郭豫梅 劉存芳 史娟 任傳清 盧久富 靳玲俠

摘要：以“膠體”為例，在課程教學(xué)中引入膠體發(fā)展史，開(kāi)啟學(xué)生對(duì)膠體的探索之旅。HPS教學(xué)模式與核心素養(yǎng)的融合使得學(xué)生在認(rèn)識(shí)化學(xué)的形成和發(fā)展過(guò)程中，感受化學(xué)的奇妙，體會(huì)學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的快樂(lè)所在，從而提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：膠體 HPS教學(xué) 化學(xué)史 核心素養(yǎng)

文章編號(hào)：1008-0546（2021）12-0033-07中圖分類(lèi)號(hào)：G632.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.12.009

*本文系陜西省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題（SGH17H143）及陜西理工大學(xué)研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（SLGYJG2018）研究成果。

HPS教學(xué)模式是將科學(xué)史（history）、科學(xué)哲學(xué)（philosophy）和科學(xué)社會(huì)學(xué)（sociology of science）三者進(jìn)行融合的一種新型教學(xué)模式[1]，HPS教學(xué)中所表達(dá)的內(nèi)容是追問(wèn)科學(xué)本質(zhì)的側(cè)面，將其引入教學(xué)中可以幫助學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)內(nèi)涵。目前，國(guó)內(nèi)外大多專(zhuān)家學(xué)者認(rèn)為，理科課程的學(xué)習(xí)離不開(kāi)HPS教學(xué)，融入HPS教學(xué)模式，學(xué)生可以了解到科學(xué)家研究科學(xué)知識(shí)的過(guò)程中所發(fā)生的故事、對(duì)社會(huì)所帶來(lái)的影響等，以此來(lái)吸引學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的興趣、了解科學(xué)本質(zhì)并掌握學(xué)習(xí)方法；且能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、質(zhì)疑能力和創(chuàng)新精神[2]。HPS教學(xué)模式提倡學(xué)生走進(jìn)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展過(guò)程中去學(xué)習(xí)知識(shí)，通過(guò)這樣的教學(xué)模式，學(xué)生在感知知識(shí)的過(guò)程中更易激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，對(duì)科學(xué)世界充滿(mǎn)好奇，也更易理解和掌握知識(shí)，并且能夠讓學(xué)生多角度地了解、認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)及其規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，HPS強(qiáng)調(diào)的諸多教育價(jià)值內(nèi)容在新課標(biāo)倡導(dǎo)的化學(xué)學(xué)科五大核心素養(yǎng)中均有不同程度的體現(xiàn)[3]。因而，本課題研究將HPS教學(xué)模式融入課堂教學(xué)中，通過(guò)“膠體”教學(xué)課題為例，以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

一、設(shè)計(jì)理念

核心素養(yǎng)是指“學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，突出強(qiáng)調(diào)個(gè)人修養(yǎng)、社會(huì)關(guān)愛(ài)、家國(guó)情懷，更加注重自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實(shí)踐”[4]?！皩W(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展”是繼教學(xué)大綱所涉及的“三維目標(biāo)”后又一個(gè)新的課程理念[5]，是在落實(shí)立德樹(shù)人教育根本任務(wù)中產(chǎn)生的[6]。在教學(xué)過(guò)程中教師通過(guò)一系列的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)并提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。

HPS模型在化學(xué)教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)化學(xué)史料的重要性，側(cè)重于從歷史的角度分析化學(xué)史發(fā)展[7]。它將科學(xué)、社會(huì)發(fā)展和人文歷史聯(lián)系在一起，學(xué)生習(xí)得科學(xué)知識(shí)的同時(shí)，還能從中學(xué)習(xí)到科學(xué)家們?cè)诎l(fā)現(xiàn)、認(rèn)識(shí)、了解知識(shí)時(shí)的思想和方法。這與我們現(xiàn)今所提倡的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有著緊密聯(lián)系。所以，培養(yǎng)中學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑之一是在化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用HPS教學(xué)模式。通過(guò)讓學(xué)生置身于化學(xué)發(fā)現(xiàn)史的情境中，跟隨科學(xué)家一起經(jīng)歷知識(shí)的動(dòng)態(tài)生成過(guò)程，體驗(yàn)運(yùn)用理論和實(shí)驗(yàn)探索真理的樂(lè)趣，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的批判意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感，實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

