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--2025-2026学年九年级化学沪教版下册

探究溶液酸碱性对紫甘蓝颜色的影响 教学设计 沪教版 初中化学 九年级下册 第8章 跨学科实践活动7 一、教材分析 本活动选自沪教版九年级下册第8章“酸、碱、盐及其应用”中的跨学科实践活动7，是在学生学习了溶液酸碱性、酸碱指示剂等核心知识后安排的综合实践内容。教材以紫甘蓝这一生活中常见的蔬菜为载体，引导学生从提取天然色素入手，系统探究溶液酸碱性对紫甘蓝提取液颜色的影响，并尝试自制酸碱试纸，将化学实验与生物知识、生活应用有机融合，体现了新课标“跨学科实践”的课程理念。 二、四维核心素养 化学观念：通过紫甘蓝提取液在不同酸碱性溶液中的颜色变化，建立“溶液酸碱性可以引起植物色素发生颜色改变”的物质变化观念。 科学思维：经历“提出问题—设计实验—观察现象—归纳结论”的完整探究过程，发展基于证据推理与模型认知的思维能力。 科学探究：动手制备紫甘蓝提取液，规范完成滴加、观察、记录等实验操作，学会控制变量并自制简易酸碱试纸。 科学态度与责任：在小组合作中养成严谨求实的实验态度，感受化学与生活的密切联系，增强用化学知识解决实际问题的意识。 三、教学重难点 教学重点：探究紫甘蓝提取液在酸性、中性、碱性溶液中的颜色变化规律，归纳其作为天然酸碱指示剂的变色特点。 教学难点：理解溶液酸碱性强弱与紫甘蓝色素颜色深浅之间的对应关系，并能运用这一规律解释生活中的相关现象。 四、设计意图 本活动以“紫甘蓝为什么会变色”为真实问题驱动，采用任务式活动设计，将整堂课拆解为“发现问题—提取色素—探究变色规律—自制试纸—拓展应用”五个递进任务，让学生在动手实践中完成知识的建构与迁移。设计上注重跨学科融合：将化学中的溶液酸碱性与生物中的植物色素知识自然串联，同时联系生活中常见的食醋、肥皂水、小苏打等物质，引导学生体会化学就在身边。通过小组合作实验与交流展示，落实学生的主体地位，使四维核心素养在实践活动中得到整体发展。 五、教学过程 任务一 情境创设：紫甘蓝的“变色魔术” 【教师活动】教师端出一盘切好的紫甘蓝丝，提问：同学们，大家平时在食堂或家里吃过紫甘蓝吗？它通常是什么颜色？如果我们把紫甘蓝切碎后用水浸泡，会得到一杯紫色的液体。现在老师往这杯紫色液体里分别倒入三种无色透明的液体——白醋、清水、肥皂水，请大家仔细观察颜色发生了什么变化。 教师现场演示：将三杯不同液体分别倒入等量的紫甘蓝浸泡液中，学生惊喜地看到紫色液体依次变成了红色、紫色和绿色。 【学生活动】学生观察实验现象，发出惊叹。教师顺势引导：同样是紫甘蓝的紫色液体，为什么加入不同的无色液体后会变出不同的颜色？这背后隐藏着什么化学奥秘？学生围绕观察到的现象展开讨论，提出自己的猜想：可能是加入的液体性质不同，导致紫甘蓝的颜色发生了变化；也许有的液体偏酸，有的偏碱，有的既不酸也不碱。 【设计意图】用生活中常见的紫甘蓝作为实验材料，通过“变色魔术”式的现场演示制造认知冲突，激发学生的好奇心和探究欲望。从学生熟悉的生活现象切入，自然引出本节课的核心问题——溶液酸碱性对紫甘蓝颜色有怎样的影响，为后续探究活动做好铺垫。 任务二 动手实践：制备紫甘蓝提取液 【教师活动】教师过渡：要研究紫甘蓝的变色规律，我们首先需要获得一杯比较纯净的紫甘蓝色素溶液。紫甘蓝的叶子中含有一种叫做“花青素”的天然色素，它存在于植物细胞的液泡中，能够溶解在水中。