施雪娟

摘要：疫情既是特殊時(shí)期的教學(xué)背景，也為化學(xué)教學(xué)提供了豐富的、有價(jià)值的學(xué)習(xí)情境、學(xué)習(xí)資源。基于抗“疫”過程中鮮活可感的真實(shí)化學(xué)素材，設(shè)計(jì)“抗‘疫中的化學(xué)力量”課程，通過了解與解決富有挑戰(zhàn)性的化學(xué)問題，學(xué)生構(gòu)建知識(shí)、技能體系，感悟化學(xué)在疫情防控中的重要作用，培養(yǎng)解決生活、生產(chǎn)問題的責(zé)任擔(dān)當(dāng)和關(guān)鍵能力。

關(guān)鍵詞：疫情 防控 消毒劑 化學(xué)課程

一、學(xué)習(xí)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(xué)防疫是每個(gè)人的責(zé)任和義務(wù)。在戰(zhàn)“疫”的過程中，化學(xué)知識(shí)不僅被應(yīng)用于醫(yī)療科研，也體現(xiàn)在生活防疫的點(diǎn)滴，并且發(fā)揮著重要的作用。疫情既是特殊時(shí)期的教學(xué)背景，也為化學(xué)教學(xué)提供了豐富的、有價(jià)值的學(xué)習(xí)情境、學(xué)習(xí)資源。

二、學(xué)習(xí)內(nèi)容

“抗‘疫中的化學(xué)力量”課程分為五個(gè)部分：化學(xué)視角下疫情的防與治、有效防護(hù)之消毒劑——84消毒液、有效防護(hù)之消毒劑——ClO2、有效防護(hù)之消毒劑——乙醇、有效防護(hù)之隔離材料。課程學(xué)習(xí)內(nèi)容包括：（1）從化學(xué)的角度認(rèn)識(shí)新型冠狀病毒，理解預(yù)防新型冠狀病毒的原理;（2）從化學(xué)的角度認(rèn)識(shí)防疫物品——消毒劑，通過資料學(xué)習(xí)、問題討論、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)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(xué)的角度認(rèn)識(shí)口罩等防護(hù)用品的原材料的獲取方法，認(rèn)識(shí)化工產(chǎn)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(xué)習(xí)目標(biāo)

1.養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣和理性、積極應(yīng)對(duì)疫情的心態(tài)。

2.激發(fā)化學(xué)學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任感。

3.了解疫情相關(guān)的化學(xué)知識(shí)，提升知識(shí)應(yīng)用能力。

四、學(xué)習(xí)資源

學(xué)習(xí)資源包括：圖書《新型冠狀病毒肺炎預(yù)防手冊(cè)》，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(hào)“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(xué)消毒劑的安全使用》《中國能生產(chǎn)多少口罩？解析從石油到醫(yī)用口罩的制作流程》《重化工產(chǎn)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(xué)家看來是一個(gè)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(huì)導(dǎo)致中毒？實(shí)驗(yàn)解答》。

五、學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)

（一）化學(xué)視角下疫情的防與治

1.初步認(rèn)識(shí)新型冠狀病毒。

閱讀資料：《新型冠狀病毒肺炎預(yù)防手冊(cè)》《為什么病毒喜寒怕熱？在化學(xué)家看來是一個(gè)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(zhì)？（2）蛋白質(zhì)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(chǎn)生的恐慌心理源自對(duì)病毒及疫情的不了解。本環(huán)節(jié)通過相關(guān)資料的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生對(duì)新型冠狀病毒的預(yù)防有科學(xué)的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生面對(duì)疫情不恐慌，能夠理性、從容地應(yīng)對(duì)。

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(xué)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(hù)最有效？（4）疫情期間開窗通風(fēng)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(xué)生應(yīng)用已有的化學(xué)知識(shí)來認(rèn)識(shí)、理解防疫的可行性措施，養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣。同時(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣。

3.撰寫“預(yù)防新冠肺炎”的短文。

語言表達(dá)能力是不少物化班學(xué)生的短板。撰寫“預(yù)防新冠肺炎”的短文，可訓(xùn)練學(xué)生的語言組織與表達(dá)能力，同時(shí)讓學(xué)生為抗“疫”出謀劃策，激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

（二）有效防護(hù)之消毒劑——84消毒液

1.認(rèn)識(shí)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(xué)學(xué)科的社會(huì)功能與責(zé)任，幫助學(xué)生樹立正確的人生觀、價(jià)值觀，激發(fā)學(xué)生探究84消毒液性質(zhì)的熱情。

2.探究84消毒液的性質(zhì)。

觀看視頻：《84消毒液和潔廁靈一起使用會(huì)導(dǎo)致中毒？實(shí)驗(yàn)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(huì)產(chǎn)生氯氣，是真的嗎？（2）84消毒液與酸性物質(zhì)混合使用會(huì)產(chǎn)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(huì)更好，是真的嗎？（4）84消毒液有很強(qiáng)的腐蝕性，能腐蝕金屬，是真的嗎？

活動(dòng)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(yàn)是否有氯氣產(chǎn)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(xiàn)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(yàn)產(chǎn)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(bào)道，引發(fā)學(xué)生對(duì)84消毒液主要成分NaClO性質(zhì)的思考;然后引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)等角度認(rèn)識(shí)NaClO的性質(zhì)，推理84消毒液在不同介質(zhì)中可能產(chǎn)生的行為變化，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)或證偽。本環(huán)節(jié)旨在讓學(xué)生在思辨和實(shí)證的過程中深化化學(xué)知識(shí)，感悟化學(xué)知識(shí)對(duì)人類科學(xué)使用化學(xué)制品、提高生活質(zhì)量的重要作用。