二、教材分析

“膠體”選自人教版《化學(xué)1（必修）》第二章第一節(jié)“物質(zhì)的分類(lèi)”中的第二部分內(nèi)容，認(rèn)識(shí)膠體的本質(zhì)，建立分散系概念及初步建立分散系的知識(shí)結(jié)構(gòu)。通過(guò)化學(xué)發(fā)展史、科學(xué)精神等貫穿于一系列教學(xué)過(guò)程中，以科學(xué)探究的形式引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比溶液、濁液與膠體的區(qū)別[8]，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力及分析能力。

三、教學(xué)過(guò)程

HPS教學(xué)模式的關(guān)鍵點(diǎn)是化學(xué)史的導(dǎo)入，“將化學(xué)史呈現(xiàn)得精彩、有趣”是學(xué)生主動(dòng)沿著這條教學(xué)主線(xiàn)學(xué)習(xí)的驅(qū)動(dòng)力[9]。以美麗的自然景色——耶穌光為教學(xué)情境導(dǎo)入課堂教學(xué)，提出問(wèn)題，這樣的美景是如何產(chǎn)生的，引起學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，集中學(xué)生的注意力。接著，直奔主題，引入“膠體”這一名字的由來(lái)，開(kāi)啟膠體的探究之旅。通過(guò)格雷阿姆將豆?jié){等大多無(wú)定型膠狀物質(zhì)命名為膠體，引出生活中常見(jiàn)的飲品——豆?jié){，將其引入教學(xué)。此后，將科學(xué)家對(duì)膠體的發(fā)現(xiàn)、認(rèn)識(shí)、探究過(guò)程作為主線(xiàn)，利用這些科學(xué)史料為學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，讓學(xué)生在了解膠體的發(fā)現(xiàn)歷史過(guò)程中，認(rèn)識(shí)膠體，了解膠體性質(zhì)及用途，并學(xué)會(huì)區(qū)分膠體、溶液和濁液。從化學(xué)史料中尋找問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生思考，學(xué)生進(jìn)行假設(shè)、實(shí)驗(yàn)探究等方法達(dá)到答疑解惑的目的。在這一系列的活動(dòng)中，學(xué)生從中習(xí)得化學(xué)史中所要告訴我們的知識(shí)及科學(xué)本質(zhì)。從生活現(xiàn)象到科學(xué)實(shí)質(zhì)，從膠體發(fā)現(xiàn)發(fā)展史到膠體化學(xué)的應(yīng)用前景，學(xué)生從中感受化學(xué)知識(shí)的魅力，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，從而拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)面，找尋適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法，提升學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力，最終提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。教學(xué)流程如圖1所示。

四、教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)與技能

了解膠體的重要性質(zhì)和用途，并能解釋生活中的實(shí)際問(wèn)題；

用丁達(dá)爾效應(yīng)鑒別溶液、膠體和濁液。

2.過(guò)程與方法

掌握制備膠體的實(shí)驗(yàn)技能；

聯(lián)系生活實(shí)際，能夠運(yùn)用觀(guān)察、動(dòng)手操作、查閱資料等方法獲取有用信息來(lái)解決問(wèn)題。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)

能夠利用知識(shí)框架歸納所學(xué)知識(shí)，在問(wèn)題情境中討論問(wèn)題并得出結(jié)論，養(yǎng)成探究、自主、合作的學(xué)習(xí)方式；

