華麗芬

摘 要：將生活中常見(jiàn)資源——脫氧劑應(yīng)用到化學(xué)教學(xué)中，通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，使學(xué)生親身體會(huì)到化學(xué)學(xué)科知識(shí)與生活的密切聯(lián)系，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)過(guò)程的趣味性，從而大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生熱愛(ài)化學(xué)，投身化學(xué)學(xué)習(xí)與研究，有利于培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)的理念。

關(guān)鍵詞：脫氧劑；氧化還原反應(yīng)；化學(xué)教學(xué)

一、研究背景

人們?yōu)榱搜娱L(zhǎng)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(diào)（脫氧劑）等。脫氧劑的研制最初是為了防止變壓器等設(shè)備的起火和爆炸，日本脫氧劑發(fā)展迅速，1943年就成功研制食品用鐵系脫氧劑。我國(guó)脫氧劑開(kāi)發(fā)、研究和應(yīng)用起步較晚，但近年來(lái)發(fā)展迅速，目前研制出無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類(lèi)脫氧劑，其中無(wú)機(jī)系列包括鐵系脫氧劑、亞硫酸鹽系脫氧劑等，有機(jī)系列包括抗壞血酸類(lèi)、兒茶酚類(lèi)、葡萄糖氧化酶和維生素E類(lèi)等[1]。目前脫氧劑的使用領(lǐng)域已經(jīng)從糕點(diǎn)、堅(jiān)果等富含油脂類(lèi)的食品擴(kuò)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(lèi)脫氧劑，其主要成分是活性鐵粉，去除包裝袋內(nèi)的游離氧和溶解氧效果顯著，在標(biāo)準(zhǔn)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(lèi)和用量都會(huì)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(jié)晶碳酸鈉（0.4克）、無(wú)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(lèi)似鐵在潮濕的空氣中發(fā)生的吸氧腐蝕，使用過(guò)的脫氧劑有結(jié)塊現(xiàn)象，顏色由黑變紅。

在生活中，打開(kāi)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(fèi)。將脫氧劑應(yīng)用到化學(xué)教學(xué)中，通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，使學(xué)生親身體會(huì)到化學(xué)學(xué)科知識(shí)與生活的密切聯(lián)系，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)過(guò)程的趣味性，從而大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生熱愛(ài)化學(xué)，投身化學(xué)學(xué)習(xí)與研究，變廢為寶，有利于培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)的理念。

二、案例分析

1.在“氧化還原反應(yīng)”中的應(yīng)用

“氧化還原反應(yīng)”內(nèi)容教學(xué)可安排三課時(shí)：第一課時(shí)，明確化學(xué)反應(yīng)有不同的分類(lèi)方法，能夠從化合價(jià)升降角度判斷氧化還原反應(yīng)，能夠從電子得失角度理解氧化還原反應(yīng)，能夠關(guān)注化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的本質(zhì)原因。第二課時(shí)，建立氧化劑與還原劑的概念，了解氧化劑與還原劑有強(qiáng)弱之分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的氧化性與還原性[3]。

“脫氧劑的應(yīng)用與研究”可安排在第三課時(shí)，以脫氧劑為載體，通過(guò)建構(gòu)氧化還原反應(yīng)認(rèn)知模型，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)可通過(guò)氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)含有不同價(jià)態(tài)同種元素物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境—提出假設(shè)—實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)—搜集證據(jù)—論證推理—得出結(jié)論的方式，知道通過(guò)氧化還原反應(yīng)可以探索物質(zhì)性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在促進(jìn)社會(huì)文明進(jìn)步中的重要價(jià)值。

2.在“鐵及其化合物”中的應(yīng)用

以脫氧劑為載體，可以設(shè)計(jì)三個(gè)環(huán)節(jié)，環(huán)節(jié)一：脫氧劑的成分分析，通過(guò)對(duì)含鐵元素物質(zhì)的分類(lèi)及鐵離子、亞鐵離子的檢驗(yàn)，體會(huì)物質(zhì)分類(lèi)對(duì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的研究指導(dǎo)；環(huán)節(jié)二：脫氧劑的回收利用，通過(guò)對(duì)鐵離子與亞鐵離子之間的相互轉(zhuǎn)化，體會(huì)運(yùn)用氧化還原反應(yīng)的理論指導(dǎo)物質(zhì)性質(zhì)和轉(zhuǎn)化的學(xué)習(xí)；環(huán)節(jié)三：含鐵物質(zhì)的轉(zhuǎn)化預(yù)測(cè)，通過(guò)含鐵元素的物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化形成價(jià)類(lèi)二維圖，預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)，為非金屬元素進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)[4]。

3.在“金屬的腐蝕”中的應(yīng)用

通過(guò)實(shí)驗(yàn)任務(wù)驅(qū)動(dòng)和問(wèn)題組交流討論，加深對(duì)金屬吸氧腐蝕的理解，讓學(xué)生進(jìn)一步感受化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)習(xí)與生產(chǎn)生活中的重要價(jià)值。實(shí)驗(yàn)任務(wù)可以設(shè)計(jì)三組，任務(wù)一：探究脫氧劑的成分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證主要成分（鐵粉、氯化鈉、活性炭）；任務(wù)二：模擬脫氧劑的工作情況，將脫氧劑置于器壁潤(rùn)濕過(guò)的注射器內(nèi)，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(guò)水柱的變化感受脫氧的過(guò)程。分析鐵系脫氧劑的工作原理，判斷構(gòu)成原電池的正負(fù)極材料，書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)；任務(wù)三：結(jié)合所學(xué)知識(shí)，檢測(cè)任務(wù)二中兩極的產(chǎn)物，對(duì)脫氧劑的脫氧工作從現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，用實(shí)驗(yàn)證實(shí)并加深對(duì)電極產(chǎn)物的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)對(duì)原電池反應(yīng)的理解和鞏固[5]。

三、教學(xué)感悟

作為一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)科學(xué)發(fā)展至今，化學(xué)實(shí)驗(yàn)仍是探索物質(zhì)奧秘的重要研究方法，也是學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)中進(jìn)行科學(xué)探究的重要途徑。走進(jìn)生活的學(xué)生實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效方式，它可以把觀察、實(shí)驗(yàn)操作、搜集資料、論證推理等科學(xué)方法結(jié)合起來(lái)，在實(shí)驗(yàn)中逐步引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法，體會(huì)科學(xué)探究的樂(lè)趣。挖掘生活中常見(jiàn)資源的潛在價(jià)值，將化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化，使學(xué)生了解生活對(duì)化學(xué)的需求及化學(xué)在生活中的作用，是科學(xué)素養(yǎng)的重要體現(xiàn)；通過(guò)科學(xué)探究培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)的科學(xué)精神、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)合作的科學(xué)作風(fēng)，這也是學(xué)生在未來(lái)的社會(huì)中全面發(fā)展所必需的科學(xué)素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]林燦煌，等.脫氧包裝原理及脫氧劑的研究和發(fā)展?fàn)顩r[J].包裝與機(jī)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(shè)計(jì)探討[J].食品工業(yè)，2010（1）：68.

[3]王磊，黃燕寧.單元教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)踐與反思：以“氧化還原反應(yīng)”教學(xué)單元為例[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)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(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2014（10）：25.

[5]諸葛強(qiáng)，等.挖掘探究實(shí)驗(yàn)，豐富教材的潛在價(jià)值：一節(jié)省級(jí)實(shí)驗(yàn)優(yōu)質(zhì)課評(píng)析[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2015（5）：19-23.

編輯 魯翠紅