“抗‘疫’中的化学力量”课程设计

施雪娟

摘要：疫情既是特殊时期的教学背景，也为化学教学提供了丰富的、有价值的学习情境、学习资源。基于抗“疫”过程中鲜活可感的真实化学素材，设计“抗‘疫中的化学力量”课程，通过了解与解决富有挑战性的化学问题，学生构建知识、技能体系，感悟化学在疫情防控中的重要作用，培养解决生活、生产问题的责任担当和关键能力。

关键词：疫情 防控 消毒剂 化学课程

一、学习背景

2020年初，突如其来的新冠肺炎疫情让全国人民措手不及。疫情之下，没有局外人、身外事，科学防疫是每个人的责任和义务。在战“疫”的过程中，化学知识不仅被应用于医疗科研，也体现在生活防疫的点滴，并且发挥着重要的作用。疫情既是特殊时期的教学背景，也为化学教学提供了丰富的、有价值的学习情境、学习资源。

二、学习内容

“抗‘疫中的化学力量”课程分为五个部分：化学视角下疫情的防与治、有效防护之消毒剂——84消毒液、有效防护之消毒剂——ClO2、有效防护之消毒剂——乙醇、有效防护之隔离材料。课程学习内容包括：（1）从化学的角度认识新型冠状病毒，理解预防新型冠状病毒的原理;（2）从化学的角度认识防疫物品——消毒剂，通过资料学习、问题讨论、实验探究、科学推理等方式，理解各类消毒剂的消毒原理及使用方法;（3）从化学的角度认识口罩等防护用品的原材料的获取方法，认识化工产品聚丙烯在防疫中的重要作用;（4）了解科研人员研发84消毒液、治疗新冠肺炎药物的事迹。

三、学习目标

1.養成良好的生活习惯和理性、积极应对疫情的心态。

2.激发化学学习的热情，培养科学精神与社会责任感。

3.了解疫情相关的化学知识，提升知识应用能力。

四、学习资源

学习资源包括：图书《新型冠状病毒肺炎预防手册》，百度文库的文章《84消毒液使用说明书》《二氧化氯泡腾片使用说明书》《有效氯的定义》《新型消毒剂二氧化氯》《医用酒精使用说明书》，微信公众号“环境问题观察”的文章《什么样的口罩能够挡住冠状病毒》《医院丢弃的口罩是什么垃圾？》《隔离在家，为什么要多吃水果？》《新型冠状病毒防控与各类化学消毒剂的安全使用》《中国能生产多少口罩？解析从石油到医用口罩的制作流程》《重化工产品聚丙烯一次性“塑料”口罩，这次拯救了众人》《为什么病毒喜寒怕热？在化学家看来是一个非常简单的问题》《为什么酒精能杀灭病毒而喝酒没有用？》，视频《84消毒液的由来》《84消毒液和洁厕灵一起使用会导致中毒？实验解答》。

五、学习活动设计

（一）化学视角下疫情的防与治

1.初步认识新型冠状病毒。

阅读资料：《新型冠状病毒肺炎预防手册》《为什么病毒喜寒怕热？在化学家看来是一个非常简单的问题》。

交流讨论：（1）新型冠状病毒是什么样的物质？（2）蛋白质有什么特性？（3）新型冠状病毒为什么怕高温、怕酒精？

由疫情暴发而产生的恐慌心理源自对病毒及疫情的不了解。本环节通过相关资料的学习，让学生对新型冠状病毒的预防有科学的认识，使学生面对疫情不恐慌，能够理性、从容地应对。

2.了解防疫的可行性措施。

阅读资料：《新型冠状病毒防控与各类化学消毒剂的安全使用》《隔离在家，为什么要多吃水果？》。

交流讨论：（1）含氯的消毒剂、过氧乙酸灭活病毒的原理是什么？（2）居家日常消毒选用什么样的消毒剂比较合适？（3）出入公共场合怎样防护最有效？（4）疫情期间开窗通风到底好不好？（5）维生素C有什么特性？服用维生素C真的能有效防疫吗？