通過(guò)膠體的學(xué)習(xí)，學(xué)生感悟到知識(shí)與社會(huì)、科技發(fā)展的密切聯(lián)系，產(chǎn)生學(xué)習(xí)化學(xué)的濃厚興趣，增加對(duì)化學(xué)學(xué)科的認(rèn)同感。據(jù)此，“膠體”教學(xué)目標(biāo)定位如圖2所示。

五、教學(xué)內(nèi)容

1.課堂導(dǎo)入

【創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課】圖片展示：一條條光線(xiàn)烘托著壯麗的美景，營(yíng)造出寧?kù)o而又祥和的氛圍。這種給大自然帶來(lái)神圣而又充滿(mǎn)靜謐感的光線(xiàn)，久而久之被人們稱(chēng)之為“耶穌光”，如圖3（a）（b）（c）所示。

【教師】美麗的“耶穌光”盛景，這種現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的？同學(xué)們，讓我們帶著這個(gè)問(wèn)題進(jìn)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)，通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)一起找尋答案。

【教師】同學(xué)們，你們今天早餐喝了什么呢？

【學(xué)生】牛奶、粥、豆?jié){……（學(xué)生七嘴八舌地談?wù)摚?/p>

【教師】早餐飲品種類(lèi)多樣，那同學(xué)們你們知道如何用化學(xué)方法將這些飲品進(jìn)行分類(lèi)嗎？

【學(xué)生】（思考）

設(shè)計(jì)意圖：用壯麗的景色，給予學(xué)生視覺(jué)上的刺激，將學(xué)生的注意力帶入課堂，之后拋出問(wèn)題“這樣的美景是如何形成的”，學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)入本節(jié)課，激發(fā)學(xué)生的求知欲。接著，話(huà)音一轉(zhuǎn)，回到日常生活中最常接觸到的事物中，怎樣用化學(xué)方法將它們進(jìn)行分類(lèi)？聯(lián)系生活，拉近學(xué)生與知識(shí)間的距離感，消除學(xué)生對(duì)新事物的排斥，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，在新課導(dǎo)入前拋出兩個(gè)問(wèn)題，學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)新知，促進(jìn)思維的發(fā)展。

2.引入新知——什么是膠體

【化學(xué)史1】1663年，科學(xué)家卡修斯在一次偶然間制得一種膠狀物質(zhì)，但這并沒(méi)有引起他思考，而只是將它視為一種普通溶液，稱(chēng)它為金膠溶液；直到1861年，科學(xué)家格雷阿姆將豆?jié){蒸發(fā)后得到了一種膠狀物質(zhì)。他就產(chǎn)生了疑惑，豆?jié){蒸發(fā)是膠狀的，其他溶液也是相同狀況嗎？之后，他進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)探究，在研究中發(fā)現(xiàn)，類(lèi)似于生理鹽水的溶液蒸發(fā)易形成晶體析出，而豆?jié){等蒸發(fā)時(shí)，大多形成無(wú)定型膠狀物質(zhì)。因此，格雷阿姆將這類(lèi)在蒸發(fā)過(guò)程中形成無(wú)定型膠狀的物質(zhì)命名為“膠體”，一直沿用至今[10]。

【提問(wèn)】豆?jié){是膠體，那膠體到底是什么？與溶液、濁液相比，又有哪些樣獨(dú)有的特點(diǎn)呢？

【創(chuàng)設(shè)情境】多媒體呈現(xiàn)生活中常見(jiàn)膠體（如雞蛋清、豆?jié){、牛奶等）。

【導(dǎo)入課題】這些物質(zhì)有著相同的名字：膠體。從物質(zhì)分類(lèi)的角度看，物質(zhì)能歸為一類(lèi)，一定存在某種相似性，是什么特征使它們同屬于膠體呢[11]？

