第8章跨学科实践活动7探究溶液酸碱性对紫甘蓝颜色的影响教学设计--2026-2027学年九年级化学沪教版下册

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） 课题 课时安排 核心 素养目标 化学观念：认识溶液酸碱性与植物色素变色的关联，明晰指示剂变色本质。 科学思维：通过控制变量实验，培养对比分析、归纳推理的探究思维。 科学探究与实践：熟练掌握天然指示剂制备、溶液检测的实验操作。 科学态度与责任：体会化学与生活的紧密联系，养成严谨求实、勇于实践的科学品质。 重点 和难点 教学重点：掌握紫甘蓝提取液的制备方法，明晰其在酸性、中性、碱性溶液中的变色规律，学会利用天然指示剂检测溶液酸碱性。 教学难点：理解花青素变色的微观原理，熟练运用控制变量法设计并完成探究实验，能结合生活现象分析酸碱变色的实际应用与差异。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 导入新课 日常生活中，凉拌紫甘蓝时加入白醋，紫色菜叶会瞬间变红，而浸泡在纯碱水中的紫甘蓝会变为绿色，这一奇妙现象藏着化学奥秘。我们已知石蕊、酚酞是常用酸碱指示剂，那紫甘蓝能否作为天然指示剂？溶液酸碱性如何改变其颜色？今天我们通过自主探究，揭开紫甘蓝变色的秘密。 立足新课标跨学科理念，以生活化现象为切入点，通过任务式探究活动，让学生动手实践、自主归纳，夯实酸碱知识，提升实验探究能力，实现学以致用的教学目标。 讲授新课 任务一：情境感知，提出探究问题 教师引导学生回顾已学知识，梳理第八章溶液酸碱性的核心内容，明确酸性溶液、中性溶液、碱性溶液的基本定义，回忆实验室常用的酸碱指示剂石蕊溶液、酚酞溶液的变色规律。石蕊溶液遇酸性溶液变红、遇碱性溶液变蓝、遇中性溶液不变色，酚酞溶液仅遇碱性溶液变红，遇酸性和中性溶液均不变色。同时提问学生，除了实验室专用指示剂，生活中是否存在可以检测溶液酸碱性的天然物质。 结合课前展示的生活现象图片与短视频，展示紫甘蓝在白醋、清水、小苏打溶液中的不同颜色状态，引导学生细致观察对比，鼓励学生自主发言，分享自己生活中观察到的紫甘蓝变色现象。学生自由发言后，教师进行汇总梳理，提炼出本节课的核心探究问题：紫甘蓝的颜色变化是否由溶液酸碱性决定？不同酸碱性溶液对紫甘蓝颜色的影响存在怎样的规律？能否利用紫甘蓝自制天然酸碱指示剂，用于检测生活中常见溶液的酸碱性？ 随后组织学生进行小组讨论，结合已有知识对探究问题进行合理猜想。各小组围绕核心问题展开研讨，梳理猜想内容，汇总后得出统一猜想：紫甘蓝中含有的特殊色素对溶液酸碱度敏感，在酸性、中性、碱性溶液中会呈现不同颜色，可作为天然酸碱指示剂使用。本任务旨在通过情境创设和知识回顾，搭建新旧知识桥梁，激发学生探究兴趣，明确本节课探究方向，培养学生发现问题、合理猜想的科学思维。 任务二：熟知实验原理，梳理实验器材与药品 教师结合生物与化学跨学科知识，讲解实验核心原理：紫甘蓝细胞中富含花青素，这是一种水溶性天然植物色素，化学性质活泼，对溶液pH值极为敏感。花青素的分子结构会随溶液酸碱性发生改变，进而呈现出不同的颜色，这也是紫甘蓝可作为天然酸碱指示剂的核心原因。同时补充拓展知识，对比实验室指示剂，说明天然植物指示剂取材便捷、绿色环保、贴近生活，但变色精度略低于化学合成指示剂。 教师带领学生逐一梳理本节课所需的实验器材与药品，引导学生自主识别器材、明确药品用途。实验器材包含研钵、烧杯、试管、试管架、胶头滴管、纱布、玻璃棒、滤纸、剪刀、托盘天平、量筒。实验药品包含新鲜紫甘蓝、蒸馏水、稀盐酸、白醋、澄清石灰水、纯碱溶液、小苏打溶液、酒精。 同时重点强调实验核心原则——控制变量法，明确本次实验的不变量与变量。实验变量为溶液的酸碱性，所有实验中紫甘蓝提取液的用量、实验溶液的体积、实验温度、振荡时间、容器规格等均为不变量，必须保持完全一致，确保实验现象的差异仅由溶液酸碱性引起，保证实验结果的科学性与准确性。随后组织学生熟悉器材操作规范，梳理实验安全注意事项，禁止随意混合药品、禁止触碰腐蚀性酸碱溶液，实验废液统一回收处理，培养学生规范的实验操作习惯和安全实验意识。 