作者简介
林建芬，教育学硕士，是深圳市张海银教育科研专家工作室成员之；年出生，籍贯广东揭阳，先后在揭阳一中、华南师范大学完成高中、本硕学业，年7月毕业后于深圳市龙岗区兰陵学校担任化学科组长。刚工作2年，教科研成果有：4个国家专利+1篇SCI论文+1本专著+30篇教学论文+5个省市级立项课题。
基于文献统计和教材比较视角确立与分析高中化学“胶体”教学
林建芬
（深圳市龙岗区兰陵学校广东深圳）
摘要：以高中化学必修1“胶体”为例，教师应该基于文献统计和教材比较的双重视角，分析三个版本及20篇教学论文，确立教学问题并寻求解决途径。文献统计时从知识呈现顺序、问题情境设置、学生活动和教学例证素材进行研究，对落实分类观、变化观等学科思想、确定胶体聚沉、电泳、渗析现象的教学要求及选择例证素材促进学生理解胶体本质3个方面解答教学问题。教材比较时从章节标题、知识顺序、导入、教学内容、应用拓展等角度建议教师选择优化设计的教学内容与学生任务。
关键词：胶体；分散系；文献统计；教材比较
研究背景
胶体是高中化学必修模块中的重要知识，与初中所学的溶液、浊液均属于“分散系”；但胶体知识是研究某种物质在不同聚集状态下呈现的特有性质，这也是学生基于分类思想来研究物质的新切入点，对学生分类观、微粒观、变化观的建立和发展起到重要促进作用，在学生的化学学习和认知发展上具有重要的教学功能及丰富的研究价值。
胶体是高中必修模块中的重要课题，多数中学教师经常选择该课题来实施学生科学探究活动，并已设计和实践出一些较好的课例，但在具体教学策略、情境设计等方面研究较多，缺乏对存在的教学问题进行必要的剖析反思，导致较难有针对性地提高教学效果。因此，针对胶体教学内容确立教学问题并寻求解决途径，对提高课堂教学的有效性具有重要意义。基于此，本文通过探讨胶体的教学研究现状、确立胶体的教学问题、提供胶体教学改进和优化的建议，以期为一线教师进行备课研究及课堂教学提供参考意见。
基于文献统计分析确立“胶体”教学问题
钻研教学案例是开展文献研究过程中的重要环节。在中国知网CNKI上以“胶体”、“分散系”等为关键词搜索到20篇近期较有代表性的教学论文[1-20]，包括教学设计的文本资料和教学现场的文字实录，能够呈现具体、典型且含真实问题情境的实际教学过程。在反复通读文献后，从知识呈现顺序、问题情境设置、学生活动和教学例证素材等方面对教学案例进行深入分析，发现其中存在的差异与不足，分析确立“胶体”的教学问题。
从知识呈现顺序的角度分析，在20份教学案例中，有16份案例(占80%)中教师采取了演绎方法：介绍分散系概念及分类→从分散质粒径比较胶体、溶液、浊液→制备Fe(OH)3胶体→丁达尔效应及其原理→胶体的其他性质及应用，引导学生基于分类思想来研究物质的性质及变化原因；有4份(占20%)采取了归纳方法：先从胶体、溶液、浊液的形成过程归纳分散系的概念→从分散质粒径分析丁达尔效应的原理→从生活实例归纳出胶体相关性质→从具体物质归纳出分散系的9种分类及依据。由此可看出2种取向的教学观：(1)强调分散系的分类、胶体的概念、性质及应用等具体知识的教学观；(2)强调从分类角度研究物质性质等学科思想方法的教学观，强调胶体与分散系的关系，落实分类观、变化观和微粒观。
从问题情境与学生活动的角度分析，20份案例呈现如下特点：(1)当给出生活中胶体、溶液、浊液相关实例和分散质粒径范围后，教师往往会提出“这3者分别是什么物质分散到另一种物质中呢？”、“这3者的稳定性如何”、“能否采用过滤方法区分胶体和溶液”这类问题，让学生从本质上理解3者性质差异是由于分散质粒径不同引起的；(2)教师一般还会基于实验情境组织教学过程：“探究FeCl3固体分别分散在冷水、沸水和NaOH溶液中的现象差异”、“如何解释胶体的丁达尔效应”、“渗析法分离胶体和溶液的原理是什么”，进而让学生按分散质粒径大小对分散系进行分类，认识到聚集状态对物质性质的影响;(3)教师也会基于生活情境设计问题，要求学生利用胶体相关知识解释自然现象或生活生产问题，如解释卤水点豆腐、胶体净水、FeCl3稀溶液止血、河海交接处三角洲的形成等，让学生在真实问题情境中理解胶体的组成、性质及用途间的联系。但关于胶体聚沉、渗析、电泳现象的教学深度不一，其教学要求是什么，值得进一步探讨。