設(shè)計(jì)意圖：科學(xué)家卡修斯與格雷阿姆對(duì)待偶然發(fā)現(xiàn)的膠狀物質(zhì)持有的兩種態(tài)度形成鮮明對(duì)比，告訴學(xué)生對(duì)待科學(xué)要有一雙發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的眼睛，通過(guò)自身不斷的探索和實(shí)驗(yàn)，去驗(yàn)證自己的猜想，可能會(huì)有意想不到的體會(huì)和收獲。接著用科學(xué)家格雷阿姆命名“膠體”這一化學(xué)事件直接引出“膠體”這一新的化學(xué)概念，學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)處于陌生、茫然的狀態(tài)，而豆?jié){、牛奶等熟悉的事物均是膠體，減弱學(xué)生對(duì)知識(shí)的陌生感，可以激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索、挖掘新知的欲望，主動(dòng)探究膠體的結(jié)構(gòu)及特征。

3.探索之路——溶液、膠體和濁液的鑒別

【實(shí)物展示】分別用三個(gè)小燒杯盛裝豆?jié){、生理鹽水和泥水，展示給學(xué)生，仔細(xì)觀(guān)察膠體、溶液及濁液的不同之處。

【學(xué)生回答】濁液可以觀(guān)察到肉眼可見(jiàn)的固體小顆粒，且不均一、不透明、不穩(wěn)定，固體顆粒受重力的影響極易沉降下來(lái)；膠體、溶液外觀(guān)相似，無(wú)法區(qū)別。

【教師】那么如何區(qū)分溶液、膠體？

【化學(xué)史2】意大利毒理學(xué)家塞爾米對(duì)“真假溶液”研究的史料。

1845～1850年，意大利毒理學(xué)家塞爾米在實(shí)驗(yàn)中曾經(jīng)制得了一些“溶液”，然而他發(fā)現(xiàn)這些“溶液”與以往所制得的溶液有些不大一樣，在他不斷研究探索后發(fā)現(xiàn)，這些“溶液”的分散質(zhì)點(diǎn)比普通的溶液質(zhì)點(diǎn)要大得多，所以，塞米爾將這些奇怪的“溶液”稱(chēng)為“假溶液”，這些“假溶液”就是膠體。那么通過(guò)什么方法鑒別膠體和溶液呢？

【學(xué)生】“假溶液”的分散質(zhì)點(diǎn)比溶液的分散質(zhì)點(diǎn)大。

【教師】那么溶液可以透過(guò)濾紙，膠體可以嗎？

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】豆?jié){、生理鹽水、泥水的過(guò)濾。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】豆?jié){、生理鹽水均能透過(guò)濾紙，泥水不可以透過(guò)濾紙。

【教師】通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，除濁液不能透過(guò)濾紙外，溶液和膠體均能透過(guò)濾紙，那還能用什么方法鑒別膠體和溶液呢？

【化學(xué)史3】1861年，蘇格蘭科學(xué)家格雷阿姆（Gra？ ham）在研究不同物質(zhì)的分子在水溶液中的擴(kuò)散性質(zhì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有的分子擴(kuò)散速度很快，有的則擴(kuò)散較慢，并且在進(jìn)行分子能否透過(guò)半透膜實(shí)驗(yàn)時(shí)，證實(shí)了擴(kuò)散速度較慢的分子的直徑要大得多[12]。

【教師】通過(guò)閱讀本則化學(xué)史，同學(xué)們從中得到了什么？

【學(xué)生】不同物質(zhì)在水溶液中分子的擴(kuò)散速度不同。

【教師】同學(xué)們能否利用半透膜自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，來(lái)區(qū)分膠體和溶液？

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】豆?jié){與生理鹽水的混和溶液裝入半透膜袋中，然后將半透膜袋浸泡在盛有蒸餾水的燒杯中進(jìn)行滲析實(shí)驗(yàn)。檢測(cè)氯離子、蛋白質(zhì)能否透過(guò)半透膜，從而驗(yàn)證假設(shè)膠體粒子直徑比溶液粒子大是否成立。

【演示實(shí)驗(yàn)】教師演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀(guān)察現(xiàn)象。

