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2014年第02期
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本案例来源于《对维生素C的探究》的教学设计(根据《趣味化学词典》中的“维生素C的简易测定法”改编)。该教学设计取材于生活,易于操作,步骤严谨,具有较强的科学性,适合于学生探究。于是我们将它作为一个科学探究课题,组织学生开展了丰富多彩的探究性学习活动。

一、探究目标

1知识目标:(1)增进对科学探究的理解;(2)了解维生素C对人体的重要作用;(3)练习物质的加热、溶液的配制、物质的分离、pH的测定等基本操作。

2能力目标:(1)提高实验操作能力;(2)发展科学探究能力。

3情感目标:(1)激发对科学探究的兴趣,体验科学探究的过程;(2)增强合作意识和师生之间的情感;(3)培养严谨求实的科学态度和实事求是的工作作风。

二、探究过程

1组织自学

在实施探究之前,我们根据学生的实际水平,设计了《对维生素C的探究》方案。打印多份后分发给每一位同学,让他们熟悉探究活动的每个环节,对如何进行探究性实验做到心中有数,并要求他们对该探究方案进行了讨论。同学们讨论的结果是基本上同意该探究方案,只是根据实际情况增加了辣椒汁、苹果汁、各种常见饮料等多种待测对象。

2材料准备

探究任务下达之后,同学们开始积极做准备。有的同学到药店买回了维生素C片剂(每片含量100mg,湖北华中药业有限公司生产);有的同学从家里带来了大白菜、青菜、辣椒、萝卜等蔬菜;有的同学带来了橘子、苹果、梨等水果及茶叶;有的同学带来了绿茶(统一绿茶,南昌统一企业有限公司生产)、第5橘子维C汽水(广州健力宝集团生产)、欢臣鲜橙味(北京惠怀饮品有限公司生产)、味爽(黄石新城民饮品厂生产)、矿泉水(杭州娃哈哈集团生产)等饮料。大家将这些材料集中到了实验室,实验所需仪器由实验室提供。同学们采取先切碎,后挤压的办法将蔬菜、水果的汁液榨取出来,静置,得到了较为澄清的液体,然后取之盛于洁净的试管中,备用。

3实施探究 (根据学生探究报告,稍有整理)

1)步骤

①制备维生素C简易测定液:先向一橘片爽罐头瓶中加入约1g淀粉,然后注入半瓶开水,充分振荡,静置冷却。取上层澄清液20mL于小烧杯中,滴加3滴碘酒,得到的蓝色液体即为维生素C简易测定液。

②制备维生素C清液:取2片维生素C片剂于小烧杯中,加入20mL蒸馏水,充分溶解。

③用编好序号的试管依次取待测液,并放在试管架上。

④测定维生素C清液的pH

⑤用简易测定液测维生素C清液中的维生素C含量及加热后的维生素C清液中的维生素C含量。

⑥用简易测定液测大白菜汁、青菜汁、辣椒汁、梨汁、苹果汁、橘子汁、茶叶泡汁、浓绿茶、健力宝、味汁、味爽、矿泉水等待测液中的维生素C含量。

⑦自由选择其他待测对象进行实验。

2)现象

①维生素C清液的酸碱度测定

 

黄色的pH试纸变为胭脂红色

 

维生素C呈酸性,pH大约34

②加热前后维生素C清液中维生素C含量的测定

 

未被加热过的维生素C清液

已被加热过的维生素C清液

现象

蓝色很快消失

呈微弱的蓝色

结论

含有较多量的维生素C

含有较少量的维生素C(加热破坏了大部分维生素C

③蔬菜、水果及饮料中的维生素C含量的测定

大白菜汁

青菜汁

辣椒汁

胡萝卜汁

 

橘子汁

苹果汁

泡茶汁

浓绿茶

健力宝

味爽

矿泉水

维生素C

清液

翠绿

翠绿

乳黄

淡黄

浅黄

浅褐

淡黄

淡黄

淡黄

淡黄

无色

滴加

测定

显色

蓝色慢慢消失

蓝色慢慢消失

蓝色迅速消失

蓝色缓慢消失

显淡蓝色

蓝色迅速消失

蓝色缓慢消失

蓝色迅速消失

蓝色迅速消失

蓝色迅速消失

显蓝色

显蓝色

显明显蓝色

蓝色迅速消失

结论

[维生素C含量]

