翁华怡 王文
[摘 要]综合实践活动是国家义务教育和普通高中课程方案规定的必修课程。以《着色剂、发色剂——使食品色泽更诱人》一课的教学为例,由高点击量的网络视频切入,针对天然色素开展综合实践活动。活动过程中,学生自主查阅资料,确定研究方向,设计研究方案,最后通过系列实验,探究了玫瑰花红色素的稳定性和着色能力。通过综合实践活动,学生形成了在实践操作中学习的意识,提高了综合解决问题的能力。
[关键词]综合实践活动;网红;玫瑰花红色素
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2018)26-0060-03
在苏教版《化学与生活》专题二第三单元《着色剂、發色剂——使食品色泽更诱人》的教学过程中,学生对色素特别感兴趣,因为色素与生活息息相关。教师在课堂上播放了某微博点赞总量达20万的视频,视频中某网红用从紫色葡萄皮中提取的色素染布,为自己做了一条葡萄紫色的连衣裙。观看完视频后,学生兴趣高涨,提出了各种问题。教师适时表扬学生善于发现和提出问题,并指导学生将问题转化为研究课题,开展相关主题的综合实践活动,体验研究的过程与方法。
综合实践活动是国家义务教育和普通高中课程方案规定的必修课程,与学科课程并列设置,是基础教育课程体系的重要组成部分。综合实践活动强调从学生的真实生活和发展需要出发,选择并确定活动主题,着力引导学生综合运用各学科课程所学知识,认识、分析、解决生活中的真实问题,提高学生的核心素养。
一、综合实践活动主题的确定
综合实践活动初期,学生不清楚研究的方向和内涵,不知道如何来计划和安排这种形式的学习,所以在开始阶段教师的指导尤为重要。首先,教师要尊重学生的自主选择;其次,教师要善于引导学生围绕活动主题,从特定角度切入,分析论证研究的意义、方法、可行性和合理性;最后,引导学生科学规划整个综合实践活动过程,制订具体活动目标及任务。
学生查阅整理资料得知,从葡萄皮中提取的色素为天然色素,属于花青素类色素。花青素主要存在于植物的花瓣和果实中,使植物呈现明亮的颜色,类似的还有天竺葵色素、飞燕草色素、玫瑰花红色素等。为了便于取材,学生选择研究颜色鲜艳,香味浓郁,在食品、化妆品等生活物品中应用广泛的玫瑰花红色素。
玫瑰花红色素可以探究的性质很多,究竟要探究什么,需要学生进行讨论、筛选和整合。学生基于已有的知识储备和困惑,决定探究玫瑰花红色素的稳定性和着色能力。
教师引导学生思考从哪些方面进行细化研究。一方面,可以结合生活常识提出研究主题;另一方面,引导学生查阅资料,结合实验室现有条件进行甄选。同时将大课题分解为若干小课题,组建课题组。课题组是进行综合实践活动的基本单位,由学生自主选择、自由组合。组内和组间的交流和讨论,可以促进课题的时间安排、责任分工、实施方法和路径选择更加务实和有效,不断优化完善方案。
二、综合实践活动过程
综合实践活动注重实践,这与化学核心素养中的“科学探究与创新意识”不谋而合,而实验探究是科学探究的重要途径。生动、鲜明、直观的实验现象以及意想不到的实验事实和实验结果,能有效激发学生的探究欲望,促进学生更深刻、全面地思考和探究问题。
1.玫瑰花红色素的提取
[实验1]取新鲜的玫瑰花瓣,撕成碎片放入保鲜袋,挤入柠檬汁,碾碎。随后用润湿的纱布包裹,挤出汁液,过滤待用。
[小结]学生通过查阅文献资料,了解到该色素易溶于水、乙醇、盐酸、柠檬酸等极性溶剂。日常食用的柠檬富含柠檬酸,有利于玫瑰花红色素的提取。该实验操作简便、实践性与重现性强。化学来源于生活,引导学生用生活中常见的物质设计实验,可提高学生学以致用的能力。
2.玫瑰花红色素稳定性探究
(1)pH对玫瑰花红色素的影响
[实验2]用盐酸和氢氧化钠配制pH为1~14的溶液,各取2mL于青霉素瓶中,分别加入10滴提取好的玫瑰花红色素,观察颜色变化情况。
[小结] pH对玫瑰花红色素影响较为明显:在酸性环境下,玫瑰花红色素更为稳定,并且pH越小,颜色越鲜艳;碱性环境对玫瑰花红色素具有破坏作用。因此,玫瑰花红色素更适宜在酸性环境中使用和保存。
(2)温度对玫瑰花红色素的影响
[实验3]取相同体积的玫瑰花红色素,分别置于40℃、50℃、60℃、80℃、100℃的恒温烘箱中保温1h,观察颜色的变化情况。
[小结]随着温度的升高,玫瑰花红色素溶液无明显颜色变化,表明该色素具有较好的耐热性,可以在食品加工过程中承受一般的热处理。
(3)常用添加剂对玫瑰花红色素的影响
[实验4]取6份相同体积的玫瑰花红色素,分别加入常用食品添加剂:食盐、蔗糖、淀粉、苯甲酸钠、山梨酸钾、没食子酸等,观察色素颜色的变化。其中防腐剂苯甲酸钠、山梨酸钾、没食子酸均以国标允许的最大值(1g/1kg)加入。
[小结]各种食品添加剂的加入对玫瑰花红色素的色、味影响较小,其中蔗糖的加入使得玫瑰花红色素提取液的清香更为浓郁。值得注意的是,随着食盐加入量的增大,玫瑰花红色素颜色逐渐加深。