从教学例证素材角度来看，按照教学环节进行分析：(1)导入环节:有15份案例选择复习溶液和浊液知识(以盐水、泥水为例)作为导入，引出分散系的概念和分类，在给出分散质粒径范围后导出胶体概念；有3份案例选择列举生活中常见分散系实例，并从分散质、分散剂状态对分散系进行归类和举例，重点以液态分散剂为例导出胶体概念；有1份案例选择纳米材料导入，基于纳米尺度引出胶体概念；有1份案例选择丁达尔效应的发现史引出胶体概念;(2)实验探究环节：有16份案例选择“制备Fe(OH)3胶体”的探究活动来讲授胶体的丁达尔效应；有3份案例选择“NaCl固体在酒精中分散”的探究实验来讲授胶体的形成与本质；有1份案例选择“提纯混有NaCl杂质的淀粉胶体”的探究活动来讲授胶体的形成条件、丁达尔效应及渗析现象；(3)课堂小结环节：有14份案例选择“胶体的应用”结尾，引导学生运用化学知识解决生活中相关问题；有2份案例选择“溶液、胶体、浊液的联系及转化”做结尾，升华分类观、变化观的学科思想；有4份案例选择“纳米材料”等学科前沿资讯做结尾。纵观20份教学案例，教师选择不同的例证素材，重点讲授胶体的制备及利用丁达尔效应鉴别溶液与胶体，但可能让学生在初学阶段建立起“胶体的本质是有丁达尔效应”的迷思概念，而未能认识胶体的本质；如何选取教学例证素材促进学生认知发展，值得进一步探讨。
通过从不同角度对文献案例的分析，现有教学中具有差异性的方面往往存在一定的教学问题。如通过知识呈现顺序角度可确立“胶体知识教学过程如何落实分类观、变化观等学科思想”；通过问题情境及学生活动角度可确定“胶体聚沉、电泳、渗析现象的教学要求是什么”；通过教学素材例证角度可确立“选择怎样的例证更有利于学生理解胶体的本质”。
基于教材比较分析确立“胶体”教学问题
教材是教师备课研究和教学实践的重要依据。通过比较我国现有的3套高中化学教科书[21-23]必修模块中“胶体”在内容选取和组织呈现上的差异，分析确立胶体教学的相关问题。
从内容呈现形式来看，人教版先阐释分散系的定义及分类，再以液态分散系为例，按分散质粒径大小将分散系分为溶液、胶体和浊液，并通过“科学探究”探讨胶体的丁达尔效应及形成原因，最后通过“科学视野”拓展介绍胶体的电泳、聚沉现象；鲁科版通过“联想·质疑”中呈现的丁达尔现象引出分散系、胶体的概念，并阐释胶体的丁达尔效应、电泳和聚沉现象，最后通过“知识点击”介绍胶体与渗析；苏教版通过举例直接给出分散系、胶体的概念，通过“活动与探究”介绍胶体的净水功能，最后通过“资料卡”简单描述胶体的应用。可见3套教材：(1)都强调分散系的概念及分类,但介绍丁达尔效应所选用的例证素材不同，人教版和苏教版都通过比较光束通过CuSO4溶液与Fe(OH)3胶体时的现象差异引出鉴别方法，鲁科版通过比较光束通过盐酸、Fe(OH)3胶体和AgI胶体时的现象引出丁达尔现象;(2)胶体的电泳、聚沉和渗析的教学要求不一：鲁科版中胶体的丁达尔效应、电泳和聚沉现象以主体知识形式呈现，渗析则作为拓展了解；人教版通过实验探究Fe(OH)3胶体的制备，并介绍胶体的聚沉、电泳现象及应用；而苏教版仅以资料卡形式介绍胶体的应用，如表1所示。
表1三种版本教材中必修模块“胶体”知识呈现差异
版本
章标题
节标题
知识顺序
人教版
化学物质及其反应