【學(xué)生】分散質(zhì)粒徑：膠體大于溶液小于濁液。

【教師】半透膜能透過(guò)的粒子直徑小于1 nm，溶液的粒子直徑一般小于1 nm，膠體的粒子直徑一般在1～100 nm之間。

【過(guò)渡】我們已經(jīng)了解到區(qū)別溶液、膠體和濁液可以通過(guò)其是否能透過(guò)濾紙、半透膜來(lái)區(qū)分，但是方法過(guò)于繁雜；有沒(méi)有更加簡(jiǎn)單便捷的方法可以區(qū)分它們呢？

【化學(xué)史4】1869年，丁達(dá)爾在一次偶然間，將一束匯聚的光通過(guò)溶膠，則從側(cè)面可以看到一個(gè)發(fā)光的圓錐體；接著，他用同樣的方法照射溶液和濁液，則沒(méi)有此現(xiàn)象。

【教師】通過(guò)這則史料同學(xué)們想到了什么方法？

【學(xué)生】我們可以通過(guò)光束照射來(lái)鑒別分散系。

【丁達(dá)爾效應(yīng)】當(dāng)一束光線(xiàn)透過(guò)膠體，從垂直入射光方向可以觀(guān)察到膠體中出現(xiàn)的一條光亮的“通路”，這種現(xiàn)象叫丁達(dá)爾現(xiàn)象，也叫丁達(dá)爾效應(yīng)[13]。

【教師】光束照射下是否會(huì)出現(xiàn)光亮通路，我們一起來(lái)驗(yàn)證一下。豆?jié){在匯聚的光束照射下，會(huì)出現(xiàn)光亮的通路嗎？

【趣味實(shí)驗(yàn)】生理鹽水、稀釋的豆?jié){以及泥水分別用小手電筒照射。

【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】（學(xué)生總結(jié)）生理鹽水和泥水沒(méi)有出現(xiàn)光亮通路，豆?jié){出現(xiàn)光亮通路。

【PPT圖片展示】稀釋的豆?jié){在光束照射下產(chǎn)生光亮通路的圖片，如圖4所示。

【總結(jié)】區(qū)分溶液、膠體和濁液的簡(jiǎn)便方法：用匯聚的光束照射，出現(xiàn)光亮通路的是膠體，可以觀(guān)察到固體小顆粒的是濁液，無(wú)明顯現(xiàn)象的是溶液。

【知識(shí)拓展】在一玻璃瓶中放一點(diǎn)燃的小紙條后密閉，待瓶中充滿(mǎn)白煙，用激光筆照射；玻璃瓶中收集大量加濕器口產(chǎn)生的霧氣，用激光筆照射。這些均能出現(xiàn)光亮通路，由此說(shuō)明煙、霧均為膠體。

設(shè)計(jì)意圖：教師通過(guò)3段以時(shí)間線(xiàn)為線(xiàn)索的化學(xué)史，一步步幫助學(xué)生找尋鑒別膠體、溶液及濁液的方法。學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)科學(xué)家對(duì)膠體的一步步探索之旅，實(shí)際動(dòng)手體驗(yàn)科學(xué)家鑒別溶液、膠體及濁液的方法，由繁到簡(jiǎn)，體會(huì)到科學(xué)的世界需要有足夠的耐心和毅力，不放過(guò)每一個(gè)小細(xì)節(jié)。同時(shí)通過(guò)自己動(dòng)手操作，將自身融入到膠體的探索之旅，學(xué)生在不經(jīng)意間吸收知識(shí)，提升自身的核心素養(yǎng)。

4.膠體的制備

【教師】在前面的交流學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)對(duì)膠體有了初步的了解，知道了如何區(qū)分溶液、膠體及濁液。接下來(lái)，同學(xué)們就通過(guò)自己制作膠體來(lái)更加深入地認(rèn)識(shí)膠體。

【課本實(shí)驗(yàn)（學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)）】Fe（OH）3膠體的制備實(shí)驗(yàn)。

