【教学案例】非遗-蓝染技艺

1 非遗技艺的选择及项目的确立

从课程标准的要求看，“物质在水中的分散”是初中化学学习的重要概念课之一，属于课程标准“物质的性质与应用”主题的内容。课程标准的内容要求是“知道水是一种重要的溶剂，体会溶液在生产生活中的应用价值”；学业要求是“通过典型实例，帮助学生认识物质性质与用途的关系，展现丰富、鲜活的物质应用事实，引导学生基于物质性质对物质应用进行分析、解释和创意设计，促进学生性质决定用途观念的形成”。

从学生已具有的学习经验看，“溶液”是学生身边的化学物质，是化学学习中最常见的一种分散体系，是从氧化还原反应到复分解反应重要的过渡性知识。学生对溶液已有初步的认识，教材中每个单元均有与溶液相关的实验，学生已经形成了朴素的、感性的“前概念”。但从调查问卷反馈看，学生能较准确地识别实验室常用的溶液，但对于生活中的分散系的判断却不甚清晰，认为“物质溶于水形成的就是溶液”“具有均一、稳定特点的液体就是溶液”。可见，学生只是从宏观表象上对溶液形成一定的感性认识，仍需要培养从微观角度来认识溶液的形成及其性质的思维能力，提升解决复杂体系中溶液相关问题的素养水平。

基于此，研究选取“非遗－蓝染技艺”开展项目式教学。“蓝染”是一种历史久远的传统植物印染工艺，南方地区多以蓼蓝入色，其叶经过发酵、氧化之后，形成了一种蓝色不溶的靛花，比染液更鲜亮。蓝染中色素的提取、着色等主要工艺均需要物质进行分散，学科关联度高，能为课堂教学提供有探究价值的问题和框架。本项目围绕“如何给织物染色、如何染好织物、为什么能染色?”三个问题展开“觅蓝、选蓝、制蓝、示蓝、论蓝”的学习。通过密度计、浊度仪、电导仪和显微镜等仪器的使用帮助学生从感性的、经验的溶液概念，到形成系统的、结构化的溶液概念；从定性、定量的角度认识溶液的性质，理解物质在水中分散的本质；从辩证的角度认识不同分散系的应用价值，同时聚焦科学思维和技术思维的思维训练、人与自然的和谐共处的观念渗透。

2 教学目标分析

(1)通过感官观测以及密度计和浊度仪的测量，形成对浊液、溶液表观属性的认识，能区分常见的溶液、悬浊液和乳浊液。

(2)通过显微镜观测、电导仪测量，展开想象、建模，能从微观的粒子性和运动性上解释宏观的分散现象。

(3)通过对不同物质染色后的差异分析，知道物质分散有多种不同的形式，能从微粒间相互作用力的角度初步认识不同分散系的区别，辩证认识“溶和不溶”的应用价值。

(4)通过对蓝染非遗文化的介绍，知道合理选择物质、科学使用物质的价值，感受化学源于生活、服务于生活的学科价值，传承传统文化。

3 项目任务及教学流程

以“非遗－蓝染技艺”中的关键环节设计驱动型任务，构建项目式问题，设计教学活动框架(如图1)。学生在真实的应用场景中，从宏观和微观、定性和定量的角度认识溶液的关键特征，既有利于认识概念的实质，又有利于应用概念，形成系统的、结构化的溶液概念，促使学生认识能力的发展，建立对传统技艺的文化认同，厚植家国情怀。

4 项目实施过程

任务1：蓝染原料和操作的选择

［问题链］

(1)赏蓝：观看2022年春晚舞台剧《只此青绿》(视频资料)。思考千里江山图中的蓝色、舞台剧中舞者服装的蓝色所使用的着色的材料和工艺有何区别?

(2)觅蓝：自然界中有哪些蓝色物质可用于着色?如何将这些蓝色物质着色到布料上呢?

［学生交流，教师提炼］

(1)绘画着色：使用涂料，采用涂抹的方式。着色精准、鲜艳，浮于材料表面，操作费时，适合于艺术创作。布料着色:使用颜料，采用浸染的方式。颜色均匀，渗入织物纤维中，不易脱色，适合于大规模上色。

(2)自然界的矿石如蓝绿色的孔雀石、某些植物中的色素、实验室中的硫酸铜都是蓝色的。将这些物质研碎，加水浸泡形成染液，将布料浸在染液中。

任务2：蓝染工艺和流程的实践

［学生活动］

(1)制蓝：取蓼蓝鲜叶，剪碎，加水浸泡(提前2天完成)。各取一药匙蓝孔雀石和硫酸铜，研碎，分别加入到烧杯中，加入约40mL水，振荡。取三块布料分别浸泡在三个烧杯的染液中。观察现象。

(2)选蓝：从染色效果判断布料染“好”应该具有的特征是什么？适合着色的染液具有什么样的性质?取出烧杯中的布料，观察，比较孔雀石、蓼蓝鲜叶、硫酸铜中适合染色的物质是哪一种？判断的依据是什么?

