“抗‘疫’中的化學力量”課程設計

施雪娟

摘要：疫情既是特殊時期的教學背景，也為化學教學提供了豐富的、有價值的學習情境、學習資源?；诳埂耙摺边^程中鮮活可感的真實化學素材，設計“抗‘疫中的化學力量”課程，通過了解與解決富有挑戰(zhàn)性的化學問題，學生構建知識、技能體系，感悟化學在疫情防控中的重要作用，培養(yǎng)解決生活、生產問題的責任擔當和關鍵能力。

關鍵詞：疫情 防控 消毒劑 化學課程

一、學習背景

2020年初，突如其來的新冠肺炎疫情讓全國人民措手不及。疫情之下，沒有局外人、身外事，科學防疫是每個人的責任和義務。在戰(zhàn)“疫”的過程中，化學知識不僅被應用于醫(yī)療科研，也體現在生活防疫的點滴，并且發(fā)揮著重要的作用。疫情既是特殊時期的教學背景，也為化學教學提供了豐富的、有價值的學習情境、學習資源。

二、學習內容

“抗‘疫中的化學力量”課程分為五個部分：化學視角下疫情的防與治、有效防護之消毒劑——84消毒液、有效防護之消毒劑——ClO2、有效防護之消毒劑——乙醇、有效防護之隔離材料。課程學習內容包括：（1）從化學的角度認識新型冠狀病毒，理解預防新型冠狀病毒的原理;（2）從化學的角度認識防疫物品——消毒劑，通過資料學習、問題討論、實驗探究、科學推理等方式，理解各類消毒劑的消毒原理及使用方法;（3）從化學的角度認識口罩等防護用品的原材料的獲取方法，認識化工產品聚丙烯在防疫中的重要作用;（4）了解科研人員研發(fā)84消毒液、治療新冠肺炎藥物的事跡。

三、學習目標

1.養(yǎng)成良好的生活習慣和理性、積極應對疫情的心態(tài)。

2.激發(fā)化學學習的熱情，培養(yǎng)科學精神與社會責任感。

3.了解疫情相關的化學知識，提升知識應用能力。

四、學習資源

學習資源包括：圖書《新型冠狀病毒肺炎預防手冊》，百度文庫的文章《84消毒液使用說明書》《二氧化氯泡騰片使用說明書》《有效氯的定義》《新型消毒劑二氧化氯》《醫(yī)用酒精使用說明書》，微信公眾號“環(huán)境問題觀察”的文章《什么樣的口罩能夠擋住冠狀病毒》《醫(yī)院丟棄的口罩是什么垃圾？》《隔離在家，為什么要多吃水果？》《新型冠狀病毒防控與各類化學消毒劑的安全使用》《中國能生產多少口罩？解析從石油到醫(yī)用口罩的制作流程》《重化工產品聚丙烯一次性“塑料”口罩，這次拯救了眾人》《為什么病毒喜寒怕熱？在化學家看來是一個非常簡單的問題》《為什么酒精能殺滅病毒而喝酒沒有用？》，視頻《84消毒液的由來》《84消毒液和潔廁靈一起使用會導致中毒？實驗解答》。

五、學習活動設計

（一）化學視角下疫情的防與治

1.初步認識新型冠狀病毒。

閱讀資料：《新型冠狀病毒肺炎預防手冊》《為什么病毒喜寒怕熱？在化學家看來是一個非常簡單的問題》。

交流討論：（1）新型冠狀病毒是什么樣的物質？（2）蛋白質有什么特性？（3）新型冠狀病毒為什么怕高溫、怕酒精？

由疫情暴發(fā)而產生的恐慌心理源自對病毒及疫情的不了解。本環(huán)節(jié)通過相關資料的學習，讓學生對新型冠狀病毒的預防有科學的認識，使學生面對疫情不恐慌，能夠理性、從容地應對。

2.了解防疫的可行性措施。

閱讀資料：《新型冠狀病毒防控與各類化學消毒劑的安全使用》《隔離在家，為什么要多吃水果？》。

交流討論：（1）含氯的消毒劑、過氧乙酸滅活病毒的原理是什么？（2）居家日常消毒選用什么樣的消毒劑比較合適？（3）出入公共場合怎樣防護最有效？（4）疫情期間開窗通風到底好不好？（5）維生素C有什么特性？服用維生素C真的能有效防疫嗎？

