生活中常見資源在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

華麗芬

摘 要：將生活中常見資源——脫氧劑應(yīng)用到化學(xué)教學(xué)中，通過創(chuàng)設(shè)真實情境，使學(xué)生親身體會到化學(xué)學(xué)科知識與生活的密切聯(lián)系，增強了實驗過程的趣味性，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。我國脫氧劑開發(fā)、研究和應(yīng)用起步較晚，但近年來發(fā)展迅速，目前研制出無機和有機兩大類脫氧劑，其中無機系列包括鐵系脫氧劑、亞硫酸鹽系脫氧劑等，有機系列包括抗壞血酸類、兒茶酚類、葡萄糖氧化酶和維生素E類等[1]。目前脫氧劑的使用領(lǐng)域已經(jīng)從糕點、堅果等富含油脂類的食品擴展到糧食、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，輔料的種類和用量都會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似鐵在潮濕的空氣中發(fā)生的吸氧腐蝕，使用過的脫氧劑有結(jié)塊現(xiàn)象，顏色由黑變紅。

在生活中，打開食品包裝袋，脫氧劑就完成使命變成廢棄資源，造成一定程度的浪費。將脫氧劑應(yīng)用到化學(xué)教學(xué)中，通過創(chuàng)設(shè)真實的情境，使學(xué)生親身體會到化學(xué)學(xué)科知識與生活的密切聯(lián)系，增強了實驗過程的趣味性，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：第一課時，明確化學(xué)反應(yīng)有不同的分類方法，能夠從化合價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，建立氧化劑與還原劑的概念，了解氧化劑與還原劑有強弱之分，通過實驗探究物質(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，以脫氧劑為載體，通過建構(gòu)氧化還原反應(yīng)認知模型，進一步認識可通過氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)含有不同價態(tài)同種元素物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。通過創(chuàng)設(shè)情境—提出假設(shè)—實驗設(shè)計—搜集證據(jù)—論證推理—得出結(jié)論的方式，知道通過氧化還原反應(yīng)可以探索物質(zhì)性質(zhì)，實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，認識物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在促進社會文明進步中的重要價值。

2.在“鐵及其化合物”中的應(yīng)用

以脫氧劑為載體，可以設(shè)計三個環(huán)節(jié)，環(huán)節(jié)一：脫氧劑的成分分析，通過對含鐵元素物質(zhì)的分類及鐵離子、亞鐵離子的檢驗，體會物質(zhì)分類對物質(zhì)轉(zhuǎn)化的研究指導(dǎo)；環(huán)節(jié)二：脫氧劑的回收利用，通過對鐵離子與亞鐵離子之間的相互轉(zhuǎn)化，體會運用氧化還原反應(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，通過含鐵元素的物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化形成價類二維圖，預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)，為非金屬元素進一步學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)[4]。

3.在“金屬的腐蝕”中的應(yīng)用

通過實驗任務(wù)驅(qū)動和問題組交流討論，加深對金屬吸氧腐蝕的理解，讓學(xué)生進一步感受化學(xué)實驗在化學(xué)學(xué)習(xí)與生產(chǎn)生活中的重要價值。實驗任務(wù)可以設(shè)計三組，任務(wù)一：探究脫氧劑的成分，通過實驗驗證主要成分（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濕過的注射器內(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，通過水柱的變化感受脫氧的過程。分析鐵系脫氧劑的工作原理，判斷構(gòu)成原電池的正負極材料，書寫電極反應(yīng)；任務(wù)三：結(jié)合所學(xué)知識，檢測任務(wù)二中兩極的產(chǎn)物，對脫氧劑的脫氧工作從現(xiàn)象到本質(zhì)的認識，用實驗證實并加深對電極產(chǎn)物的認識，加強對原電池反應(yīng)的理解和鞏固[5]。

三、教學(xué)感悟

作為一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)科學(xué)發(fā)展至今，化學(xué)實驗仍是探索物質(zhì)奧秘的重要研究方法，也是學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)中進行科學(xué)探究的重要途徑。走進生活的學(xué)生實驗是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效方式，它可以把觀察、實驗操作、搜集資料、論證推理等科學(xué)方法結(jié)合起來，在實驗中逐步引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法，體會科學(xué)探究的樂趣。挖掘生活中常見資源的潛在價值，將化學(xué)實驗生活化，使學(xué)生了解生活對化學(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)；通過科學(xué)探究培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實的科學(xué)精神、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度和團結(jié)合作的科學(xué)作風(fēng)，這也是學(xué)生在未來的社會中全面發(fā)展所必需的科學(xué)素質(zhì)。

參考文獻：

[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)計的實踐與反思：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，等.挖掘探究實驗，豐富教材的潛在價值：一節(jié)省級實驗優(yōu)質(zhì)課評析[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2015（5）：19-23.

編輯 魯翠紅