［学生交流，教师提炼］

(1)好的染料应该能染色均匀、着色牢固、色彩可控。

(2)孔雀石以小颗粒的形式分散在水中，浸染后浮在布料表面，不适合染色。蓼蓝鲜叶、硫酸铜配制的染液，颜色均匀、稳定，是溶液，可染色。

［追问］能形成溶液的物质就适合给布料染色吗?

［生］不适合。水洗时，色素又从布料中分散到水中，会掉色。

［实验］将三块布料分别放入盛有水的烧杯中，洗涤。

［生］布条均褪色，说明孔雀石、蓼蓝鲜叶中的色素、硫酸铜无法留在布料上，不能用于染色。

［师］细心的同学已经发现，蓼蓝鲜叶浸泡过程中，浸出液虽是绿色，但在叶片边缘处会出现蓝色物质，这就是名为蓝染的原因。

［资料］蓼蓝汁液中有一种绿色的物质靛青可溶于水，在晾干的过程中，靛青会被空气中氧气氧化，生成蓝色的不溶于水的靛蓝，从而牢固的留在布料中，达到固色的目的。

［追问］如何用蓼蓝汁液染出着色牢固、颜色较深的蓝色?该如何防止蓼蓝汁液不被氧化而长久的保存呢?

［生］示蓝:延长浸泡时间，浸泡后先充分晾干再洗涤，可多次染色(见图2)；用植物油液封(见图3)。

［实验］学生观察植物油液封的汁液，发现色素进入植物油中，形成均一、稳定的蓝色液体。

［追问］植物油形成的蓝色液体是溶液吗?你对溶液概念有什么新的认识?

［生］溶液中的溶剂不一定是水，溶液是均一、稳定的混合物。

任务3：染液性质和蓝染原理的探秘

［追问］古代劳动人民依靠经验摸索出规律，而科学需要对这些规律作出解释。在刚才的实验中，我们发现硫酸铜、靛青能和水形成溶液，与浊液中存在颗粒物相比，溶液中是否也存在“颗粒物”?请观察实验中仪器的数据，说说对溶液性质的认识。

［资料］浊度：溶液对光线通过时所产生的阻碍程度，衡量光从水中的悬浮颗粒反射的量度。

［实验］用密度计、浊度仪测量硫酸铜、孔雀石分散后形成的混合物的密度、浊度(见图4、图5)。

［学生交流，教师提炼］

(1)静置孔雀石的浊液，颗粒物逐渐沉降，其浊度从104逐渐下降，说明其不均一、不稳定。

(2)蓼蓝鲜叶的染液中，不同位置的密度值均相同；硫酸铜溶液中浊度始终为0，不发生改变，这是溶液具有均一、稳定性的表现。

［追问］论蓝:浊度仪未能测量到硫酸铜的存在。硫酸铜是以什么形式存在于水中？借助哪一种类型的仪器可以“观测”硫酸铜的存在形式?

［生］硫酸铜分散得很小，用显微镜是不是可以观察到其分散的“颗粒”？测溶液的导电性。

［实验］显微镜下观察一滴水滴到一粒硫酸铜晶体上的变化，描述并想象硫酸铜的溶解过程。利用电导仪测蒸馏水、酒精溶液、硫酸铜溶液的导电性。

［生］观察到硫酸铜晶体边缘逐渐减少，一圈一圈地变小，小气泡在移动。且形成的溶液具有导电性，说明硫酸铜以比微生物更小的、运动的、带电的微粒形式分散在水中。

［追问］溶液中溶质以离子、分子的形式分散在水中。孔雀石为什么不能以微粒的形式分散在水中?

［生］显微镜下，硫酸铜晶体是从边缘与水的接触处，一点点变小的，可能是水分子在吸引离子。而孔雀石的构成微粒自身的结合力，水分子“拉”不动，则不能溶解到水中。

［师］微粒自身有结合力、微粒与水分子有结合力，这两个力的平衡关系决定了物质能否溶解。从微观的角度解释现象，是化学学科特有的思维方式，请从这一角度给溶液重新下定义。

［生］溶液是物质以分子或离子的形式分散在另一种物质中形成的均一、稳定的混合物。

［师］可溶性的物质，有助于色素染色；不溶性的物质便于保存，且能牢固地分散在布料中而不褪色。蓼蓝鲜叶染色受季节、种植环境的影响，古代劳动人民在长期的摸索中发现“石灰水也能使可溶的靛青转化为靛蓝，而且酒糟又能使靛蓝再变回靛青，从而保存靛蓝固体，需要时取出”的成熟蓝染技艺。传承千年的蓝染，是中国古代劳动人民技艺才智的汇集、与自然和谐共处的文化理念。

文章来源：中国知网

文章原名：《非遗文化融入初中化学教学的实践探索——以“物质在水中的分散”为例》，文章有删减

作者：郭建虹 苏州市教育科学研究院附属实验学校