本环节旨在让学生应用已有的化学知识来认识、理解防疫的可行性措施，养成良好的生活习惯。同时，激发学生对本课程的学习兴趣。

3.撰写“预防新冠肺炎”的短文。

语言表达能力是不少物化班学生的短板。撰写“预防新冠肺炎”的短文，可训练学生的语言组织与表达能力，同时让学生为抗“疫”出谋划策，激发学生的社会责任感。

（二）有效防护之消毒剂——84消毒液

1.认识84消毒液。

观看视频：《84消毒液的由来》。

本环节以北京地坛医院科研工作者研发84消毒液（主要成分为NaClO）的故事为情境，突出化学学科的社会功能与责任，帮助学生树立正确的人生观、价值观，激发学生探究84消毒液性质的热情。

2.探究84消毒液的性质。

观看视频：《84消毒液和洁厕灵一起使用会导致中毒？实验解答》;阅读资料：《84消毒液使用说明书》。

交流讨论：（1）热水稀释84消毒液会产生氯气，是真的吗？（2）84消毒液与酸性物质混合使用会产生氯气，是真的吗？（3）84消毒液与双氧水（过氧化氢溶液）混合使用消毒效果会更好，是真的吗？（4）84消毒液有很强的腐蚀性，能腐蚀金属，是真的吗？

活动探究：（1）取2 mL 84消毒液于试管中，加热，用湿润的淀粉碘化钾试纸检验是否有氯气产生;（2）向250 mL的矿泉水瓶中加入10 mL 84消毒液，将矿泉水瓶挤扁，再加入5 mL 6 mol·L-1的盐酸，迅速拧紧瓶盖，观察现象;（3）向锥形瓶中加入5 mL 84消毒液，再加入5 mL 10%的过氧化氢溶液，用带火星的木条检验产生的气体;（4）用84消毒液腐蚀铜片、洗涤银镜。

本环节首先通过84消毒液与洁厕灵混合使用发生氯气中毒事故的新闻报道，引发学生对84消毒液主要成分NaClO性质的思考;然后引导学生从物质类别和元素价态等角度认识NaClO的性质，推理84消毒液在不同介质中可能产生的行为变化，并设计实验证实或证伪。本环节旨在让学生在思辨和实证的过程中深化化学知识，感悟化学知识对人类科学使用化学制品、提高生活质量的重要作用。

3.了解保存、使用84消毒液的方法。

交流总结：（1）怎样保存84消毒液？（2）使用84消毒液应注意什么？

本环节通过对84消毒液保存和使用方法的总结，帮助学生构建NaClO的知识体系，提升安全意识。

4.总结84消毒液的制取方法。

交流讨论：（1）工业制取84消毒液有哪些方法？（2）怎样获取制取84消毒液的原料Cl2与NaOH？（3）如何以Cl2与NaOH为原料制取84消毒液？需要控制反应的温度吗？怎么控制？如何处理尾气？（4）如何以漂白粉和纯碱为原料制取84消毒液？（5）怎样用饱和食盐水制取84消毒液？

本环节以“84消毒液的制取”为主题，让学生在应用原有知识解决新问题的过程中，温故知新，构建知识间的内在联系，提升解决实际问题的能力。

5.开展实验探究。

对比实验：（1）以青霉素瓶、针筒、淀粉碘化钾试纸为器材，探究二氧化锰、高锰酸钾、氯酸钾、漂白粉与浓盐酸生成Cl2的反应;（2）用9 V方形电池和铅笔芯电解饱和食盐水，并用鲜花瓣检验NaClO的生成。

本环节从实验设计到实验操作再到实验结果，让学生深度参与其中，体验学习的快乐，有效提升学生的学习兴趣，强化学生的实验设计与创新能力。

（三）有效防护之消毒剂——ClO2

1.认识二氧化氯泡腾片。

演示实验：向矿泉水瓶中加入100 mL水，将矿泉水瓶挤扁，再放入几片二氧化氯泡腾片，迅速拧紧瓶盖，观察现象。

阅读资料：《二氧化氯泡腾片使用说明书》《有效氯的定义》。

交流讨论：（1）二氧化氯泡腾片溶于水后是如何生成ClO2的？（2）ClO2為什么能杀菌消毒？（3）二氧化氯泡腾片为什么不能口服？（4）ClO2为什么是一种广谱高效的消毒剂？

本环节通过演示实验，让学生对ClO2产生感性的认识;通过对ClO2中氯元素的化合价的分析，让学生学会从化学的角度认识ClO2的强氧化性;通过对“ClO2为什么是一种广谱高效的消毒剂”的讨论，让学生掌握有效氯的计算。