將一個(gè)盛有25mL蒸餾水的小燒杯加熱至沸騰，向沸水中逐滴滴入5～6滴FeCl3飽和溶液，煮沸至溶液呈紅褐色，停止加熱。燒杯放置室溫后，取一支試管，傾倒少量產(chǎn)物，并向其中加入硫酸鎂溶液。觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論。

【學(xué)生】用手電筒照射有光亮的通路，所以制得的是Fe（OH）3膠體。它是均一、透明的。向Fe（OH）3膠體中加入硫酸鎂溶液，F(xiàn)e（OH）3膠體變渾濁，成為Fe（OH）3懸濁液。

【教師】FeCl3溶液加熱煮沸制得Fe（OH）3膠體，F(xiàn)e（OH）3膠體在電解質(zhì)的影響下形成Fe（OH）3濁液，同學(xué)們從中了解到了什么？

【學(xué)生】膠體、溶液和濁液在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化。

【教師提問(wèn)】制得的Fe（OH）3膠體是均一、透明的，那膠體都是透明的嗎？

【學(xué)生回答】不是，豆?jié){是膠體但不是透明的。

【教師提問(wèn)】同學(xué)們通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊竦贸鲋苽銯e（OH）3膠體的反應(yīng)原理（書(shū)寫(xiě)化學(xué)反應(yīng)方程式）

【教師】同學(xué)們?cè)诔踔须A段已經(jīng)接觸過(guò)溶液、濁液。它們都有什么特點(diǎn)？

【學(xué)生】溶液是均一、透明且穩(wěn)定的；濁液是不均一、不透明且不穩(wěn)定的。

【教師】那么我們今天所學(xué)的膠體呢？透明嗎？穩(wěn)定嗎？

【學(xué)生回答】膠體是均一的，但不都是透明的；且膠體在一定條件下能穩(wěn)定存在。

【教師總結(jié)】膠體處于介穩(wěn)態(tài)。

【教師】幫助學(xué)生梳理所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，形成知識(shí)框架；學(xué)生獨(dú)立完成表格。

【完成表格】如表1所示。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生初步理解了膠體的相關(guān)知識(shí)，在此基礎(chǔ)上通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)制備膠體，更加深入了解膠體。不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能且讓學(xué)生積極參與到課堂教學(xué)中，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，對(duì)膠體進(jìn)行再認(rèn)識(shí)，使得“膠體”不單單是書(shū)本中的一個(gè)名詞，也可以通過(guò)自己動(dòng)手制備，讓膠體變成自己所熟悉的，提高學(xué)生的認(rèn)同感。

【化學(xué)史5】林納和皮克通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明膠體微粒帶電，且同種膠體粒子帶有相同電荷。

布朗運(yùn)動(dòng)史料：1827年，布朗（R.Brown）在水中灑入花粉，用顯微鏡觀(guān)察時(shí)發(fā)現(xiàn)花粉的小顆粒在作不停地、無(wú)規(guī)則地運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做布朗運(yùn)動(dòng)[14]。

【教師提問(wèn)】通過(guò)這兩則化學(xué)史料，同學(xué)們相互討論并總結(jié)出膠體為什么處于介穩(wěn)狀態(tài)？

【學(xué)生】膠粒帶同種電荷，使得它們之間相互排斥，不易聚集起來(lái)形成較大的顆粒沉降下來(lái)；同時(shí)，膠粒不停地、無(wú)規(guī)則地運(yùn)動(dòng)也使其不易聚集成質(zhì)量較大的顆粒。