较少

很少

富含

较少

富含

富含

富含

不含

不含

不含

自由选择的其他待测对象进行的实验,现象及结论(略)。

3)结论

维生素C是一种显酸性的物质,易溶于水,其饱和溶液的pH34之间。

长时间的高温加热可破坏维生素C

维生素C溶液能使蓝色的简易测定液褪色,而且浓度越大,褪色越快。

④一些蔬菜、水果及饮料中含有较为丰富的维生素C。多食用这些物质能够补充人体正常生理活动所需要的维生素C

4)讨论

①本实验较难的问题有两个:一是加热前后维生素C清液中维生素C的含量测定的比较实验,现象不太明显。主要原因是加热时间过短和维生素C浓度过大。解决的办法是将维生素C清液进行稀释并将加热时间控制在5min以上;二是蔬菜、水果澄清的鲜较麻烦,榨取鲜汁后,要静置较长时间才能得到较为澄清的液体 (用离心器可解决这一问题,但学校不具备条件)。

胃酸过多的病人不宜多服维生素C,因为维生素C具有较强的酸性,可能会加重病人的痛苦。由于辣椒、柑橘这类蔬菜水果中富含维生素C,胃酸过多的病人不宜多吃。

由于高温对维生素C有破坏作用,所以在锅中炒鲜蔬菜时,时间不宜过长。

④实验过程中,待测液本身的颜色对实验的干扰很大。特别是那些富含叶绿素的绿叶类的汁液,对实验的干扰更大。以上实验可能因颜色的干扰,结论不一定准确。

5)拓展

为了验证实验结果和了解更多的维生素C的知识,同学们还想方设法地查阅了各种资料,如有的同学查阅了初一生物课本附页及《实用乡村医生手册》等资料,并做了摘录:

①维生素C缺乏病的防治

【维生素C的日需量和来源】日需量:婴儿 35mg,儿童少年 45mg,成人 50-60mg。来源:优质来源有水果和有叶蔬菜,补充来源有抗坏血酸。

【坏血病的防治】坏血病因缺乏维生素C所致。本病早期表现为体重下陷入降,疲乏,肌肉关节疼痛,皮下渗血,易骨折,伤口难愈合,齿龈疼痛出血。后期表现为齿龈肿胀、海绵状出血、溃烂,牙齿松动,骨骼畸形易弯,全身内出血、大片青肿,关节增大 、疼痛,病人随时有猝死危险。婴儿发生坏血病时因害怕触摸引起的疼痛常蜷缩,卧床时常取体姿势(仰卧,大腿分开,两腿在膝盖处屈曲)。

【治疗】症状消除前每天注射维生素C 4次,每次250mg,症状改善后改为口服。

②几种常见粮食、蔬菜、水果中的维生素C含量(每100g),  单位:mg

白米

面粉

大豆

花生

葡萄

柿子

香蕉

蘑菇

苹果

鲜桃

猪肝

猪肉

牛乳

0

0

0

0

25

66

8

3

1

4

7

20

0

1.5

5

绿豆芽

大白菜

黄瓜

茄子

洋葱

青椒

菠菜

番茄

冬瓜

胡萝卜

生芹菜

生菜花

 

27

20

28

56

9

5

32

62

32

19

18

16

9

78

 

(以上数据可能因测定的对象不同,不同的资料中所列举的数值有些不同,个别物质差别较大。)

三、收获与体会

1探究性学习是一种较高层次的学习方式,一般学生不具备独立选择探究课题的能力。所以,作为教师应帮助学生选择一些便于开展探究的素材,让学生进行科学探究,这对提高学生的探究兴趣和探究能力是很有必要的。

2本次探究活动基本上达到了预期的目的,特别是对于提高学生的实验操作能力和探究兴趣方面受益最大。也给学生们提供了自主学习、合作学习的空间。很多学生表示,将继续用此方法测定更多种类的蔬菜、水果及饮料中的维生素C的含量。

3这种形式的探究活动加深了学生对探究性学习认识,部分学生能够根据此模式选择探究课题、设计探究方案、实施探究过程。

4这种学习方式突破了教室、书本的限制,把多学科知识融合起来,让学生真正体会到了理论联系实际的重要性。