怎样才能把叶子中的色素充分提取出来呢？教师结合大屏幕上的操作示意图，讲解制备紫甘蓝提取液的基本步骤：第一步，取几片新鲜的紫甘蓝叶片，用手撕成碎片，越碎越好；第二步，把撕碎的叶片放入烧杯中，加入约半杯温水浸泡；第三步，用玻璃棒轻轻搅拌，静置几分钟，让色素充分溶解到水中；第四步，用纱布将浸泡后的液体过滤到另一个烧杯中，得到紫色的提取液。 教师在讲解过程中强调操作要点：叶片要撕碎，以增大与水的接触面积；浸泡时水温不宜过高，以免破坏色素；过滤时要用纱布或滤纸，把菜叶残渣留在滤纸上，只留下紫色的澄清液体。 【学生活动】学生以四人小组为单位，按照教师讲解的步骤分工合作：一人负责撕菜叶，一人负责加水搅拌，一人负责过滤，一人负责记录操作过程。各组在操作中仔细观察紫甘蓝叶片在水中的变化——原本紫色的叶片颜色逐渐变浅，而水的颜色由无色变为深紫色。过滤完成后，每组都得到了一杯透明的紫色提取液。 教师巡视各组，及时纠正不规范操作：有的同学把叶片切得不够碎，教师提醒“撕得越碎，色素溶出越快”；有的同学过滤时液体洒出，教师指导其将纱布折叠成合适的形状再过滤。 【设计意图】本任务将生物学科中“植物细胞液泡中的色素”与化学实验中的“溶解、过滤”操作相结合，体现跨学科实践的特点。学生在动手提取色素的过程中，既巩固了过滤等基本实验操作技能，又直观感受到花青素从植物细胞中释放出来的过程，为后续探究变色规律做好物质准备。小组分工合作也培养了学生的团队协作意识。 任务三 核心探究：溶液酸碱性对紫甘蓝颜色的影响 【教师活动】教师引导：我们已经有了紫甘蓝提取液，也知道了生活中有些物质偏酸、有些偏碱、有些呈中性。那么，如果把紫甘蓝提取液分别滴入酸性溶液、中性溶液和碱性溶液中，颜色会发生怎样的变化？不同酸碱性的溶液，变色效果一样吗？教师出示实验材料：白色点滴板、白醋（酸性）、柠檬水（酸性）、蒸馏水（中性）、小苏打溶液（碱性）、肥皂水（碱性）、澄清石灰水（碱性），以及各组自制的紫甘蓝提取液。 教师讲解实验方案：在白色点滴板的六个孔穴中，分别加入等量的白醋、柠檬水、蒸馏水、小苏打溶液、肥皂水和澄清石灰水。然后向每个孔穴中滴入相同滴数的紫甘蓝提取液，边滴加边轻轻晃动点滴板，观察并记录每个孔穴中液体的颜色变化。教师特别提醒：滴加提取液时滴数要相同，加入的待测溶液量也要大致相等，这样才能公平地比较不同溶液的变色效果——这就是我们常说的“控制变量”。 【学生活动】学生分组进行实验。各组先在点滴板的六个孔穴中分别加入待测溶液，然后用滴管吸取紫甘蓝提取液，向每个孔穴中逐滴滴加，同时仔细观察颜色变化。一位同学负责滴加，一位同学负责记录，其他同学观察并补充。 实验现象记录如下：滴入白醋和柠檬水的孔穴中，紫色的提取液逐渐变成了红色或粉红色；滴入蒸馏水的孔穴中，液体基本保持原来的紫色不变；滴入小苏打溶液和肥皂水的孔穴中，液体变成了蓝色或青绿色；滴入澄清石灰水的孔穴中，液体颜色变得更绿，甚至偏黄绿色。 各组将观察到的颜色变化填入实验记录表格中，并在组内交流讨论：从这些现象中能发现什么规律？学生初步归纳出：酸性溶液使紫甘蓝提取液变红，中性溶液中颜色基本不变，碱性溶液使提取液变蓝或变绿。教师进一步追问：同样是碱性溶液，小苏打溶液和澄清石灰水的颜色深浅一样吗？学生仔细对比后发现，澄清石灰水中的绿色更深、更偏黄绿，而小苏打溶液中的绿色相对较浅。教师引导学生思考这说明什么——溶液的碱性强弱不同，紫甘蓝色素的颜色变化程度也不同。 