翁華怡 王文
[摘 要]綜合實踐活動是國家義務(wù)教育和普通高中課程方案規(guī)定的必修課程。以《著色劑、發(fā)色劑——使食品色澤更誘人》一課的教學(xué)為例,由高點擊量的網(wǎng)絡(luò)視頻切入,針對天然色素開展綜合實踐活動?;顒舆^程中,學(xué)生自主查閱資料,確定研究方向,設(shè)計研究方案,最后通過系列實驗,探究了玫瑰花紅色素的穩(wěn)定性和著色能力。通過綜合實踐活動,學(xué)生形成了在實踐操作中學(xué)習(xí)的意識,提高了綜合解決問題的能力。
[關(guān)鍵詞]綜合實踐活動;網(wǎng)紅;玫瑰花紅色素
[中圖分類號] G633.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-6058(2018)26-0060-03
在蘇教版《化學(xué)與生活》專題二第三單元《著色劑、發(fā)色劑——使食品色澤更誘人》的教學(xué)過程中,學(xué)生對色素特別感興趣,因為色素與生活息息相關(guān)。教師在課堂上播放了某微博點贊總量達(dá)20萬的視頻,視頻中某網(wǎng)紅用從紫色葡萄皮中提取的色素染布,為自己做了一條葡萄紫色的連衣裙。觀看完視頻后,學(xué)生興趣高漲,提出了各種問題。教師適時表揚學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)和提出問題,并指導(dǎo)學(xué)生將問題轉(zhuǎn)化為研究課題,開展相關(guān)主題的綜合實踐活動,體驗研究的過程與方法。
綜合實踐活動是國家義務(wù)教育和普通高中課程方案規(guī)定的必修課程,與學(xué)科課程并列設(shè)置,是基礎(chǔ)教育課程體系的重要組成部分。綜合實踐活動強調(diào)從學(xué)生的真實生活和發(fā)展需要出發(fā),選擇并確定活動主題,著力引導(dǎo)學(xué)生綜合運用各學(xué)科課程所學(xué)知識,認(rèn)識、分析、解決生活中的真實問題,提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。
一、綜合實踐活動主題的確定
綜合實踐活動初期,學(xué)生不清楚研究的方向和內(nèi)涵,不知道如何來計劃和安排這種形式的學(xué)習(xí),所以在開始階段教師的指導(dǎo)尤為重要。首先,教師要尊重學(xué)生的自主選擇;其次,教師要善于引導(dǎo)學(xué)生圍繞活動主題,從特定角度切入,分析論證研究的意義、方法、可行性和合理性;最后,引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)規(guī)劃整個綜合實踐活動過程,制訂具體活動目標(biāo)及任務(wù)。
學(xué)生查閱整理資料得知,從葡萄皮中提取的色素為天然色素,屬于花青素類色素?;ㄇ嗨刂饕嬖谟谥参锏幕ò旰凸麑嵵校怪参锍尸F(xiàn)明亮的顏色,類似的還有天竺葵色素、飛燕草色素、玫瑰花紅色素等。為了便于取材,學(xué)生選擇研究顏色鮮艷,香味濃郁,在食品、化妝品等生活物品中應(yīng)用廣泛的玫瑰花紅色素。
玫瑰花紅色素可以探究的性質(zhì)很多,究竟要探究什么,需要學(xué)生進(jìn)行討論、篩選和整合。學(xué)生基于已有的知識儲備和困惑,決定探究玫瑰花紅色素的穩(wěn)定性和著色能力。
教師引導(dǎo)學(xué)生思考從哪些方面進(jìn)行細(xì)化研究。一方面,可以結(jié)合生活常識提出研究主題;另一方面,引導(dǎo)學(xué)生查閱資料,結(jié)合實驗室現(xiàn)有條件進(jìn)行甄選。同時將大課題分解為若干小課題,組建課題組。課題組是進(jìn)行綜合實踐活動的基本單位,由學(xué)生自主選擇、自由組合。組內(nèi)和組間的交流和討論,可以促進(jìn)課題的時間安排、責(zé)任分工、實施方法和路徑選擇更加務(wù)實和有效,不斷優(yōu)化完善方案。
二、綜合實踐活動過程
綜合實踐活動注重實踐,這與化學(xué)核心素養(yǎng)中的“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”不謀而合,而實驗探究是科學(xué)探究的重要途徑。生動、鮮明、直觀的實驗現(xiàn)象以及意想不到的實驗事實和實驗結(jié)果,能有效激發(fā)學(xué)生的探究欲望,促進(jìn)學(xué)生更深刻、全面地思考和探究問題。