分散系及其分类
分散系(概念及分类)→胶体(粒径范围)→Fe(OH)3胶体的制备(实验探究)→丁达尔效应(成因)→溶液与胶体的鉴别方法→胶体化学与纳米材料→胶体的电泳、聚沉现象(科学视野)
苏教版
丰富多彩的化学物质
物质的分散系
分散系(概念及分类)→胶体(粒径范围)→探究Fe(OH)3胶体的制备与净水功能(实验探究)→如何鉴别溶液与胶体→胶体的应用(资料卡)
鲁科版
元素与物质世界
一种重要的混合物——胶体
生活中的丁达尔现象→分散系(概念及分类)→胶体(粒径范围)→胶体的丁达尔现象、电泳现象及聚沉现象(实验图片呈现+形成原因+应用实例)→胶体的应用→胶体与渗析(知识点击)
表2三种版本教材中“胶体”知识呈现差异的对比分析
版本
导入
教学内容
应用拓展
人教版
分散系→分散质→分散剂→9种分散系→3种液态分散系(浊液、胶体、溶液)→胶体(概念、粒径)
溶液、胶体、浊液比较→制备Fe(OH)3胶体→用激光笔照射CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体→丁达尔效应及原理→过滤Fe(OH)3胶体与泥沙水
(1)制备纳米材料；
(2)介稳性及应用；
(3)电泳、聚沉现象及其原理；
(4)胶体的净水作用。
苏教版
混合物实例→分散质→分散剂→3种分散系(浊液、胶体、溶液)→胶体(概念、粒径)
胶体与溶液性质差异的比较：用激光笔鉴别CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体→Fe(OH)3胶体的净水作用及原理
(1)胶体的净水作用；
(2)工业生产；
(3)医学药剂应用；
(4)纳米材料领域。
鲁科版
生活中丁达尔效应实例→混合物→分散质→分散剂→3种分散系(溶液、浊液、胶体)→胶体
丁达尔效应及成因(用激光笔照射盐酸、Fe(OH)3胶体及AgI胶体)→Fe(OH)3胶体的电泳现象及原理→胶体的聚沉现象及成因→胶体的应用→胶体与渗析
(1)电泳电镀原理；
(2)制豆腐、果冻等；
(3)渗析及其原理：膜分离-渗析技术在生活生产中的应用。
结合表2分析，胶体知识呈现差异主要体现在：(1)导入部分引入胶体概念所用的逻辑顺序不同，人教版和苏教版注重与初中已学的溶液、浊液对比，鲁科版偏向于从生活中的丁达尔效应引入胶体概念；(2)教学内容选择上，三个版本教材都有Fe(OH)3胶体制备与性质实验，渗透丁达尔效应与胶体粒径、表面积特点，但鲁科版深度研究了胶体的聚沉与渗析；(3)应用拓展部分，三个版本教材都介绍胶体在日常生活、纳米材料和医药领域的应用，注重STSE(科学-技术-社会-环境)理念的身体，其中鲁科版更突出学生动手探究活动。
再从胶体、丁达尔效应、胶体制备和例证素材4方面对3套教材的差异进行具体分析：
(1)介绍“胶体”所选取的内容：苏教版仅介绍了胶体概念，通过“活动与探究”栏目中实验1介绍用激光笔鉴别胶体和溶液的方法，未阐释其原理是丁达尔效应；实验2介绍Fe(OH)3胶体的净水功能，但未提及胶体的电泳、聚沉、渗析等现象；而人教版和鲁科版则较详细地介绍了“胶体”的组成、性质和应用，这是因为胶体作为一类重要的混合物，因其具有特殊性质在生产生活中广泛应用，且促使学生把研究物质世界的视角从纯净物转向混合物。