2.探究ClO2的制取方法。

问题解决：（1）写出由NaClO制取ClO2的三个反应方程式; （2）从绿色、环保的角度分析三种方法制取ClO2的优缺点;（3）分析电解饱和食盐水制取ClO2的反应原理。

本环节借助方程式的书写，帮助学生构建书写陌生氧化还原反应方式的模型;比较分析不同方法制取ClO2的优缺点，让学生认识到，在利用化学为人类创造美好物质的同时更要重视环境的保护。

3.讨论ClO2消毒剂的优缺点。

学习资料：《新型消毒剂二氧化氯》。

交流讨论：（1）消毒自来水，Cl2与ClO2哪个更好？为什么？（2）ClO2在使用、储存以及运输的过程中有何缺陷？

本环节通过比较Cl2和ClO2消毒自来水的范围与效果，让学生认识ClO2消毒剂的优点;再结合ClO2在使用过程中产生的问题，引发学生对“由ClO2制取新型含氯消毒剂NaClO2”的思考，升华学生的学习兴趣，培养学生的科学探究精神和创新意识。

4.探究用ClO2制取NaClO2的方法。

结合用ClO2制取NaClO2的实验装置，引发学生对实验条件控制的思考，让学生应用已有知识解决实际问题，提高学生解决问题的综合能力。

（四）有效防护之消毒剂——乙醇

1.酒精的再认识。

学习资料：《医用酒精使用说明书》、不当使用酒精引发安全事故的新闻报道。

课始，带领学生认识酒精等可燃物的燃点以及在空气中的爆炸极限，了解科学使用酒精的方法以及应对酒精着火突发事件的处理方法，提高安全与风险防控意识。

2.了解医用酒精的消毒原理。

学习资料：《新型冠状病毒防控与各类化学消毒剂的安全使用》《为什么酒精能杀灭病毒而喝酒没有用？》。

交流讨论：（1）为什么酒精能杀灭病毒？（2）酒精浓度越高，消毒效果越好吗？（3）喝高度白酒能杀灭新型冠状病毒吗？（4）酒精和84消毒液混合使用，消毒效果会更好吗？

本环节引导学生从细菌、病毒以及乙醇的分子结构等方面，认识酒精的消毒原理，理解75%体积分数的乙醇溶液是最佳的消毒酒精，培养学生从科学的角度理性思考与决策的意识。

3.探究乙醇的化学性质。

探究活动：（1）设计实验验证乙醇的还原性;（2）设计实验检验乙醇催化氧化的产物乙醛;（3）查阅资料，分析84消毒液与酒精可能产生的反应与产物。

这里，设计并开展实验探究，可帮助学生认识酒精中毒的化学原理，体会化学知识对人类健康美好生活的指引作用;研究酒精与84消毒液混合的情况，在学习与发现的过程中，培养学生的自主学习能力，激活学生的探究热情。

（五）有效防护之隔离材料

1.口罩与病毒的防控。

学习资料：《什么样的口罩能够挡住冠状病毒》《重化工产品聚丙烯一次性“塑料”口罩，这次拯救了众人》。

本环节通过对气溶胶与口罩的结构的相关知识的了解，使学生认识到科学防疫的有效途径之一是“戴口罩”——口罩能有效阻断病毒的传播，感受化学工业在疫情防控中的重要贡献。

2.知道口罩的主要材料——聚丙烯的合成过程。

学习资料：《中国能生产多少口罩？解析从石油到医用口罩的制作流程》、人教版高中化学必修二中“石油的综合利用”的相关内容。

交流讨论：（1）石油是怎样变成丙烯的？（2）石油的分馏、裂化、裂解都是化学变化吗？（3）丙烯是如何变成聚丙烯的？（4）书写工业合成聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙炔的方程式;（5）合成有机高分子的方法有哪些？

本环节从丙烯的来源到聚丙烯的合成，让学生从化学的角度深度认识口罩等防疫物资的制作方法，突出化学工业在疫情防控中的重要作用，激发学生学好化学的热情，培养学生的社会责任感。

3.了解口罩等废弃物的处理方法。

学习资料：《医院丢弃的口罩是什么垃圾？》。

交流讨论：（1）疫情期间，口罩、防护服等废弃物属于什么垃圾？（2）如何处理口罩、防护服等废弃物？

本环节通过对如何处理口罩等废弃物的讨论，让学生懂得科学防控疫情要从自身做起，从小事做起，增强学生的责任、安全和环保意识。