1.玫瑰花紅色素的提取
[實驗1]取新鮮的玫瑰花瓣,撕成碎片放入保鮮袋,擠入檸檬汁,碾碎。隨后用潤濕的紗布包裹,擠出汁液,過濾待用。
[小結(jié)]學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)資料,了解到該色素易溶于水、乙醇、鹽酸、檸檬酸等極性溶劑。日常食用的檸檬富含檸檬酸,有利于玫瑰花紅色素的提取。該實驗操作簡便、實踐性與重現(xiàn)性強?;瘜W(xué)來源于生活,引導(dǎo)學(xué)生用生活中常見的物質(zhì)設(shè)計實驗,可提高學(xué)生學(xué)以致用的能力。
2.玫瑰花紅色素穩(wěn)定性探究
(1)pH對玫瑰花紅色素的影響
[實驗2]用鹽酸和氫氧化鈉配制pH為1~14的溶液,各取2mL于青霉素瓶中,分別加入10滴提取好的玫瑰花紅色素,觀察顏色變化情況。
[小結(jié)] pH對玫瑰花紅色素影響較為明顯:在酸性環(huán)境下,玫瑰花紅色素更為穩(wěn)定,并且pH越小,顏色越鮮艷;堿性環(huán)境對玫瑰花紅色素具有破壞作用。因此,玫瑰花紅色素更適宜在酸性環(huán)境中使用和保存。
(2)溫度對玫瑰花紅色素的影響
[實驗3]取相同體積的玫瑰花紅色素,分別置于40℃、50℃、60℃、80℃、100℃的恒溫烘箱中保溫1h,觀察顏色的變化情況。
[小結(jié)]隨著溫度的升高,玫瑰花紅色素溶液無明顯顏色變化,表明該色素具有較好的耐熱性,可以在食品加工過程中承受一般的熱處理。
(3)常用添加劑對玫瑰花紅色素的影響
[實驗4]取6份相同體積的玫瑰花紅色素,分別加入常用食品添加劑:食鹽、蔗糖、淀粉、苯甲酸鈉、山梨酸鉀、沒食子酸等,觀察色素顏色的變化。其中防腐劑苯甲酸鈉、山梨酸鉀、沒食子酸均以國標(biāo)允許的最大值(1g/1kg)加入。
[小結(jié)]各種食品添加劑的加入對玫瑰花紅色素的色、味影響較小,其中蔗糖的加入使得玫瑰花紅色素提取液的清香更為濃郁。值得注意的是,隨著食鹽加入量的增大,玫瑰花紅色素顏色逐漸加深。
(4)氧化劑、還原劑對玫瑰花紅色素的影響
[實驗5]取6份相同體積的玫瑰花紅色素,分別加入不同的氧化劑或還原劑:H2O2、KMnO4、新制氯水、Na2S2O3、Vc、Na2SO3,觀察色素顏色的變化情況。
[小結(jié)]加入三種氧化劑后,玫瑰花紅色素均褪色,而加入還原劑后,大多能保持原來的顏色,表明該色素耐氧化性差。通過查閱文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn),這與其結(jié)構(gòu)有關(guān)。玫瑰花紅色素屬于花青素類色素,而花青素的發(fā)色基團(tuán)中有不飽和雙鍵,具有還原性。因此,玫瑰花紅色素具有一定的保健功能,利用其還原性可以清除人體內(nèi)的自由基,這是人工色素難以比擬的。據(jù)文獻(xiàn)表明,花青素能和亞硫酸鹽發(fā)生加成或縮合反應(yīng),生成另一種無色的化合物,使之褪色。因此玫瑰花紅色素更適宜在還原性環(huán)境中使用,同時應(yīng)避免與亞硫酸鹽共用。
3.玫瑰花紅色素著色力探究
(1)不同基質(zhì)對玫瑰花紅色素著色力的影響
[實驗6]將濾紙、吸油紙、紗布、化妝棉浸入相同體積的玫瑰花紅色素,晾干。樣品放在室內(nèi)保存,觀察顏色變化情況。
[小結(jié)]玫瑰花紅色素在不同基質(zhì)上都有較好的著色力,并在短時間內(nèi)具有較好的色牢度。但隨著時間的推移,色素會逐漸被氧化而引起褪色,因此玫瑰花紅色素在食品加工過程中應(yīng)避免長時間存放。
(2)光照對玫瑰花紅色素著色力的影響
[實驗7]將兩份紗布同時浸入相同體積的玫瑰花紅色素中,一小時后取出,一份放在室外陽光下暴曬,另一份置于室內(nèi)避光保存,作為參照。
[小結(jié)]短時間內(nèi),光照對玫瑰花紅色素的影響并不大,表明該色素耐光性較好。但長時間照射,紫外線也會加速色素的分解??傮w而言,在食品加工生產(chǎn)中無須避光生產(chǎn),符合實用要求。
(3)水洗對玫瑰花紅色素著色力的影響
[實驗8]取兩份相同體積的玫瑰花紅色素,其中一份加入1g食鹽,混合均勻后將兩份紗布分別浸入不同提取液中一小時,取出晾干,進(jìn)行多次水洗,觀察顏色變化情況。