3.了解保存、使用84消毒液的方法。

交流總結(jié)：（1）怎樣保存84消毒液？（2）使用84消毒液應(yīng)注意什么？

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

4.總結(jié)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(yīng)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(xué)生在應(yīng)用原有知識(shí)解決新問題的過程中，溫故知新，構(gòu)建知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，提升解決實(shí)際問題的能力。

5.開展實(shí)驗(yàn)探究。

對(duì)比實(shí)驗(yàn)：（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(yīng);（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(yàn)NaClO的生成。

本環(huán)節(jié)從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)操作再到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，讓學(xué)生深度參與其中，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的快樂，有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力。

（三）有效防護(hù)之消毒劑——ClO2

1.認(rèn)識(shí)二氧化氯泡騰片。

演示實(shí)驗(yàn)：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(xiàn)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(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)ClO2產(chǎn)生感性的認(rèn)識(shí);通過對(duì)ClO2中氯元素的化合價(jià)的分析，讓學(xué)生學(xué)會(huì)從化學(xué)的角度認(rèn)識(shí)ClO2的強(qiáng)氧化性;通過對(duì)“ClO2為什么是一種廣譜高效的消毒劑”的討論，讓學(xué)生掌握有效氯的計(jì)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(gè)反應(yīng)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(diǎn);（3）分析電解飽和食鹽水制取ClO2的反應(yīng)原理。

本環(huán)節(jié)借助方程式的書寫，幫助學(xué)生構(gòu)建書寫陌生氧化還原反應(yīng)方式的模型;比較分析不同方法制取ClO2的優(yōu)缺點(diǎn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，在利用化學(xué)為人類創(chuàng)造美好物質(zhì)的同時(shí)更要重視環(huán)境的保護(hù)。

3.討論ClO2消毒劑的優(yōu)缺點(diǎn)。

學(xué)習(xí)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(gè)更好？為什么？（2）ClO2在使用、儲(chǔ)存以及運(yùn)輸?shù)倪^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(xué)生認(rèn)識(shí)ClO2消毒劑的優(yōu)點(diǎn);再結(jié)合ClO2在使用過程中產(chǎn)生的問題，引發(fā)學(xué)生對(duì)“由ClO2制取新型含氯消毒劑NaClO2”的思考，升華學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和創(chuàng)新意識(shí)。

4.探究用ClO2制取NaClO2的方法。

結(jié)合用ClO2制取NaClO2的實(shí)驗(yàn)裝置，引發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)條件控制的思考，讓學(xué)生應(yīng)用已有知識(shí)解決實(shí)際問題，提高學(xué)生解決問題的綜合能力。

（四）有效防護(hù)之消毒劑——乙醇

1.酒精的再認(rèn)識(shí)。

學(xué)習(xí)資料：《醫(yī)用酒精使用說明書》、不當(dāng)使用酒精引發(fā)安全事故的新聞報(bào)道。

課始，帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)酒精等可燃物的燃點(diǎn)以及在空氣中的爆炸極限，了解科學(xué)使用酒精的方法以及應(yīng)對(duì)酒精著火突發(fā)事件的處理方法，提高安全與風(fēng)險(xiǎn)防控意識(shí)。

2.了解醫(yī)用酒精的消毒原理。

學(xué)習(xí)資料：《新型冠狀病毒防控與各類化學(xué)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(huì)更好嗎？

本環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生從細(xì)菌、病毒以及乙醇的分子結(jié)構(gòu)等方面，認(rèn)識(shí)酒精的消毒原理，理解75%體積分?jǐn)?shù)的乙醇溶液是最佳的消毒酒精，培養(yǎng)學(xué)生從科學(xué)的角度理性思考與決策的意識(shí)。

3.探究乙醇的化學(xué)性質(zhì)。

探究活動(dòng)：（1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證乙醇的還原性;（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)乙醇催化氧化的產(chǎn)物乙醛;（3）查閱資料，分析84消毒液與酒精可能產(chǎn)生的反應(yīng)與產(chǎn)物。

這里，設(shè)計(jì)并開展實(shí)驗(yàn)探究，可幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)酒精中毒的化學(xué)原理，體會(huì)化學(xué)知識(shí)對(duì)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(xué)習(xí)與發(fā)現(xiàn)的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，激活學(xué)生的探究熱情。

（五）有效防護(hù)之隔離材料

1.口罩與病毒的防控。

學(xué)習(xí)資料：《什么樣的口罩能夠擋住冠狀病毒》《重化工產(chǎn)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(duì)氣溶膠與口罩的結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)的了解，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)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(xué)工業(yè)在疫情防控中的重要貢獻(xiàn)。

2.知道口罩的主要材料——聚丙烯的合成過程。

學(xué)習(xí)資料：《中國能生產(chǎn)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(xué)必修二中“石油的綜合利用”的相關(guān)內(nèi)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(xué)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(jī)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(xué)生從化學(xué)的角度深度認(rèn)識(shí)口罩等防疫物資的制作方法，突出化學(xué)工業(yè)在疫情防控中的重要作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)好化學(xué)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

3.了解口罩等廢棄物的處理方法。

學(xué)習(xí)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(hù)服等廢棄物屬于什么垃圾？（2）如何處理口罩、防護(hù)服等廢棄物？

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