(4)氧化剂、还原剂对玫瑰花红色素的影响
[实验5]取6份相同体积的玫瑰花红色素,分别加入不同的氧化剂或还原剂:H2O2、KMnO4、新制氯水、Na2S2O3、Vc、Na2SO3,观察色素颜色的变化情况。
[小结]加入三种氧化剂后,玫瑰花红色素均褪色,而加入还原剂后,大多能保持原来的颜色,表明该色素耐氧化性差。通过查阅文献资料发现,这与其结构有关。玫瑰花红色素属于花青素类色素,而花青素的发色基团中有不饱和双键,具有还原性。因此,玫瑰花红色素具有一定的保健功能,利用其还原性可以清除人体内的自由基,这是人工色素难以比拟的。据文献表明,花青素能和亚硫酸盐发生加成或缩合反应,生成另一种无色的化合物,使之褪色。因此玫瑰花红色素更适宜在还原性环境中使用,同时应避免与亚硫酸盐共用。
3.玫瑰花红色素着色力探究
(1)不同基质对玫瑰花红色素着色力的影响
[实验6]将滤纸、吸油纸、纱布、化妆棉浸入相同体积的玫瑰花红色素,晾干。样品放在室内保存,观察颜色变化情况。
[小结]玫瑰花红色素在不同基质上都有较好的着色力,并在短时间内具有较好的色牢度。但随着时间的推移,色素会逐渐被氧化而引起褪色,因此玫瑰花红色素在食品加工过程中应避免长时间存放。
(2)光照对玫瑰花红色素着色力的影響
[实验7]将两份纱布同时浸入相同体积的玫瑰花红色素中,一小时后取出,一份放在室外阳光下暴晒,另一份置于室内避光保存,作为参照。
[小结]短时间内,光照对玫瑰花红色素的影响并不大,表明该色素耐光性较好。但长时间照射,紫外线也会加速色素的分解。总体而言,在食品加工生产中无须避光生产,符合实用要求。
(3)水洗对玫瑰花红色素着色力的影响
[实验8]取两份相同体积的玫瑰花红色素,其中一份加入1g食盐,混合均匀后将两份纱布分别浸入不同提取液中一小时,取出晾干,进行多次水洗,观察颜色变化情况。
[小结]前3次水洗使玫瑰花红色素严重褪色,之后的水洗对色素影响较小,由此可见,玫瑰花红色素更适宜用于食品、化妆品的加工,不适宜用于染布等工艺。
(4)金属离子对玫瑰花红色素着色力的影响
[实验9]取相同体积的玫瑰花红色素,分别加入Na+、Ca2+、Al3+、Cu2+、Fe3+,观察颜色变化情况。
[小结] 虽然Na+、Ca2+对玫瑰花红色素影响较小,但NaCl和CaCl2会使色素颜色加深,因为溶液中Cl-浓度的增加,有利于氯化物黄锌盐朝生成的方向发展。Al3+对色素具有增色效应,而Cu2+、Fe3+对色素具有破坏作用。因此,玫瑰花红色素在使用过程中应注意金属离子的影响。
三、综合实践活动后的反思
在综合实践活动过程中,教师要进行有效指导,成为学生活动的组织者、参与者和促进者。在活动准备阶段,教师要充分结合学生经验,挖掘学生学习生活中的热点问题,如利用学生喜闻乐见的网络资源,为学生提供选择活动主题以及提出问题的机会。
在活动实施阶段,教师要侧重方法的指导。首先,教师要帮助学生找到合适的实践方式。例如,探究玫瑰花红色素稳定性和着色力时,引导学生讨论分析,最终选择了文献查阅及实验探究的活动方式。其次,教师要引导学生采用合适的实验方法。例如,影响玫瑰花红色素稳定性和着色力的因素有很多,引导学生采用控制变量法,通过对比实验,进行有目的的探究。最后,教师要指导学生及时记录实验结果,并对多组实验数据进行整合,形成完整的实验报告。
活动过程中,教师还要及时捕捉活动中学生动态生成的问题,组织学生就问题展开讨论,向着纵深方向不断深入,使综合实践课程形成体系。如探究玫瑰花红色素在不同pH环境下的显色情况,学生在实验中发现玫瑰花红色素在酸碱环境下的颜色变化具有可逆性。教师引导学生思考玫瑰花红色素是否可用作酸碱指示剂,这可作为新的课题进行后续研究。
在交流阶段,教师应引导学生采用多种形式呈现探究结果,如图表、视频等。同时,教师应鼓励学生相互交流,对活动过程和结果进行梳理。最后,教师还应启发学生对实践活动进行多角度反思。如,在这次课题研究活动中还有哪些需要改进的地方?通过这次课题研究,你学到了哪些新知识、新技能?如果下一次由你来主持一个课题,应该怎样组织研究活动?在这次课题研究活动中,你获得了哪些对生产生活有意义的结论?这样的反思过程会促进学生在一系列具体、繁杂的研究活动之后,冷静地审视自己的兴趣点、关注点和对未来发展的期望。
总之,综合实践活动课程对教师的专业要求较高,教师需要参与多种形式的培训和教研活动,以增加交流的机会和平台,实现自我学习和成长。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2017.
[2] 中华人民共和国教育部.中小学综合实践活动课程指导纲要[M].北京:人民教育出版,2017.
[3] 俞真蓉. 由“紫薯包变绿色”设计的一堂化学选修课[J]. 中学化学教学参考,2015(9):28-29.
(责任编辑 罗 艳)