[小結(jié)]前3次水洗使玫瑰花紅色素嚴(yán)重褪色,之后的水洗對色素影響較小,由此可見,玫瑰花紅色素更適宜用于食品、化妝品的加工,不適宜用于染布等工藝。
(4)金屬離子對玫瑰花紅色素著色力的影響
[實驗9]取相同體積的玫瑰花紅色素,分別加入Na+、Ca2+、Al3+、Cu2+、Fe3+,觀察顏色變化情況。
[小結(jié)] 雖然Na+、Ca2+對玫瑰花紅色素影響較小,但NaCl和CaCl2會使色素顏色加深,因為溶液中Cl-濃度的增加,有利于氯化物黃鋅鹽朝生成的方向發(fā)展。Al3+對色素具有增色效應(yīng),而Cu2+、Fe3+對色素具有破壞作用。因此,玫瑰花紅色素在使用過程中應(yīng)注意金屬離子的影響。
三、綜合實踐活動后的反思
在綜合實踐活動過程中,教師要進(jìn)行有效指導(dǎo),成為學(xué)生活動的組織者、參與者和促進(jìn)者。在活動準(zhǔn)備階段,教師要充分結(jié)合學(xué)生經(jīng)驗,挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)生活中的熱點問題,如利用學(xué)生喜聞樂見的網(wǎng)絡(luò)資源,為學(xué)生提供選擇活動主題以及提出問題的機會。
在活動實施階段,教師要側(cè)重方法的指導(dǎo)。首先,教師要幫助學(xué)生找到合適的實踐方式。例如,探究玫瑰花紅色素穩(wěn)定性和著色力時,引導(dǎo)學(xué)生討論分析,最終選擇了文獻(xiàn)查閱及實驗探究的活動方式。其次,教師要引導(dǎo)學(xué)生采用合適的實驗方法。例如,影響玫瑰花紅色素穩(wěn)定性和著色力的因素有很多,引導(dǎo)學(xué)生采用控制變量法,通過對比實驗,進(jìn)行有目的的探究。最后,教師要指導(dǎo)學(xué)生及時記錄實驗結(jié)果,并對多組實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,形成完整的實驗報告。
活動過程中,教師還要及時捕捉活動中學(xué)生動態(tài)生成的問題,組織學(xué)生就問題展開討論,向著縱深方向不斷深入,使綜合實踐課程形成體系。如探究玫瑰花紅色素在不同pH環(huán)境下的顯色情況,學(xué)生在實驗中發(fā)現(xiàn)玫瑰花紅色素在酸堿環(huán)境下的顏色變化具有可逆性。教師引導(dǎo)學(xué)生思考玫瑰花紅色素是否可用作酸堿指示劑,這可作為新的課題進(jìn)行后續(xù)研究。
在交流階段,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生采用多種形式呈現(xiàn)探究結(jié)果,如圖表、視頻等。同時,教師應(yīng)鼓勵學(xué)生相互交流,對活動過程和結(jié)果進(jìn)行梳理。最后,教師還應(yīng)啟發(fā)學(xué)生對實踐活動進(jìn)行多角度反思。如,在這次課題研究活動中還有哪些需要改進(jìn)的地方?通過這次課題研究,你學(xué)到了哪些新知識、新技能?如果下一次由你來主持一個課題,應(yīng)該怎樣組織研究活動?在這次課題研究活動中,你獲得了哪些對生產(chǎn)生活有意義的結(jié)論?這樣的反思過程會促進(jìn)學(xué)生在一系列具體、繁雜的研究活動之后,冷靜地審視自己的興趣點、關(guān)注點和對未來發(fā)展的期望。
總之,綜合實踐活動課程對教師的專業(yè)要求較高,教師需要參與多種形式的培訓(xùn)和教研活動,以增加交流的機會和平臺,實現(xiàn)自我學(xué)習(xí)和成長。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)[S].北京:人民教育出版社,2017.
[2] 中華人民共和國教育部.中小學(xué)綜合實踐活動課程指導(dǎo)綱要[M].北京:人民教育出版,2017.
[3] 俞真蓉. 由“紫薯包變綠色”設(shè)計的一堂化學(xué)選修課[J]. 中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2015(9):28-29.
(責(zé)任編輯 羅 艷)