【教師】膠體除了是均一、透明且處于介穩(wěn)態(tài)，還有什么特點(diǎn)呢？

5.膠體的特性

【過(guò)渡】同學(xué)們知道制作豆腐用的原料是什么？

【學(xué)生回答】黃豆。

【教師】豆腐是怎樣做出來(lái)的呢？

【豆腐工藝流程圖】如圖5所示。

【教師】黃豆打磨成豆?jié){，進(jìn)行點(diǎn)兌才能成為豆腐花。是制作豆腐的重要步驟，也是我們俗稱(chēng)的“鹵水點(diǎn)豆腐”。

【教師】豆腐是鹵水點(diǎn)兌豆?jié){制得的，鹵水的主要成分是氯化鎂。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，讓我們一起在實(shí)驗(yàn)室里體驗(yàn)豆腐的制作過(guò)程。

【趣味實(shí)驗(yàn)】“鹵水點(diǎn)豆腐”的模擬實(shí)驗(yàn)——將飽和的氯化鎂溶液滴入豆?jié){中。

【教師】同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中注意觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【學(xué)生】豆?jié){聚集成豆腐花。

【教師】“鹵水點(diǎn)豆腐”的原理是什么？

【學(xué)生】學(xué)生思考。

【聚沉的定義】膠體粒子均帶電荷，向膠體中加入電解質(zhì)溶液時(shí)，加入的陽(yáng)離子（或陰離子）中和了膠體粒子所帶的電荷，使膠體粒子聚集成較大顆粒，從而形成沉淀從分散劑里析出。起聚沉作用的是與膠體粒子所帶相反電荷的異號(hào)離子[15]。

【學(xué)生】豆?jié){是膠體，氯化鎂溶液是電解質(zhì)。向豆?jié){中加入氯化鎂溶液發(fā)生聚沉，形成較大的顆粒——豆腐花。

【原理】豆?jié){是膠體，它的蛋白質(zhì)膠粒在分散劑（水）中不斷運(yùn)動(dòng)，無(wú)法聚集在一起。由于蛋白質(zhì)膠粒帶負(fù)電，分子間因同種電荷排斥而均勻分布在分散劑中，呈相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。鹵水實(shí)質(zhì)是氯化鎂，將其加入到豆?jié){中，提供帶正電荷的鎂離子從而中和了蛋白質(zhì)膠粒所帶的負(fù)電荷，分子間失去了靜電排斥，使得膠粒聚集沉降。這就是膠體的聚沉。

【動(dòng)畫(huà)模擬】播放膠體聚沉形成過(guò)程的動(dòng)畫(huà)模擬，如圖6所示。

【提問(wèn)】除在分散系中加入電解質(zhì)外，還有哪些方法可使膠體聚沉？

【總結(jié)】加入電解質(zhì)；加熱、攪拌；加入帶相反電性的膠體粒子[16]。

【聯(lián)系生活】同學(xué)們已經(jīng)了解了鹵水點(diǎn)豆腐所涉及到的原理是膠體的聚沉，那大家還知道哪些場(chǎng)景中涉及到了膠體的聚沉嗎？

【圖片展示】醫(yī)學(xué)上，用三氯化鐵溶液進(jìn)行應(yīng)急止血；生活中，肉凍、果凍的制作以及明礬凈水；自然現(xiàn)象，三角洲成因。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)生活中常見(jiàn)食物——豆腐，引入豆腐的制作原理“鹵水點(diǎn)豆腐”。學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，親自感受豆腐的制作過(guò)程，觀(guān)察膠體的“聚沉”是什么，體會(huì)膠體的聚沉。通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀(guān)察現(xiàn)象，總結(jié)思考。避免了傳統(tǒng)教學(xué)中灌輸式的教學(xué)方式，避免學(xué)生對(duì)概念的理解模糊。并且培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能及獨(dú)立思考能力。

【化學(xué)史6】1807年，科學(xué)家們對(duì)膠體還沒(méi)有一個(gè)明確的認(rèn)知時(shí)，列依斯用兩根玻璃管插到濕潤(rùn)的黏土中發(fā)現(xiàn)了電泳現(xiàn)象。