(2)介绍“丁达尔效应”所选取的例证素材：苏教版并未出现“丁达尔效应”概念，但提及用激光笔鉴别CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体的实验；人教版阐释了激光笔照射CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体的现象差异及其原理，从现象产生原理的角度定义丁达尔效应；鲁科版呈现可见光束照射盐酸、Fe(OH)3胶体的现象差异，从直观实验现象的角度定义丁达尔效应，选择无色溶液(盐酸)还可避免出现CuSO4溶液因呈蓝色会吸收可见光导致未出现“光亮通路”的现象偏差。在实际教学中，教师要根据学生认知水平选择恰当定义方式进行“丁达尔效应”的教学：学生通过物理科的学习，已对光的散射原理有一定了解，则可采用人教版中“原理式”的定义，否则宜采用鲁科版中“现象式”的定义；教师在“丁达尔效应”的例证素材上建议将蓝色CuSO4溶液换成蓝色及绿色以外的溶液，以遵循科学研究的严谨性和规范性。
(3)介绍“Fe(OH)3胶体制备”的内容：苏教版中并没有介绍Fe(OH)3胶体的制备方法，人教版中将“Fe(OH)3胶体的制备”编排在胶体与溶液、浊液性质对比的实验之后，体现了基于“制备-结构-性质-用途”学科思想研究物质的思路。而鲁科版中，则将胶体制备的内容编排在练习题中，强调知识应用与学科思维能力的培养，如表3所示。
表3三种版本教材中“Fe(OH)3胶体制备”的呈现方式对比
版本
“Fe(OH)3胶体制备”内容呈现方式
人教版
在“科学探究”栏目中，实验1介绍Fe(OH)3胶体制备的操作，与实验2鉴别溶液和胶体、实验3比较浊液与胶体相关
苏教版
未提及Fe(OH)3胶体的制备但提及Fe(OH)3胶体的净水功能。
鲁科版
在“练习与活动”中介绍Fe(OH)3胶体制备的步骤及实验原理，并提问：“在实验过程中边滴加边用玻璃板搅拌，最后没有制得胶体，反而出现了浑浊；向烧杯中一次加入大量的FeCl3溶液，也没有制得胶体，请你帮他们分析原因”。
(4)阐释“胶体的应用”所选取的例证素材：苏教版多数是介绍胶体在国防科技、医药制备、工业生产上的应用情况，除了胶体净水功能这一案例，其他例证素材与日常生活的联系不紧密；而人教版和鲁科版选取的例证素材相对而言比较贴近学生已有的生活经历和体验，如豆浆、牛奶、果冻、洗涤剂、制备豆腐、制造墨水等，让学生感受到化学与生活生产的联系，学会从学科角度出发运用化学知识解释生活中的化学问题，如表4所示。
表4三种教材中阐释“胶体的应用”所选取的例证素材
版本
教材中列举的与实际有关的例子
人教版
(1)与丁达尔效应相关例子：光线透过树叶间缝隙射入密林；影院放映室射到银幕上形成光束；
(2)与胶体介稳性有关的例子：涂料、颜料、墨水的制造；洗涤剂、喷雾剂的应用等；
(3)与胶体带电性有关的例子：制备豆腐、肉冻、果冻；静电除尘；利用明矾、硫酸铁等净化污水；
(4)胶体化学的应用：制备纳米材料。
苏教版
(1)胶体的净水功能：用某些含铝和含铁的化合物作净水剂；
(2)工业生产：胶体粒子加入金属、陶瓷、聚合物等材料可改进材料的机械性能；
(3)制备有色玻璃：由某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成；
(4)胶态磁流体致癌术、纳米材料的制备、冶金工业中的选矿、石油原油的脱水、塑料工业制造过程。
鲁科版
(1)与丁达尔效应有关的例子：清晨在密林中看到一缕缕光束等；
(2)与聚沉有关的例子：用豆浆制备豆腐；
(3)与电泳有关的例子：电泳电镀：利用电泳将油漆、乳胶、橡胶等为例均匀地沉积在镀件上的；
(4)与胶体微粒大小有关：膜分离—渗析在微电子材料制造、化学工程、海水淡化等的重要应用。
教学建议
把握“胶体的性质及应用”相关内容的教学要求及深广度
对胶体课题教学问题的分析，既要通过理论层面的探讨，如胶体知识对学生认知发展的功能与价值、胶体化学在学科前沿发展中的地位与作用等；又要从实践出发探索利于学生理解胶体本质的教学设计及活动实施。20份文献和3套教材中胶体教学内容的广度和深度都不同，如何落实教学要求是值得教师北京中科医院是假的吗复方利多卡因乳膏早泄