刘志平 吴婉妮 汤希雁
摘要:以“不同水果中维生素C含量比较为探究活动,渗透维生素C在营养健康方面的用途”为教学主线,通过创设真实情境,将化学知识与生活情境相融合,引导学生利用化学知识解决实际问题,增强学生营养健康意识,体会化学知识的实用价值,促进学生全面发展。
关键词:维生素C;营养健康:实验探究
文章编号:1008-0546( 2022) 09x-0059-03 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
doi: 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.09x.016
《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》倡导“素养为本”的教学,创设真实问题情境,开展以化学实验为主的多种探究活动,重视教学内容的结构化设计,激发学生学习化学的兴趣,促进学生学习方式的转变,培养学生思考解决问题等能力。[1]新课程标准中多次出现化学品应用、食品与药品安全、饮食、健康等词语。可见,从化学视角认识食品安全与营养健康教育知识是化学学习的重要部分,也是提升学生社会责任感的关键。通过实验探究能对学生理解知识、合作学习、动手实践及观察分析等多方面能力起到一定的促進作用。
一、教学内容及教学现状分析
“依据氧化还原反应原理,预测物质的化学性质和变化,设计实验进行初步验证,并能分析、解释有关实验现象”是新课程标准中主题2的内容要求。人教版新教材必修一中设置了学生实验活动“铁及其化合物的性质”,通过检验铁单质的还原性、铁盐氧化性、亚铁盐的还原性和氧化性学习理解氧化剂、还原剂概念,但不易将化学知识与真实情境联系起来,无法用化学知识去解答生活中的营养健康问题。因此,需要教师在教学中创设生活情境,通过实验探究培养学生探究能力和动手操作能力,在生活中体会和运用化学,养成健康意识,感受化学的魅力。“不同水果中Vc含量的比较”一课源于教师用书课外探究实验中检测食物中维生素C(以下简称Vc)的内容,让学生在学习了铁及其化合物性质及氧化还原反应原理的基础上,充分感受化学与生活高度融合。
二、教学目标
1.通过了解Vc在生活中的应用,感受化学在生活中的实用价值。
2.通过实验探究Vc的还原性,提高方案设计及动手操作能力。学会从化学的视角分析问题,培养“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。
3.融合真实情境,理解Vc还原性可用于不同情境,体会“性质决定用途”的观念,培养“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。
三、教学设计
“不同水果中Vc含量的比较”一课教学设计见图1。
四、教学实录
1.课前准备
氯化铁溶液、淀粉溶液、碘液、KSCN溶液、Vc药片、水果(苹果、猕猴桃、沃柑、葡萄、杨桃、圣女果)、试管、胶头滴管。
2.教学过程
环节一:创设情境,引出课题
[教师]展示“航海史中船员患坏血病”的资料,并提出补充Vc可以有效治疗坏血病。Vc具有怎样的性质呢?
维生素C是一种无色、无臭、味酸且易溶于水的晶体。Vc具有还原性,其结构见图2。
[教师]Vc具有还原性,结合已学知识思考如何验证Vc的还原性,讨论并设计方案,进行实验验证。
环节二:设计方案,检验Vc还原性
[学生]把Vc药片磨成粉,溶于水得到溶液1。
方案1:溶液1中滴人FeCl3溶液,溶液黄色变为浅绿色,说明Vc具有还原性。 方案2:溶液1中滴入碘一淀粉溶液,溶液蓝色褪去,说明Vc具有还原性。
方案3:溶液1中滴入高锰酸钾溶液,溶液由紫色变为无色,说明Vc具有还原性。
方案4:溶液1中滴入FeCl3和KSCN的混合溶液中,溶液红色褪去,说明Vc具有还原性。
[学生实验](见图3、图4)
[教师]学生根据已学的氧化还原知识及Vc的性质,设计实验方案,经过实验发现外加指示剂的现象会更明显。加入Vc溶液的碘一淀粉溶液蓝色褪去,FeCl3和KSCN混合溶液红色褪去,说明Vc具有还原性;但在酸性溶液中易被I2、Fe3+等氧化剂氧化为脱氢维生素C(见图5)。
环节三:探究不同水果中Vc含量
[教师]生活中常说多吃水果、蔬菜可补充Vc,选择何种水果补充Vc效果最佳呢?启发学生设计、合作探究,最终确定实验方案,规范实验要求及注意事项,可利用Vc可使碘一淀粉溶液褪色性质设计方案进行实验,比较水果中Vc含量的大小。
[学生]讨论方案,分工实验,收集证据,取水果榨成汁备用。记录使等体积等浓度的碘一淀粉溶液褪色需要水果汁的滴数,比较不同水果的Vc含量,思考果汁滴数与含量大小的关系,记录现象和数据见图6、表1。
[总结]实验结果与专业文献数据相近,引导学生得出结论:实验的6种水果中,猕猴桃Vc含量最丰富,因此,生活中补充Vc时多吃猕猴桃和圣女果效果好。
环节四:创设问题情境,学以致用
情境1:为什么补铁剂与Vc同时服用效果好?
情境2:误食工业盐(含NaNO2)中毒后,服用Vc可以缓解的原理?
情境3:人体缺乏相应的维生素,会产生哪些症状?
[学生1]补铁剂中起主要作用的是Fe2+,Fe2+很容易被氧化,Vc可以防止其被氧化。
[学生2] NaNO2是一种强氧化剂,易与血液中的血红蛋白结合,导致缺氧。Vc具有还原性,因此可以有效缓解。
[学生3]缺乏维生素A,会产生夜盲症、干眼病和皮肤干燥,使儿童生长受阻;缺乏维生D,易患佝偻病、软骨病;缺乏维生素B1,易患脚气病。
[教师]对于生活情境问题的处理与解决,不能自乱阵脚,而是要学会运用已学知识去分析问题、解决问题,必要的情况下可以求助专业人士或结合文献去寻求答案。
五、教学反思
基于氧化还原反应的相关知识,以探究不同水果中Vc含量为载体,渗透了营养健康知识,强化“结构决定性质,性质决定用途”的学习思路,强化氧化还原反应的原理,掌握实验探究的基本方法。
(1)将化学融入真实情境中,更能激发学生的学习积极性,提高学习兴趣,对氧化还原知识以及维生素C的知识理解得更加透彻,更能深刻体会化学的实用性与价值。
(2)基于真实情境设计问题,培养学生学科思维。课堂上可设计学生感兴趣、有层次的问题,引导学生主动参与设计实验方案。基于Vc还原性设计比较不同水果中Vc含量大小的方案,有效促进学生之间的合作探究、模型建构,提高学生观察分析问题的能力。
(3)教学活动中应加强化学探究活动,重视分享评价环节。教师明确任务.提出要求,由学生讨论、交流、完善实验方案,促进学生用微观知识解释宏观现象,树立变化与平衡思想,促进化学核心素养的发展。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部,普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)[s].北京:人民教育出版社,2020.
[2]《中国食物成分表》标准版(第6版第一、二册)[J].营养学报,2019,41(05):426.