任务三：动手实操，制备紫甘蓝色素提取液 本任务为实验基础环节，采用小组合作模式，每组4人，明确分工，分别负责取材研磨、量取试剂、过滤收集、记录整理，确保人人参与、各司其职。教师分步示范操作流程，逐一讲解操作要点，学生同步动手实操。第一步，取材处理，用剪刀将新鲜紫甘蓝剪成细碎小块，去除粗硬菜梗，精准称取适量紫甘蓝碎屑放入研钵中。第二步，研磨破碎，缓慢研磨紫甘蓝，充分破坏植物细胞结构，释放内部花青素色素，研磨至菜叶完全软烂、汁水充分渗出。 第三步，浸泡萃取，向研钵中加入配比好的水和酒精混合液，酒精可提升色素溶解效果，充分搅拌后静置浸泡，让花青素充分溶解在混合溶液中。第四步，过滤提纯，利用纱布对浸泡后的混合液进行过滤，去除菜叶残渣，收集澄清的紫甘蓝紫色提取液，装入洁净烧杯中备用。 实验过程中，教师巡回指导，及时纠正学生不规范操作，比如研磨力度不当、过滤操作不规范、试剂取用过量等问题。同时引导学生观察提取液的颜色状态，思考为什么需要使用酒精浸泡、为什么要过滤除杂，让学生理解每一步实验操作的原理，而非机械照搬步骤。操作完成后，各小组展示自制提取液，统一提取液标准，保证后续探究实验的条件一致。本任务重点锻炼学生的实验动手能力、团队协作能力，夯实物质提取、过滤分离的基础实验技能。 任务四：分组探究，验证酸碱性对紫甘蓝颜色的影响 本任务是本节课核心探究环节，学生基于前期猜想，利用自制紫甘蓝提取液，探究不同酸碱性溶液的变色规律。学生取六支洁净试管，依次整齐摆放于试管架上，做好标记，分别向试管中加入等体积的稀盐酸、白醋、蒸馏水、小苏打溶液、纯碱溶液、澄清石灰水。其中稀盐酸、白醋为酸性溶液，蒸馏水为中性溶液，小苏打溶液、纯碱溶液、澄清石灰水为碱性溶液。 随后用胶头滴管向每支试管中滴加等量的紫甘蓝提取液，轻轻振荡试管，使提取液与待测溶液充分混合，静置片刻后，仔细观察每支试管内溶液的颜色变化，精准记录实验现象，填写实验记录表。学生可清晰观察到，装有稀盐酸、白醋的试管中溶液变为红色，装有蒸馏水的试管中溶液保持原本的紫色，装有碱性溶液的试管中溶液呈现绿色、蓝绿色。 实验完成后，各小组汇总实验现象，开展小组研讨，对比不同溶液的变色差异，分析现象背后的原因。教师针对性提问引导，酸性溶液、中性溶液、碱性溶液对应的紫甘蓝提取液颜色分别是什么？不同碱性强弱的溶液，变色深浅是否存在差异？结合实验现象，能否总结出紫甘蓝花青素的变色规律？ 学生充分讨论后，自主归纳核心实验结论：紫甘蓝提取液遇酸性溶液变红，遇中性溶液不变色，保持紫色，遇碱性溶液变绿，且溶液碱性越强，绿色色调越深。教师对学生的总结进行补充完善，明确紫甘蓝天然指示剂的变色规律，对比石蕊、酚酞指示剂，分析天然指示剂的变色特点与优势，让学生全面掌握本节课核心知识。同时引导学生反思实验误差，分析部分小组实验颜色偏差的原因，如提取液浓度不均、试剂用量不等、振荡不充分等，培养学生严谨的科学探究素养。 本节课采用任务驱动式教学，遵循“发现问题—自主探究—归纳总结—拓展应用”的认知逻辑，层层递进设计课堂活动。摒弃传统灌输式教学，将课堂主动权交给学生，通过分组合作、动手实验、现象分析、小组研讨等环节，落实控制变量的实验核心方法。融合化学实验技能、生物色素知识、生活应用场景，打破学科壁垒。在实操中培养学生严谨的实验态度、精准的观察记录能力和科学的归纳思维，让学生深度理解天然指示剂的原理与应用，实现知识、能力、素养三维同步提升。 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 一、实验原理 紫甘蓝含花青素（水溶性色素），pH值改变，分子结构变化，颜色改变 二、提取液制备步骤 剪碎→研磨→酒精浸泡→过滤→收集提取液 三、核心变色规律 酸性溶液（稀盐酸、白醋）→红色 中性溶液（蒸馏水）→紫色（不变色） 四、实验方法 控制变量法、对比实验法 五、实践应用 自制天然酸碱试纸，检测生活中常见溶液酸碱性 作业布置 完成分层作业 教学反思 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $