“科学态度与社会责任”是高中化学学科核心素养之一，在立足高中生化学学习的基础上，揭示了更高层次的价值追求。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》在该素养中明确提出“具有严谨求实的科学态度，积极参与有关化学问题的社会决策，强化责任意识”
［1］。近年来，围绕社会性科学议题培养学生的社会责任感已成为一种共识
［2］。素养导向下的科学教育立足于培养学生在真实情境中解决复杂问题的能力，因此在高一化学复习课中融入社会热点议题，不仅有助于促进学科知识的体系化，打破反复练题的高耗低效模式，还能激发学生对真实问题思考的积极性。
空气消毒粉剂是流感期间流行的一款除菌用品，其广告宣传语有“佩戴后能杀死1 m
2范围内99%的细菌”，号称“行走的护身符”，其主要成分为NaClO
2，有效杀菌成分为ClO
2。已有研究围绕“除菌卡有效性”分析其除菌有效成分的产生、杀菌原理
［3］，但并未对有效成分真伪和缓释功效进行探究。为培养学生从科学视角认识化学生活用品，笔者以“行走的护身符”为教学载体，将生活问题转化为可研究的化学问题，基于批判性思维培养的教学模型实施教学，在问题解决过程中建构氯及其化合物、氧化还原反应、灭菌原理等学科核心知识，提升学生分析、解决复杂问题的能力，通过科学认识与评价化学生活用品，形成辩证思维，培养其科学态度与社会责任素养。
1 教学思路与创新点
2 教学目标
（1） 探究“护身符”除菌原理及安全有效性，巩固氯及其化合物、氧化还原反应等学科核心知识，了解生物学灭菌原理及自然落菌法在真实情境中的应用，提高跨学科思维能力。
（2） 通过分组合作、查阅资料、实验探究等手段解决真实问题，培养学生严谨求实的科学探究意识，促进其批判思维等高阶思维能力的养成。
（3） 通过交流、评价“护身符”的安全有效性，树立辩证思维，感受化学在社会生活中的实践价值，发展科学态度与社会责任素养。
3 教学流程
4 教学实录
4.1 情境·质疑——思维的开始
【情境素材】春季高发流感，除了对教室进行日常消毒外，师生还自觉佩戴口罩，采用酒精喷雾或消毒湿巾的方式除菌。最近，不少学生脖子上佩戴了一款新的除菌产品——空气消毒粉剂，据说佩戴后便能百毒不侵，被称为“行走的护身符”，它真的这么神奇吗？播放空气消毒粉剂广告视频，展示学生佩戴的产品，引导学生讨论。
【小组1】“护身符”杀菌有效成分是安全高效的消毒剂ClO2，戴上它出行更加安心。
【小组2】我们对其能否有效杀菌存在疑问，流通空气中，缓释气体浓度可能很低，不足以达到杀菌消毒目的。
【小组3】消毒粉剂缓释成分可能对人体有害，存在一定的安全隐患。
【教师】问题的解决离不开科学探究与实践，“行走的护身符”是否安全有效，我们带着疑问一起来检验。
4.2 分析·探究——思维的推动
【教师】要想检测“护身符”是否安全有效，我们可以从哪些方面展开探究？
【学生】查阅空气消毒粉剂成分资料，分析讨论，提炼出有探究价值的问题：①“护身符”有效成分是怎么产生的？除菌原理是什么？②佩戴“护身符”对人体是否有害？存在安全隐患吗？③“护身符”在真实情境中的除菌效果如何？能否有效护身？
【师生交流】针对以上问题展开讨论，寻找解决方案，明确思路。
针对问题①：结合“护身符”成分信息分析有效成分产生原理，建构氯及其化合物价类二维模型，猜想杀菌消毒的原理，并设计实验验证。
针对问题②：根据不同含氯物质的特征属性，检测“护身符”缓释气体成分，验证其安全性。
针对问题③：利用自然落菌法检测真实情境中“护身符”的除菌功效，验证其杀菌有效性。
4.3 论据·论证——思维的核心
（1） “护身符”有效成分的产生及除菌原理。
【资料呈现】空气消毒粉剂的有效成分为ClO2（0.05%~2.00%），主要成分为亚氯酸钠、沸石、缓释剂等。
【教师】“护身符”外包装显示除菌时间可长达20 d，有效成分ClO2是如何产生的呢？
【方法引导】“价-类”二维图是以元素为核心，从类别和价态两个维度认识物质性质和转化的二维坐标图（