本環(huán)節(jié)旨在讓學生應用已有的化學知識來認識、理解防疫的可行性措施，養(yǎng)成良好的生活習慣。同時，激發(fā)學生對本課程的學習興趣。

3.撰寫“預防新冠肺炎”的短文。

語言表達能力是不少物化班學生的短板。撰寫“預防新冠肺炎”的短文，可訓練學生的語言組織與表達能力，同時讓學生為抗“疫”出謀劃策，激發(fā)學生的社會責任感。

（二）有效防護之消毒劑——84消毒液

1.認識84消毒液。

觀看視頻：《84消毒液的由來》。

本環(huán)節(jié)以北京地壇醫(yī)院科研工作者研發(fā)84消毒液（主要成分為NaClO）的故事為情境，突出化學學科的社會功能與責任，幫助學生樹立正確的人生觀、價值觀，激發(fā)學生探究84消毒液性質的熱情。

2.探究84消毒液的性質。

觀看視頻：《84消毒液和潔廁靈一起使用會導致中毒？實驗解答》;閱讀資料：《84消毒液使用說明書》。

交流討論：（1）熱水稀釋84消毒液會產生氯氣，是真的嗎？（2）84消毒液與酸性物質混合使用會產生氯氣，是真的嗎？（3）84消毒液與雙氧水（過氧化氫溶液）混合使用消毒效果會更好，是真的嗎？（4）84消毒液有很強的腐蝕性，能腐蝕金屬，是真的嗎？

活動探究：（1）取2 mL 84消毒液于試管中，加熱，用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗是否有氯氣產生;（2）向250 mL的礦泉水瓶中加入10 mL 84消毒液，將礦泉水瓶擠扁，再加入5 mL 6 mol·L-1的鹽酸，迅速擰緊瓶蓋，觀察現象;（3）向錐形瓶中加入5 mL 84消毒液，再加入5 mL 10%的過氧化氫溶液，用帶火星的木條檢驗產生的氣體;（4）用84消毒液腐蝕銅片、洗滌銀鏡。

本環(huán)節(jié)首先通過84消毒液與潔廁靈混合使用發(fā)生氯氣中毒事故的新聞報道，引發(fā)學生對84消毒液主要成分NaClO性質的思考;然后引導學生從物質類別和元素價態(tài)等角度認識NaClO的性質，推理84消毒液在不同介質中可能產生的行為變化，并設計實驗證實或證偽。本環(huán)節(jié)旨在讓學生在思辨和實證的過程中深化化學知識，感悟化學知識對人類科學使用化學制品、提高生活質量的重要作用。

3.了解保存、使用84消毒液的方法。

交流總結：（1）怎樣保存84消毒液？（2）使用84消毒液應注意什么？

本環(huán)節(jié)通過對84消毒液保存和使用方法的總結，幫助學生構建NaClO的知識體系，提升安全意識。

4.總結84消毒液的制取方法。

交流討論：（1）工業(yè)制取84消毒液有哪些方法？（2）怎樣獲取制取84消毒液的原料Cl2與NaOH？（3）如何以Cl2與NaOH為原料制取84消毒液？需要控制反應的溫度嗎？怎么控制？如何處理尾氣？（4）如何以漂白粉和純堿為原料制取84消毒液？（5）怎樣用飽和食鹽水制取84消毒液？

本環(huán)節(jié)以“84消毒液的制取”為主題，讓學生在應用原有知識解決新問題的過程中，溫故知新，構建知識間的內在聯系，提升解決實際問題的能力。

5.開展實驗探究。

對比實驗：（1）以青霉素瓶、針筒、淀粉碘化鉀試紙為器材，探究二氧化錳、高錳酸鉀、氯酸鉀、漂白粉與濃鹽酸生成Cl2的反應;（2）用9 V方形電池和鉛筆芯電解飽和食鹽水，并用鮮花瓣檢驗NaClO的生成。

本環(huán)節(jié)從實驗設計到實驗操作再到實驗結果，讓學生深度參與其中，體驗學習的快樂，有效提升學生的學習興趣，強化學生的實驗設計與創(chuàng)新能力。

（三）有效防護之消毒劑——ClO2

1.認識二氧化氯泡騰片。

演示實驗：向礦泉水瓶中加入100 mL水，將礦泉水瓶擠扁，再放入幾片二氧化氯泡騰片，迅速擰緊瓶蓋，觀察現象。

閱讀資料：《二氧化氯泡騰片使用說明書》《有效氯的定義》。

交流討論：（1）二氧化氯泡騰片溶于水后是如何生成ClO2的？（2）ClO2為什么能殺菌消毒？（3）二氧化氯泡騰片為什么不能口服？（4）ClO2為什么是一種廣譜高效的消毒劑？

本環(huán)節(jié)通過演示實驗，讓學生對ClO2產生感性的認識;通過對ClO2中氯元素的化合價的分析，讓學生學會從化學的角度認識ClO2的強氧化性;通過對“ClO2為什么是一種廣譜高效的消毒劑”的討論，讓學生掌握有效氯的計算。

2.探究ClO2的制取方法。

問題解決：（1）寫出由NaClO制取ClO2的三個反應方程式; （2）從綠色、環(huán)保的角度分析三種方法制取ClO2的優(yōu)缺點;（3）分析電解飽和食鹽水制取ClO2的反應原理。

