洪冬玲

【摘 要】“膠體”的知識與學生以往所學的知識有所不同，它研究的不是某種物質所特有的性質，而是物質的聚集狀態(tài)的變化表現(xiàn)出的特有性質，本文以實驗演示、模型建設以及邏輯推論等教學手段讓學生體會宏觀與微觀之間的聯(lián)系，領悟知識的形成與實驗中呈現(xiàn)的感性觀察與想象。

【關鍵詞】物質的分類 實驗 模型建設 邏輯推論

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）01B-0088-02

物質的分類是高中化學的基礎，也是化學研究的常用方法。人教版高一化學第二章第一節(jié)《元素與物質的分類》就開始給學生滲透分類的思想，不僅讓學生掌握物質分類的常用方法，而且更多的是希望學生將分類的思想帶入到往后的化學學習中。在第一節(jié)《元素與物質的分類》第三課時“一種重要的混合物——膠體”中，學生接觸到的關于“膠體”的知識與以往所學的知識大有不同，因為它研究的不是某種物質所特有的性質，而是物質聚集狀態(tài)的變化表現(xiàn)出的特有性質。這對學生來說是一個觀察、研究物質的新視角，是一個較為生疏的新領域。所以根據(jù)本節(jié)內(nèi)容的特殊性，教師可先通過演示實驗引起學生的注意力和興趣，并結合物理知識中的光學原理、數(shù)學中的模型建構幫助學生理性分析，再讓學生在實驗中親身感受嚴密的邏輯推理，抽絲剝繭發(fā)現(xiàn)物質的本質，從而了解膠體。

一、教學目標

1.知識與技能：①了解分散系的概念、組成、分類；②掌握三種分散系分散質粒子大小不同的本質區(qū)別；③通過以上知識的學習以及三種分散系對比，初步掌握“膠體”的定義、特性、分類。

2.過程與方法：①在學習“膠體”的過程中，學會運用觀察、實驗等手段獲取信息；②運用實驗探究、比較、分類、歸納等方法來獲取知識。

3.情感態(tài)度價值觀：①通過實驗探究激發(fā)學生學習化學的激情與興趣；②讓學生感受生活中丁達爾效應之美，樹立生活中處處是知識的學習觀念。

二、教學重難點及突破途徑

1.教學重點：分散系的分類標準和膠體定義。

2.教學難點：按照分散質粒子直徑大小的不同對分散系進行分類的方法以及膠體概念的形成。

三、教學流程圖

四、教學設計

教師先進行第一組演示實驗：①將錐形瓶倒扣于鐵架臺鐵圈，用激光筆照射。②先點燃報紙，后熄滅，用倒立的錐形瓶收集煙霧，再用激光筆照射。實驗完畢讓學生觀察對比，隨后向學生提出第一個問題：實驗①②的錐形瓶內(nèi)都是混合氣體，為什么用激光筆照射后產(chǎn)生的現(xiàn)象不一樣呢？這么設計的意圖是想讓學生通過這個普通的化學實驗引出本節(jié)課的研究對象——混合物，讓學生看到熟悉的空氣經(jīng)過燃燒后產(chǎn)生的不同現(xiàn)象，從而引發(fā)學生的好奇心。

教師：在過去的學習中我們一直研究純凈物，對混合物的學習很少，實際上自然界的物質絕大多數(shù)都是以混合物的形式存在。面對形態(tài)繁多的混合物我如何將其分類呢？

學生：從物質的狀態(tài)的角度來進行分類。

教師展示 PPT：

教師繼續(xù)提問：當分散質分散在分散劑中時，分散質的狀態(tài)是不是一直保持不變呢？

拋出問題后，讓學生先動手做第一組實驗：① 取三支試管并標號，分別加入 3 ml 蒸餾水；向試管 1 中加入 3 滴飽和的 FeCl3 溶液；②向試管 3 中先加入 3 滴飽和的 FeCl3 溶液，再加 2 mL 2mol/L 的氫氧化鈉溶液；③先將試管 2 加熱煮沸，再加入 3 滴飽和的 FeCl3 溶液，觀察現(xiàn)象。

實驗結束后，讓學生根據(jù)三支試管中的現(xiàn)象，分析各分散系中分散質的主要成分。經(jīng)過討論，學生得出如下結論：試管 1：將飽和的 FeCl3 溶液進行了稀釋，所以分散質粒子是 Fe3+ 和 Cl- ；試管 3：加入了氫氧化鈉溶液，產(chǎn)生了 Fe（OH）3 紅褐色沉淀，所以分散質主要是 Fe（OH）3 ；試管 2：對比試管 2 和試管3，顏色相同，說明有相同的物質 Fe（OH）3 ，但沒有沉淀現(xiàn)象，有可能生成的 Fe（OH）3 還不夠多，不能因為重力的影響而沉降。

這個環(huán)節(jié)的設計意圖是運用對比實驗的教學方法，讓學生更為直觀的感受強烈的現(xiàn)象差異，再引導學生從宏觀的現(xiàn)象思考本質的原因，這也就從認知上完成了從宏觀現(xiàn)象到微觀本質的躍遷。

此時，教師繼續(xù)拋出第三個問題：根據(jù)實驗現(xiàn)象以及分散質的主要成分，分析三支試管中分散質粒子的大小。同樣是先做實驗，再尋找答案。

學生進行第二組實驗：①將二張濾紙重疊，在上層濾紙作三個標記；②從試管 1、試管 2、試管 3 中各取 3 滴于標記處；③觀察下層濾紙表面的現(xiàn)象。接著用激光筆分別照射試管 1、2、3。

