化学概念认知立体化教学探新

袁朝英 蒋金玲

摘 要：对高中化学“物质的分类——胶体”的内涵进行深入分析，从一个全新的角度构建教学思路，深化学生对胶体的认知，从平面的知识层面转化到立体的思维层面，从微观和宏观的不同角度剖析胶体本质特征，最后对胶体的本质属性进行深入交流和探讨。

关键词：分散系；胶体；立体化；聚集状态

作者简介：袁朝英、蒋金玲，南京师范大学附属中学江宁分校教师。（江苏 南京 211102）

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2019）04-0064-03

一、教学目标的二次建构

“胶体”是高中《化学（必修1）》第二章第一节“物质的分类”第二课时的教学内容，有的老师在教学中不重视该部分内容，认为其知识内容简单，考察方式单一，所以不必作为教学的重点，甚至很多老师将其定义为可有可无的一节内容。在教学过程中，绝大多数老师侧重于三种分散系的对比及本质区别，但该节课知识点的内涵远不止这些。笔者对本节课的目标进行二次建构，教学目标不再停留在知识层面，而是从学生的思维认知层面着手设计。笔者将教学目标重新构建为：一是能够鉴别区分三种分散系，理解胶体的特性——丁达尔效应。二是深化对分散系的认知和理解，理解胶体是物质的聚集状态。胶体到底是什么？是一种物质吗？三是辩证思维的培养和形成，明白分散系的分类是绝对的，但是物质的聚集状态却是相对的，淀粉溶液为什么会有丁达尔效应？氯化钠一定只能形成溶液吗？在不同分散剂中，同一种物质的聚集形态也会存在差异。

二、教学设计思路及创新

胶体教学内容其实很丰富，有分散系的概念及分类标准、三种分散系的区分鉴别、丁达尔效应、胶体的制备、胶体的特性（聚沉、电泳等），其中最为核心重要的是什么呢？哪些该讲哪些不该讲呢？基于对教学目标的思考，笔者决定抓住核心概念胶体，深度挖掘学科思想内涵，删繁就简，构建新概念的立体认知模型。

本节课的教学设计分为四个环节（见图1，P65），基于学生的思维认知过程，对核心内容胶体进行深入思考与探究。本节课以“胶体是一种分散系”为核心，从宏观（外在形态特征）到微观（微粒大小）认识胶体与其他分散系的性质差异，继而用微观来解释宏观的丁达尔效应，让学生的认知发展水到渠成，强化对胶体本质特征的理解。常规来讲，本节课内容已经基本完成了，但是笔者重新回归到生活中的胶体，提出一系列问题让学生产生思维的碰撞，将课堂推向高潮。胶体究竟是什么？胶体是任何物质可能存在的一种分散状态。通过实验（NaCl在水中和酒精中的分散状态和颗粒大小不同的NaCl在酒精中的分散状态）从两个角度（分散质在不同分散剂中分散状态不同、颗粒大小不同的分散质在同一分散剂中分散状态不同）让学生认识到胶体是物质存在的一种分散状态，任何物质只要分散后的粒子大小在纳米级就能形成胶体。本节课不仅从横向探究了胶体的性质和特点，更从纵向深入挖掘了胶体的本质及属性，从而使学生对胶体拥有三维立体认识，对学习化学有了辩证的学习观念。

三、教学过程设计

1. 环节一：分散系是什么？

师：展示泥水、硫酸铜溶液，请同学们观察、描述它们的外观特征，并说明原因。

生：泥水是浑浊的浊液，泥沙在水中分散不均匀；硫酸铜溶液澄清透明，硫酸铜在水中分散均匀。

师：像这样将一种或多种物质分散在另一种或多种物质中得到的体系，叫分散系，如浊液和溶液都属于分散系。其中，被分散的物质叫分散质，容纳分散质的物质叫分散剂。同学们说说泥水和硫酸铜溶液的分散质、分散剂分别是什么。

生：泥水的分散质为泥沙，硫酸铜溶液的分散质为硫酸铜，它们的分散剂都是水。

2. 环节二：制备出来的Fe（OH）3分散系是什么？

师：从外观看，浊液和溶液比，它们的分散质粒子谁更大？为什么？

生：浊液的分散质粒子更大，因为浊液浑浊，我们可以看见分散质粒子，而溶液的分散质粒子是看不见的，说明它太小。

师：分析得非常好。那如果我用激光笔照射浊液和溶液，会有何现象？

【演示实验】用激光笔照射泥水和硫酸铜溶液，光线垂直于烧杯，并射向教室白色墙壁。引导学生观察现象：泥水烧杯外壁出现发散的明亮光点，墙壁上无光点；而硫酸铜溶液的烧杯外壁无光点，墙壁上出现明亮光点。为什么出现这样的现象？大家讨论说明。

【学生交流与讨论1】学生讨论交流自己的看法。

生：我觉得应该是泥沙的颗粒太大，把光都挡回去了，所以烧杯壁有光点，墙上没有；照射溶液时墙上有光点，说明光穿过了溶液，应该是分散质的粒子太小。

师：同学们的分析非常正确，浊液的分散质粒子大，对光波进行反射，而溶液的分散质粒子小，光波穿过溶液而呈现刚才看到的现象。现在，我们制取这样一种分散系：向沸水中滴加几滴饱和氯化铁溶液，煮至红褐色，同学们判断它属于哪种分散系。