本環(huán)節(jié)借助方程式的書寫，幫助學生構建書寫陌生氧化還原反應方式的模型;比較分析不同方法制取ClO2的優(yōu)缺點，讓學生認識到，在利用化學為人類創(chuàng)造美好物質的同時更要重視環(huán)境的保護。

3.討論ClO2消毒劑的優(yōu)缺點。

學習資料：《新型消毒劑二氧化氯》。

交流討論：（1）消毒自來水，Cl2與ClO2哪個更好？為什么？（2）ClO2在使用、儲存以及運輸的過程中有何缺陷？

本環(huán)節(jié)通過比較Cl2和ClO2消毒自來水的范圍與效果，讓學生認識ClO2消毒劑的優(yōu)點;再結合ClO2在使用過程中產生的問題，引發(fā)學生對“由ClO2制取新型含氯消毒劑NaClO2”的思考，升華學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的科學探究精神和創(chuàng)新意識。

4.探究用ClO2制取NaClO2的方法。

結合用ClO2制取NaClO2的實驗裝置，引發(fā)學生對實驗條件控制的思考，讓學生應用已有知識解決實際問題，提高學生解決問題的綜合能力。

（四）有效防護之消毒劑——乙醇

1.酒精的再認識。

學習資料：《醫(yī)用酒精使用說明書》、不當使用酒精引發(fā)安全事故的新聞報道。

課始，帶領學生認識酒精等可燃物的燃點以及在空氣中的爆炸極限，了解科學使用酒精的方法以及應對酒精著火突發(fā)事件的處理方法，提高安全與風險防控意識。

2.了解醫(yī)用酒精的消毒原理。

學習資料：《新型冠狀病毒防控與各類化學消毒劑的安全使用》《為什么酒精能殺滅病毒而喝酒沒有用？》。

交流討論：（1）為什么酒精能殺滅病毒？（2）酒精濃度越高，消毒效果越好嗎？（3）喝高度白酒能殺滅新型冠狀病毒嗎？（4）酒精和84消毒液混合使用，消毒效果會更好嗎？

本環(huán)節(jié)引導學生從細菌、病毒以及乙醇的分子結構等方面，認識酒精的消毒原理，理解75%體積分數的乙醇溶液是最佳的消毒酒精，培養(yǎng)學生從科學的角度理性思考與決策的意識。

3.探究乙醇的化學性質。

探究活動：（1）設計實驗驗證乙醇的還原性;（2）設計實驗檢驗乙醇催化氧化的產物乙醛;（3）查閱資料，分析84消毒液與酒精可能產生的反應與產物。

這里，設計并開展實驗探究，可幫助學生認識酒精中毒的化學原理，體會化學知識對人類健康美好生活的指引作用;研究酒精與84消毒液混合的情況，在學習與發(fā)現的過程中，培養(yǎng)學生的自主學習能力，激活學生的探究熱情。

（五）有效防護之隔離材料

1.口罩與病毒的防控。

學習資料：《什么樣的口罩能夠擋住冠狀病毒》《重化工產品聚丙烯一次性“塑料”口罩，這次拯救了眾人》。

本環(huán)節(jié)通過對氣溶膠與口罩的結構的相關知識的了解，使學生認識到科學防疫的有效途徑之一是“戴口罩”——口罩能有效阻斷病毒的傳播，感受化學工業(yè)在疫情防控中的重要貢獻。

2.知道口罩的主要材料——聚丙烯的合成過程。

學習資料：《中國能生產多少口罩？解析從石油到醫(yī)用口罩的制作流程》、人教版高中化學必修二中“石油的綜合利用”的相關內容。

交流討論：（1）石油是怎樣變成丙烯的？（2）石油的分餾、裂化、裂解都是化學變化嗎？（3）丙烯是如何變成聚丙烯的？（4）書寫工業(yè)合成聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙炔的方程式;（5）合成有機高分子的方法有哪些？

本環(huán)節(jié)從丙烯的來源到聚丙烯的合成，讓學生從化學的角度深度認識口罩等防疫物資的制作方法，突出化學工業(yè)在疫情防控中的重要作用，激發(fā)學生學好化學的熱情，培養(yǎng)學生的社會責任感。

3.了解口罩等廢棄物的處理方法。

學習資料：《醫(yī)院丟棄的口罩是什么垃圾？》。

交流討論：（1）疫情期間，口罩、防護服等廢棄物屬于什么垃圾？（2）如何處理口罩、防護服等廢棄物？

本環(huán)節(jié)通過對如何處理口罩等廢棄物的討論，讓學生懂得科學防控疫情要從自身做起，從小事做起，增強學生的責任、安全和環(huán)保意識。