资源简介

《跨学科实践活动7 探究溶液酸碱性对紫甘蓝颜色的影响》
教学设计
一、教学基本信息
课题：探究溶液酸碱性对紫甘蓝颜色的影响（沪教版九年级下册）
课时：2课时
核心素养聚焦：化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任
二、教学目标
化学观念：通过实验探究，认识紫甘蓝色素（花青素）作为天然酸碱指示剂的特性，理解溶液酸碱性对色素颜色的影响规律；建立“物质的性质决定其用途”的观念，明确天然指示剂与化学检验的内在联系。
科学思维：通过对比紫甘蓝色素在不同酸碱性溶液中的颜色变化，培养比较、归纳与逻辑推理能力；能分析实验现象背后的本质（色素与溶液中氢离子、氢氧根离子的相互作用），发展“证据推理”与“模型认知”素养。
科学探究与实践：通过分组实验，掌握植物色素的提取方法（研磨、酒精浸泡、过滤），学会自制紫甘蓝试纸并用于检验溶液酸碱性；能设计对照实验探究变量（如酒精浓度、浸泡时间）对色素提取的影响，提升实验操作与方案设计能力。
科学态度与责任：通过跨学科实践活动，感受化学与生物、技术的融合价值，培养创新意识；认识天然指示剂在生活中的应用（如检测厨房清洁剂酸碱性），树立“化学服务生活”的责任感；通过规范实验操作，养成严谨、安全的实验习惯。
三、教学重难点
重点：紫甘蓝色素的提取方法；紫甘蓝色素在不同酸碱性溶液中的颜色变化规律；自制紫甘蓝试纸的制作与使用。
难点：跨学科思维的整合（化学酸碱性知识与生物色素提取、技术试纸制作的关联）；实验变量的控制（如酒精用量、浸泡时间对色素提取的影响）；色素变色本质的初步理解。
四、教学准备
教师：新鲜紫甘蓝、无水酒精（或75%医用酒精）、稀盐酸、白醋、蒸馏水、纯碱溶液、澄清石灰水、未知酸碱性溶液（如食盐水、果汁、肥皂水）；研钵、烧杯、漏斗、滤纸、玻璃棒、胶头滴管、白色点滴板、培养皿、剪刀、吸水纸、镊子；植物色素提取科普视频、跨学科实验操作规范视频、不同植物色素变色实例图片；安全预案（强调酒精易燃，需远离火源；实验废液需分类回收）。
学生：预习教材活动内容，回顾溶液酸碱性检验、过滤操作等化学知识，了解植物含有色素的生物常识；准备实验记录本、小组合作分工表，可自带少量其他植物叶片（如牵牛花、玫瑰花）用于拓展探究。
五、教学过程
第一课时：紫甘蓝色素的提取与酸碱性影响探究
情境导入（5分钟）
教师活动：展示紫甘蓝在不同溶液中变色的图片（如酸性溶液中变红、碱性溶液中变绿），提问：“我们学过用石蕊、酚酞检验溶液酸碱性，生活中有没有天然的‘酸碱指示剂’？紫甘蓝色素能像石蕊一样检验酸碱性吗？如何提取这种色素？”
学生活动：观察图片，结合生物知识（植物含有色素），讨论天然指示剂的可能性，明确实验任务。
设计意图：从生活现象切入，激发探究兴趣，引出跨学科实践主题。
实验探究一：紫甘蓝色素的提取（20分钟）
教师活动：演示色素提取步骤：①将紫甘蓝叶片撕碎，放入研钵中研磨；②加入适量酒精浸泡10分钟；③用纱布或滤纸过滤，收集紫色提取液。强调控制变量（如酒精用量、浸泡时间需统一）。
学生活动：分组操作，记录提取过程中的现象（如研磨后叶片变碎、酒精浸泡后溶液呈紫色），讨论“为什么用酒精而不用水提取色素”（色素在酒精中溶解度更高）。
设计意图：通过实践操作，掌握植物色素提取方法，培养“科学探究与实践”素养，理解生物知识与化学实验的融合。
实验探究二：溶液酸碱性对色素颜色的影响（15分钟）
教师活动：指导学生在白色点滴板的孔穴中分别加入稀盐酸、白醋、蒸馏水、纯碱溶液、澄清石灰水，再各滴加5滴紫甘蓝提取液，观察颜色变化。