觀察實驗結果后，教師可對激光筆進行簡單的介紹：照射電子白板，白板上有一個紅點，用手遮擋，紅點落到了手上。光線在均勻的介質中沿直線傳播，遇到小分子，光線可以直接透過，遇到大的障礙，被強烈反射，如果遇到合適大小的分散質粒子，就會產(chǎn)生明顯的光的散射。用激光筆照射試管 2 時出現(xiàn)的現(xiàn)象就是這樣產(chǎn)生的。這種清晰的光路現(xiàn)象被稱之為“丁達爾效應”，常用來區(qū)分溶液和膠體。

接下來，教師要將實驗結果與課文內(nèi)容相銜接，點出主旨：分散質粒子的“大”“小”只是定性的描述，將分散系分成溶液、膠體和濁液時則是按照分散質粒子的直徑大小來分類。教師可在黑板上進行板書總結：

這一步的設計意圖是從學生熟悉的溶液、濁液出發(fā)，運用過濾以及光學原理的方法驗證學生前面的預測，符合學生的認知過程，也將比較抽向的問題以更為直觀的形式呈現(xiàn)在學生面前，加深了學生對于分散系分類的理解，從本質上抓住了分散質粒子的大小這個難點，再從定性過渡到定量，學生更容易接受從分散質粒子大小的角度將分散系分類。

教師接著提出第四個問題：我們知道溶液均一、穩(wěn)定，濁液不均一、不穩(wěn)定，那么該如何理解膠體的相關性質呢？如果假設原子和膠體粒子都為一個球體。每個原子的直徑近似地為0.1 nm，膠體粒子的直徑在 1 nm-100 nm 之間，那么一個膠體粒子將由多少個原子聚集而成？（數(shù)學模型）

板書寫出重點：

教師接著演示第二個實驗：向無水酒精中逐滴加入飽和氯化鈉溶液。

學生觀察實驗結果，教師進行小結：分散系之間可以通過分散質粒子的改變而相互轉化，膠體的介穩(wěn)性在一定的條件下可以被破壞。教師板書寫出變化過程：

這一步的設計意圖是通過數(shù)學模型的塑造，讓學生感受膠體粒子與原子的相對大小，引起認知上與原有定義的沖突，使得學生對于微觀粒子有了一個重新的認識，也很自然的過渡到由這些膠體粒子形成的分散系穩(wěn)定性的探討。通過演示實驗讓學生知道膠體的穩(wěn)定性在一定條件下容易被破壞，從另一個角度也說明顆粒的大小的改變導致了分散系之間的演變。

課程進行到這里，教師提出最后一個問題：膠體的發(fā)現(xiàn)對社會的發(fā)展作出了哪些巨大的貢獻呢？這個問題是對本節(jié)內(nèi)容的拓展延伸，也更加深了學生對膠體的理解。

此時用 PPT 展示膠體的熱點領域—— 納米材料。納米的運用更廣泛，如納米綠色制版設備、微納米材料在抗腫瘤免疫治療中的應用研究、芯片上能走的納米機器人（配上概念圖）、“新材料之王”美譽—— 石墨烯等。

這一步的設計意圖旨在樹立學生正確的科學觀和價值觀，學生感嘆現(xiàn)代科技偉大的同時，更為加深感受科研人員的努力和艱辛：新材料的研發(fā)凝聚了無數(shù)科研人員不懈的努力和無數(shù)次失敗后重新總結思考的堅韌意志力。

五、教學反思

教師結束一堂課，必須進行教學反思。這節(jié)課上，教師使用了實驗、板書、多媒體等手段實現(xiàn)教學目標，那么效果如何？該怎么進行反思？

首先，反思課堂實驗。無論是對學生已知物質性質的研究還是未知物質性質的研究，實驗都是高中學生學習化學知識最直觀的方法。在實驗的過程中，通過現(xiàn)象的觀察學生能夠切實感受到膠體的性質區(qū)別于溶液和濁液（濾紙實驗，丁達爾效應等），通過實驗現(xiàn)象的對比和邏輯分析能夠有效地幫助學生解讀微觀世界，實驗不僅讓課堂變的活潑、生動有趣，更讓學生在不知不覺中掌握了知識。

其次，學科互相滲透觀?；瘜W是重要的基礎科學之一，是一門以實驗為基礎的學科，在與物理學、生物學、地理學、天文學等學科的相互滲透中，得到了迅速的發(fā)展，反過來化學也推動了其他學科和技術的發(fā)展。所以在給學生傳授知識的過程中，教師可以“借用”其他學科的知識，既讓學生感受到知識之間是相通的，也可以讓新知識更易于理解（光學原理解釋分散質粒子，用假設的方式感受膠體粒子和原子之間的大小）。所以用其他學科展現(xiàn)化學的知識形態(tài)，是教學的另一個著力點。

最后，巧妙運用多種手段展示、總結教學重點。如本節(jié)課，教師采用了板書、多媒體展示本課重點，這對學生理解新知識有著重要的意義，除了構建知識網(wǎng)絡外，分區(qū)域的板書還可以幫助學生體會分類在學習中的高效性，特別是對于零散的、易混淆的知識點，讓其更具條理化、系統(tǒng)化。

（責編 韋 力）