【设计意图】这是本节课的核心探究环节。学生在教师的引导下，完整经历了“提出问题—设计方案—动手实验—记录现象—归纳结论”的科学探究过程。通过控制变量的实验设计，学生不仅发现了紫甘蓝提取液在酸、中、碱性溶液中的变色规律，还观察到了碱性强弱与颜色深浅之间的对应关系，初步建立了“酸碱性强弱—颜色深浅”的关联认识。这一环节充分体现了化学学科以实验为基础的特点，也落实了科学探究素养的培养目标。 任务四 技术应用：自制紫甘蓝酸碱试纸 【教师活动】教师引导：既然紫甘蓝提取液能指示溶液的酸碱性，那我们能不能像实验室里的pH试纸那样，把紫甘蓝色素“固定”在纸片上，制成一种方便携带和使用的天然酸碱试纸呢？教师展示制作方法：取几张干净的白色滤纸，将其剪成宽约一厘米的长条；把纸条均匀地浸泡在紫甘蓝提取液中，让纸条充分吸收色素；然后用镊子将浸泡后的纸条取出，放在干净的表面皿或白纸上晾干；晾干后就得到了一条条紫色的紫甘蓝试纸。 教师补充说明：这种自制试纸使用起来和实验室的pH试纸类似——用玻璃棒蘸取待测溶液，点在试纸上，观察试纸颜色的变化，就可以判断待测溶液是偏酸还是偏碱。教师提醒：晾干过程中不要用手直接接触纸条，以免手上的汗液或其他物质污染试纸；浸泡时间要足够，让色素均匀地附着在滤纸上。 【学生活动】学生分组制作紫甘蓝试纸。各组将滤纸剪成条状，放入提取液中浸泡，然后取出晾干。在等待晾干的过程中，各组回顾刚才的实验结论，讨论自制试纸的使用方法和注意事项。 试纸晾干后，学生用自制试纸分别测试白醋、小苏打溶液、肥皂水等生活中常见液体的酸碱性，观察试纸颜色变化并记录。学生兴奋地发现，自制试纸和滴加提取液的效果一致——遇酸变红、遇碱变蓝绿、中性保持紫色。各组相互展示自己制作的试纸，交流制作过程中的小技巧，比如纸条剪得宽窄要均匀、浸泡时要让整条纸条都浸入液体中。 【设计意图】本任务将化学探究与简单的技术制作相结合，体现跨学科实践中“技术设计与物化”的要素。学生从“发现规律”走向“应用规律”，将实验中获得的知识转化为可操作的工具。自制试纸的过程不仅加深了学生对紫甘蓝色素指示作用的理解，也让学生体会到化学知识可以转化为实用的生活工具，增强了学习化学的成就感和兴趣。 任务五 联系生活：紫甘蓝色素的更多应用 【教师活动】教师提问引导：除了作为酸碱指示剂，紫甘蓝中的花青素在生活中还有哪些有趣的表现？大家有没有这样的经验——炒紫甘蓝的时候，如果加了醋，菜的颜色会变得更红更艳；如果不加醋，炒出来的菜颜色偏紫蓝？这是为什么呢？教师进一步展示资料卡片：花青素不仅存在于紫甘蓝中，在蓝莓、葡萄、紫薯、黑枸杞等许多紫色或深色的植物果实和蔬菜中都有分布。花青素是一种对人体有益的天然抗氧化物质，具有一定的保健作用。在食品工业中，花青素常被用作天然食用色素，代替人工合成色素添加到饮料、糖果、糕点等食品中。 教师还引导学生思考：利用今天学到的知识，我们能不能设计一个小实验，检验家里厨房中哪些物质是酸性的、哪些是碱性的？学生纷纷提出可以用自制紫甘蓝试纸测试白醋、肥皂水、食盐水、小苏打水、自来水、柠檬汁等常见物质。教师鼓励学生课后在家完成这个家庭小实验，并把观察结果记录下来，下节课分享。 【学生活动】学生围绕教师提出的问题展开热烈讨论。有的同学结合生活经验分享：妈妈拌紫甘蓝沙拉时会加一点柠檬汁，菜的颜色确实会更红更好看。有的同学联想到生物课上学过的知识：植物细胞液泡中的色素在不同酸碱度下结构会发生变化，从而导致颜色改变。