学生活动：记录现象（稀盐酸、白醋中变红，蒸馏水中呈紫色，纯碱溶液、澄清石灰水中变绿），归纳“酸性溶液使色素变红，碱性溶液使色素变绿，中性溶液呈紫色”的规律。
设计意图：通过对照实验，培养比较与归纳能力，建立“溶液酸碱性影响色素颜色”的化学观念。
课堂小结（5分钟）
小结：回顾色素提取方法与颜色变化规律，强调实验变量控制的重要性。
作业：整理实验报告，思考“不同植物（如牵牛花、玫瑰花）的色素是否也有类似变色规律”。
第二课时：自制紫甘蓝试纸与跨学科应用
复习导入（5分钟）
教师活动：提问：“紫甘蓝色素能检验溶液酸碱性，但液体指示剂携带不便，如何将其制成试纸？试纸制作需要注意哪些问题？”
学生活动：结合预习知识，讨论试纸制作步骤（如滤纸浸泡、晾干方法）。
设计意图：衔接旧知，引出新知，明确学习目标。
实验探究三：自制紫甘蓝试纸（20分钟）
模块一：试纸制作与色卡绘制
教师活动：指导学生将滤纸剪成长条，浸入紫甘蓝提取液中，取出后用吸水纸吸干多余液体，晾干。再用玻璃棒蘸取不同酸碱性的标准溶液（如pH=2的稀盐酸、pH=7的蒸馏水、pH=10的纯碱溶液），滴在试纸上，记录颜色变化，绘制“pH-颜色”色卡。
学生活动：分组制作试纸，绘制色卡（如pH<7时试纸变红，pH=7时呈紫色，pH>7时变绿），讨论“试纸晾干时为何不能暴晒”（高温可能破坏色素结构）。
设计意图：通过技术实践，培养“科学探究与实践”素养，理解试纸制作的原理与规范。
模块二：试纸的应用与对比
教师活动：提供未知酸碱性溶液（如食盐水、果汁、肥皂水），指导学生用自制试纸检验，并与市售pH试纸的检验结果对比。
学生活动：记录两种试纸的颜色变化，分析差异（如自制试纸颜色变化范围较窄，市售试纸更精确），讨论“自制试纸的优缺点”（优点是材料易得、环保，缺点是精度较低）。
设计意图：通过对比实验，培养“科学思维”中的批判性思维，理解技术应用的局限性。
跨学科拓展与总结（15分钟）
模块一：生活中的应用
教师活动：展示蝶豆花茶加柠檬汁变色的视频（酸性使色素变紫），提问：“天然指示剂在生活中还有哪些应用？如何利用紫甘蓝试纸检测厨房清洁剂的酸碱性？”
学生活动：讨论天然指示剂在饮品制作、清洁剂检测中的应用，设计家庭小实验（如用紫甘蓝试纸检验洗洁精、牙膏的酸碱性）。
设计意图：渗透“科学态度与责任”素养，感受化学与生活的紧密联系。
模块二：总结与反思
教师活动：引导学生回顾跨学科实践过程，提问：“本次活动中，化学、生物、技术知识是如何融合的？实验中遇到哪些困难？如何改进？”
学生活动：分享实验体会（如生物知识帮助理解色素提取，技术知识指导试纸制作），提出改进建议（如优化酒精浓度、延长浸泡时间以提高色素浓度）。
设计意图：培养反思与总结能力，强化跨学科思维的整合。
六、板书设计
跨学科实践活动7 探究溶液酸碱性对紫甘蓝颜色的影响
色素提取：研磨→酒精浸泡→过滤（生物+化学）
颜色变化规律：酸性→红色、中性→紫色、碱性→绿色
试纸制作：滤纸浸泡→晾干→绘制色卡（技术）
应用：检验溶液酸碱性、生活检测（化学服务生活）
七、教学反思
成功之处：跨学科融合设计有效整合化学、生物、技术知识，学生通过“做中学、创中学”深入理解溶液酸碱性；自制试纸环节培养了创新意识与实践能力。
改进方向：可增加开放性任务（如探究温度对色素变色的影响），进一步提升学生的科学探究能力；对基础薄弱学生，可提供更详细的实验操作指导，确保全员参与。

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