【教師】電泳現(xiàn)象是什么呢？

【視頻播放】如圖7所示，F(xiàn)e（OH）3膠體的電泳，教師講解電泳的定義。

6.膠體的應(yīng)用

【過(guò)渡】膠體化學(xué)在目前的科學(xué)研究中已成為一項(xiàng)熱門(mén)課題，膠體因其1～100 nm的粒子直徑及其獨(dú)有的性質(zhì)，使得它在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。

【膠體應(yīng)用】制備凝膠態(tài)物質(zhì)，比如豆腐、肉凍、果凍；靜電除塵裝置；污水凈化；制備納米材料等。

【教師】本節(jié)課知識(shí)已經(jīng)學(xué)完，同學(xué)們能解釋美麗的耶穌光是怎么產(chǎn)生的嗎？

【學(xué)生】這是丁達(dá)爾效應(yīng)，空氣中的大量霧氣和灰塵均為膠體，在太陽(yáng)光的照射下，就可以看到許多線(xiàn)條。

設(shè)計(jì)意圖：性質(zhì)決定用途，本節(jié)課學(xué)習(xí)了膠體的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。膠體能給日常生活帶來(lái)什么？化學(xué)學(xué)習(xí)的意義何在？從知識(shí)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)移到知識(shí)帶給生活的便利，科學(xué)為社會(huì)進(jìn)步所做的貢獻(xiàn)。由此培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。最后首尾呼應(yīng)，新課剛開(kāi)始用耶穌光的情景引入教學(xué)，學(xué)生在知識(shí)學(xué)完思考回答問(wèn)題，鞏固新知。

【作業(yè)布置】除了本節(jié)課所了解到的膠體在日常生活中的應(yīng)用，查閱資料，例舉出膠體還有什么應(yīng)用途徑？中國(guó)的豆腐所用的原材料是豆類(lèi)，那同學(xué)們知道日本豆腐所用的原材料是什么嗎？它的制作工藝與我國(guó)豆腐的制作是否相同呢？

膠體的發(fā)現(xiàn)、命名、性質(zhì)的探索以及將其應(yīng)用到生產(chǎn)生活中，這都離不開(kāi)許多科學(xué)家所做的貢獻(xiàn)，通過(guò)今天的學(xué)習(xí)，你有什么啟示？

六、結(jié)語(yǔ)

本教學(xué)創(chuàng)設(shè)了化學(xué)史情境，讓學(xué)生從史料中探索、認(rèn)識(shí)科學(xué)家們對(duì)于膠體的研究及應(yīng)用從而學(xué)習(xí)膠體、了解膠體的特征及在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，并且從中感悟到科學(xué)與社會(huì)的緊密聯(lián)系以及認(rèn)識(shí)到科技進(jìn)步促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的重要作用?；瘜W(xué)學(xué)科五大素養(yǎng)通過(guò)此次HPS教學(xué)模式的應(yīng)用也有較好的成果。膠體的介穩(wěn)態(tài)、聚沉和電泳等特性及膠體在納米技術(shù)、靜電除塵及凈水等應(yīng)用與膠粒直徑在1～100 nm之間及同種膠粒帶相同電荷體現(xiàn)了宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析；通過(guò)某種手段可以使膠體在溶液、濁液之間轉(zhuǎn)換滲透著變化觀(guān)念與平衡思想；通過(guò)模擬豆腐制作過(guò)程與播放動(dòng)畫(huà)模擬展示聚沉現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)表達(dá)的是證據(jù)推理與模型認(rèn)知；化學(xué)史的引入將從對(duì)膠體知識(shí)的萌芽期到如今應(yīng)用在生產(chǎn)生活中的一系列研究過(guò)程，學(xué)生不僅感受到科學(xué)家的優(yōu)良品質(zhì)，同時(shí)在此過(guò)程中跟隨科學(xué)家的步伐，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，深入挖掘膠體發(fā)展史背后所蘊(yùn)含的科學(xué)哲學(xué)和社會(huì)學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生樹(shù)立尊重科學(xué)、尊重自然的優(yōu)秀品質(zhì)[17]，從而提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。

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