過創設真實情境,將化學知識與生活情境相融合,引導學生利用化學知識解決實際問題,增強學生營養健康意識,體會化學知識的實用價值,促進學生全面發展。
關鍵詞:維生素C;營養健康:實驗探究
文章編號:1008-0546( 2022) 09x-0059-03 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B
doi: 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.09x.016
《普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)》倡導“素養為本”的教學,創設真實問題情境,開展以化學實驗為主的多種探究活動,重視教學內容的結構化設計,激發學生學習化學的興趣,促進學生學習方式的轉變,培養學生思考解決問題等能力。[1]新課程標準中多次出現化學品應用、食品與藥品安全、飲食、健康等詞語。可見,從化學視角認識食品安全與營養健康教育知識是化學學習的重要部分,也是提升學生社會責任感的關鍵。通過實驗探究能對學生理解知識、合作學習、動手實踐及觀察分析等多方面能力起到一定的促進作用。
一、教學內容及教學現狀分析
“依據氧化還原反應原理,預測物質的化學性質和變化,設計實驗進行初步驗證,并能分析、解釋有關實驗現象”是新課程標準中主題2的內容要求。人教版新教材必修一中設置了學生實驗活動“鐵及其化合物的性質”,通過檢驗鐵單質的還原性、鐵鹽氧化性、亞鐵鹽的還原性和氧化性學習理解氧化劑、還原劑概念,但不易將化學知識與真實情境聯系起來,無法用化學知識去解答生活中的營養健康問題。因此,需要教師在教學中創設生活情境,通過實驗探究培養學生探究能力和動手操作能力,在生活中體會和運用化學,養成健康意識,感受化學的魅力。“不同水果中Vc含量的比較”一課源于教師用書課外探究實驗中檢測食物中維生素C(以下簡稱Vc)的內容,讓學生在學習了鐵及其化合物性質及氧化還原反應原理的基礎上,充分感受化學與生活高度融合。
二、教學目標
1.通過了解Vc在生活中的應用,感受化學在生活中的實用價值。
2.通過實驗探究Vc的還原性,提高方案設計及動手操作能力。學會從化學的視角分析問題,培養“宏觀辨識與微觀探析”的化學學科核心素養。
3.融合真實情境,理解Vc還原性可用于不同情境,體會“性質決定用途”的觀念,培養“證據推理與模型認知”的化學學科核心素養。
三、教學設計
“不同水果中Vc含量的比較”一課教學設計見圖1。
四、教學實錄
1.課前準備
氯化鐵溶液、淀粉溶液、碘液、KSCN溶液、Vc藥片、水果(蘋果、獼猴桃、沃柑、葡萄、楊桃、圣女果)、試管、膠頭滴管。
2.教學過程
環節一:創設情境,引出課題
[教師]展示“航海史中船員患壞血病”的資料,并提出補充Vc可以有效治療壞血病。Vc具有怎樣的性質呢?
維生素C是一種無色、無臭、味酸且易溶于水的晶體。Vc具有還原性,其結構見圖2。
[教師]Vc具有還原性,結合已學知識思考如何驗證Vc的還原性,討論并設計方案,進行實驗驗證。
環節二:設計方案,檢驗Vc還原性
[學生]把Vc藥片磨成粉,溶于水得到溶液1。
方案1:溶液1中滴人FeCl3溶液,溶液黃色變為淺綠色,說明Vc具有還原性。 方案2:溶液1中滴入碘一淀粉溶液,溶液藍色褪去,說明Vc具有還原性。
方案3:溶液1中滴入高錳酸鉀溶液,溶液由紫色變為無色,說明Vc具有還原性。
方案4:溶液1中滴入FeCl3和KSCN的混合溶液中,溶液紅色褪去,說明Vc具有還原性。
[學生實驗](見圖3、圖4)
[教師]學生根據已學的氧化還原知識及Vc的性質,設計實驗方案,經過實驗發現外加指示劑的現象會更明顯。加入Vc溶液的碘一淀粉溶液藍色褪去,FeCl3和KSCN混合溶液紅色褪去,說明Vc具有還原性;但在酸性溶液中易被I2、Fe3+等氧化劑氧化為脫氫維生素C(見圖5)。
環節三:探究不同水果中Vc含量
[教師]生活中常說多吃水果、蔬菜可補充Vc,選擇何種水果補充Vc效果最佳呢?啟發學生設計、合作探究,最終確定實驗方案,規范實驗要求及注意事項,可利用Vc可使碘一淀粉溶液褪色性質設計方案進行實驗,比較水果中Vc含量的大小。
[學生]討論方案,分工實驗,收集證據,取水果榨成汁備用。記錄使等體積等濃度的碘一淀粉溶液褪色需要水果汁的滴數,比較不同水果的Vc含量,思考果汁滴數與含量大小的關系,記錄現象和數據見圖6、表1。
[總結]實驗結果與專業文獻數據相近,引導學生得出結論:實驗的6種水果中,獼猴桃Vc含量最豐富,因此,生活中補充Vc時多吃獼猴桃和圣女果效果好。
環節四:創設問題情境,學以致用
情境1:為什么補鐵劑與Vc同時服用效果好?
情境2:誤食工業鹽(含NaNO2)中毒后,服用Vc可以緩解的原理?
情境3:人體缺乏相應的維生素,會產生哪些癥狀?
[學生1]補鐵劑中起主要作用的是Fe2+,Fe2+很容易被氧化,Vc可以防止其被氧化。
[學生2] NaNO2是一種強氧化劑,易與血液中的血紅蛋白結合,導致缺氧。Vc具有還原性,因此可以有效緩解。
[學生3]缺乏維生素A,會產生夜盲癥、干眼病和皮膚干燥,使兒童生長受阻;缺乏維生D,易患佝僂病、軟骨病;缺乏維生素B1,易患腳氣病。
[教師]對于生活情境問題的處理與解決,不能自亂陣腳,而是要學會運用已學知識去分析問題、解決問題,必要的情況下可以求助專業人士或結合文獻去尋求答案。
五、教學反思
基于氧化還原反應的相關知識,以探究不同水果中Vc含量為載體,滲透了營養健康知識,強化“結構決定性質,性質決定用途”的學習思路,強化氧化還原反應的原理,掌握實驗探究的基本方法。
(1)將化學融入真實情境中,更能激發學生的學習積極性,提高學習興趣,對氧化還原知識以及維生素C的知識理解得更加透徹,更能深刻體會化學的實用性與價值。
(2)基于真實情境設計問題,培養學生學科思維。課堂上可設計學生感興趣、有層次的問題,引導學生主動參與設計實驗方案。基于Vc還原性設計比較不同水果中Vc含量大小的方案,有效促進學生之間的合作探究、模型建構,提高學生觀察分析問題的能力。
(3)教學活動中應加強化學探究活動,重視分享評價環節。教師明確任務.提出要求,由學生討論、交流、完善實驗方案,促進學生用微觀知識解釋宏觀現象,樹立變化與平衡思想,促進化學核心素養的發展。
參考文獻
[1] 中華人民共和國教育部,普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)[s].北京:人民教育出版社,2020.
[2]《中國食物成分表》標準版(第6版第一、二冊)[J].營養學報,2019,41(05):426.