【学生实验1】制取Fe（OH）3胶体，观察实验现象。

师：该分散系中红褐色的物质是什么？

生：Fe（OH）3。

师：是Fe（OH）3浊液吗？

生：不是，它是澄清透明的。

师：那它是溶液吗？你可以用什么方法判断？

（学生思考，没有回答）

师：同学们用激光笔照照看，有什么现象，你怎么想？

生：用激光筆照射，发现液体中有一条光亮的通路，墙壁上有暗淡的光点。（学生很诧异）

师：（介绍丁达尔效应）具有丁达尔效应的分散系是胶体。你认为胶体中分散质的粒子大小与浊液和溶液比，三者是什么关系？

生：浊液的分散质粒子最大，溶液的最小，胶体处于中间。

3. 环节三：胶体有何特性？

师：好。我们根据分散质粒子直径大小的不同将分散系分为三种：分散质粒子直径大于100nm的分散系为浊液，分散质粒子直径小于1nm的分散系为溶液，分散质粒子直径大小介于二者之间的分散系称为胶体。

【思考】为什么胶体有丁达尔效应呢？

【学生交流与讨论2】学生思考讨论，能说明与胶粒的大小有关，但理解不够深入。

师：光路的产生是由于光发生了散射，使胶粒变成一个个发光体，所以我们看到了光路。如果分散质粒子太大光会被反射，如浊液；如果分散质粒子太小光会穿过去，如溶液；而胶粒大小介于二者之间，光既难穿过去又不会被反射，而发生了散射，所以产生丁达尔效应，丁达尔效应是胶体特有的光学性质。分散质粒子大小的不同导致分散系的光学性质不同，还会对分散系的稳定性产生影响。你认为浊液、溶液和胶体的稳定性如何，为什么？

生：浊液的分散质粒子最大，容易沉降，所以不稳定；溶液的分散质粒子最小，不会沉降，最稳定；胶体的胶粒介于二者之间，比较稳定。

师：分析归纳得很好，胶体较稳定，属于介稳性。生活中有哪些常见的胶体呢？如何寻找胶体？

4. 环节四：胶体到底是什么？

【学生活动】用丁达尔效应找胶体。

学生拿起激光笔照射实验筐中的饮料和试剂：冰红茶、果味饮料、稀释的牛奶和豆浆、蛋白质溶液、淀粉溶液都是胶体。

师：蛋白质溶液和淀粉溶液是胶体？怎么溶液是胶体？

（学生很疑惑，讨论起来）

生：它们有丁达尔效应，说明它们的分散质粒子大小在1nm-100nm之间。

师：蛋白质和淀粉是高分子化合物，它们的分子很大，分子直径达到纳米级，所以它们均匀分散在水中形成溶液，但从分散质粒子大小判断它们属于胶体。（展示图片：烟、云、雾的丁达尔效应）观看图片，你认为哪些分散系是胶体？

生：烟、云、雾是胶体。

师：烟水晶、有色玻璃、血液等也属于胶体。

【思考】我们知道NaCl分散到水中形成溶液，那么NaCl的分散系一定是溶液吗？如果将氯化钠分散到酒精中会得到什么分散系？请同学们开始做实验。

【学生实验2】分别向蒸馏水和酒精中加入少量NaCl粉末，振荡静置后用激光笔照射，观察现象。

生：NaCl分散在水中得到溶液，而分散到酒精中形成胶体和浊液。

师：这说明什么？

生：NaCl在水中和酒精中的溶解度不同。

师：还有什么不同？從分散质粒子看。

生：NaCl在水中分散后粒子很小形成溶液，在酒精中分散后的粒子较大形成胶体。

师：那么NaCl在水中能形成胶体吗？（演示：将NaCl粉末投入水中，搅拌，用激光笔照射）

生：有丁达尔效应，是胶体！

师：谁是胶体？

生：NaCl是胶体。（想想后）不对，NaCl分散在水中形成胶体。

（老师将胶体静置片刻后，再用激光笔照射）

生：几乎没有丁达尔效应了。（恍然大悟）变成溶液了。

师：为什么变成溶液了？

生：NaCl被水分散得更完全，分散后的粒子更小，胶体就变成溶液了。

师：那胶体究竟是什么？

生：物质的分散状态。

师：哪种物质的分散状态？

生：NaCl！（有人反驳，想想后接着说）应该是所有物质，比如Fe（OH）3在水中分散，既有胶体又有浊液。

师：Fe（OH）3在水中分散会不会得到溶液呢？

生：应该会。只要分散后的粒子在1nm以下就可以。

师：同学们理解得非常好，原来胶体不是一种或一类物质，而是任何物质都可能存在的一种分散状态，或者说是物质的聚集状态。物质的分散状态不同，表现出来的性质也不同。而胶体代表的这种物质分散状态表现出很多独特的性质（比如丁达尔效应），这跟我们的生产生活息息相关，以后同学们会慢慢认识，现在已有专门研究胶体的《胶体化学》，有兴趣的同学可以去了解。

本节课从一个全新的角度来构思胶体的教学，是一种新的尝试，在课堂上学生的思维活跃度很高，丁达尔效应及三大分散系的差异基本都是学生在课堂上生成的，说明此教学设计是符合学生认知发展过程的，并且在很大程度上激发了学生的学习兴趣。通过实验探究、讨论与交流，最后的问题思辨将胶体立体全面地展现在学生面前，这为学生的后续学习提供了思路和方法。

责任编辑 罗 佳