学生在交流中加深了对花青素变色原理的理解。 各组完成家庭小实验设计方案的初步构想，列出打算测试的家庭物品清单，并预测可能出现的颜色变化。 【设计意图】本任务将课堂所学与日常生活紧密联系，体现“从生活走向化学，从化学走向社会”的课程理念。通过解释生活中的烹饪现象、介绍花青素的营养价值和工业应用，让学生认识到化学知识不仅存在于实验室中，更广泛存在于日常生活的方方面面。家庭小实验的布置则将探究活动从课堂延伸到课外，培养学生持续探究的兴趣和用化学知识解释生活现象的能力。 任务六 总结提升：交流展示与反思评价 【教师活动】教师组织各小组派代表上台展示本组的实验成果：展示自制的紫甘蓝提取液和试纸，汇报实验中观察到的颜色变化规律，分享制作过程中的发现和遇到的问题。教师在每组展示后进行点评，肯定学生的认真操作和积极思考，同时引导其他组的同学提出问题或补充意见。 教师带领全班共同总结本节课的核心知识：紫甘蓝中含有花青素这种天然色素，它在酸性溶液中呈现红色，在中性溶液中保持紫色，在碱性溶液中呈现蓝色或绿色，而且溶液的酸碱性越强，颜色变化越明显。因此，紫甘蓝提取液可以作为一种天然的酸碱指示剂。我们还利用这一特性自制了紫甘蓝试纸，可以用来方便地检测生活中常见物质的酸碱性。 教师进一步引导学生进行方法层面的总结：今天我们经历了一个完整的跨学科探究过程——从生活中的问题出发，综合运用了化学实验技能、生物知识和技术制作方法，最终获得了一个可以解释和预测生活现象的结论。这种“发现问题—动手探究—获得结论—应用生活”的研究思路，不仅适用于化学学习，也适用于我们认识世界的其他领域。 【学生活动】各小组代表依次上台展示。有的组展示了整齐排列的六杯不同颜色的紫甘蓝溶液，直观呈现了从红到紫再到绿的色彩渐变；有的组展示了自制的紫甘蓝试纸，并现场测试了教师提供的几种待测液体，试纸颜色变化清晰可见。 台下学生认真聆听，不时提出疑问：“我们组的紫色和你们组的不太一样，是不是提取液浓度不同造成的？”“为什么有的碱性溶液里是蓝色，有的是绿色？”展示组同学耐心回应，教师适时补充解释——提取液浓度不同、滴加量不同都会影响颜色深浅，而碱性强弱的差异则会导致颜色从蓝色逐步过渡到绿色。学生在互评和交流中进一步完善了对实验结论的理解。 最后，学生完成课堂学习自评：在学习任务单上填写自己在本节课中的收获、还存在的疑问，以及对小组合作的评价。教师收集学习任务单，作为了解学生学习效果的重要依据。 【设计意图】展示交流环节为学生提供了表达和反思的机会，通过成果展示、互评互问，学生不仅梳理了知识脉络，也锻炼了表达与交流的能力。教师引导下的总结提升，帮助学生从具体实验现象上升到一般方法层面的认识，实现了知识与方法的双重收获。课堂自评则体现了过程性评价的理念，关注学生在探究过程中的参与度和思维发展，而非仅仅关注实验结果。 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 一、紫甘蓝中的色素——花青素（植物天然色素） 二、变色规律： 酸性溶液 → 变红（红、粉红） 中性溶液 → 紫色不变 碱性溶液 → 变蓝绿（蓝、绿、黄绿） 酸碱性越强 → 颜色变化越明显 三、应用：自制紫甘蓝酸碱试纸 遇酸变红 遇碱变绿 中性保持紫色 四、探究方法：提出问题 → 实验探究 → 观察现象 → 归纳结论 → 联系生活 学科网（北京）股份有限公司 $