图3）。“护身符”有效杀菌成分和主要成分都是含氯化合物，请绘制“价-类”二维图，分析其物质性质和转化规律。
【学生】“护身符”的主要成分是NaClO
2，NaClO
2转化为ClO
2，化合价升高。查阅相关资料
［5］可知，由NaClO
2生成ClO
2的反应方程式如
表1所示。
【猜想】应该是亚氯酸钠接触空气中的水和二氧化碳发生自氧化，生成ClO2。
【小组实验】撕开“护身符”外包装，将其放置于圆底烧瓶中，滴加一滴水（模拟水蒸气）后盖紧瓶塞。
【实验现象】烧瓶内出现淡黄绿色气体，打开瓶塞可闻到类似氯的刺激性气味。
【教师】“护身符”杀菌消毒的原理是什么？
【学生】ClO2是含氯消毒剂，氯元素为+4价，对比氯气的性质，猜想ClO2有较强的氧化性，可以杀菌消毒。
【实验验证】抽取一部分“护身符”缓释气体，将其通入淀粉碘化钾溶液中，振荡后观察到溶液的颜色变蓝，证明缓释气体具有一定的氧化性（
图4）。
【资料呈现】ClO
2的灭菌机理，主要是依靠其独特的强氧化性。一方面，ClO
2能迅速氧化细菌及病原体内蛋白质，导致病菌细胞死亡；另一方面，ClO
2对细胞壁有较强的吸附和透过性能，可有效氧化细胞内含巯基的酶
［6］。
（2） “护身符”安全性检验。
【教师】“护身符”缓释气体真的是安全高效的ClO2吗？是否存在其他有毒气体？如何证明？
【学生】缓释气体为黄绿色，有可能存在氯气。
【猜想】①缓释气体是ClO2；②缓释气体是Cl2；③缓释气体是ClO2和Cl2混合。
【资料呈现】常温下，ClO2为黄绿色气体，具有类似氯气的刺激性气味，熔点为-59 ℃，沸点为11 ℃，密度为3.09 g/L，易溶于水，在水中以水合分子存在，不易发生水解反应。ClO2具有较强的氧化性，且是一种有选择性的漂白剂，可用于纸张以及棉纺织物的漂白。
【实验设计】①若“护身符”缓释气体能使干燥的有色试纸漂白，则存在ClO
2；②将缓释气体溶于水，若检验出水溶液中含Cl
-，则存在Cl
2（
图5）。
【实验现象】①干燥的蓝色石蕊试纸颜色逐渐变浅；②试管中出现白色沉淀。
【实验结论】“护身符”缓释成分是ClO2和Cl2的混合。
【资料呈现】ClO2不稳定，在浓度过高、受热或与杂质气体接触时，容易分解生成氯气、氧气并放出热量。
【教师总结】实验验证出“护身符”缓释气体存在Cl2，高温或贴身佩戴时，存在一定安全隐患。因此，“护身符”并非安全可靠的除菌产品。
（3） “护身符”有效性检验。
“护身符”广告宣传声称：可以杀死1 m2范围99%的细菌，缓释时间可长达20 d。“护身符”在真实情境中的除菌效果到底如何？能够有效护身吗？
【学生】在真实情境中检验除菌效果，可以采用自然落菌法
［3］——将细菌培养皿置于采样点暴露40 min，再将其放入恒温箱，30 ℃条件下恒温培养48 h，即可通过观察细菌的种类和数量验证除菌效果。
【实验设计】用细菌培养皿检测不同距离以及不同缓释时间内，“护身符”的除菌效果（
图6）。
实验①：在距“护身符”50 cm和100 cm处各放置一个细菌培养皿，设置空白组对照，检测“护身符”在同一缓释时间内不同距离的除菌效果。
实验②：取一片“护身符”，用细菌培养皿检测相同距离处缓释12 h和24 h后的除菌效果，并与空白组对照，验证其缓释功效。
【实验结论】在1 m2范围内除菌效果并不明显，且不具备一定的缓释功效，说明“护身符”并非名副其实。
4.4 评价·反思——思维的提升
【教师】我们应该如何看待化学生活用品？
【学生1】检测“护身符”缓释成分以及除菌效果后发现，佩戴“护身符”不仅不能有效护身，反而存在一定的安全隐患，说明广告宣传并不可信，面对火爆各大平台的化学用品，我们应坚持科学思维，避免交“智商税”。
【学生2】化学用品给日常生活带来了一定的便利，但我们不能盲目依赖，要用辩证的眼光看问题。流感期间，我们应自觉佩戴口罩，定期做好消毒工作，用科学有效的方法自我防护。
【课后任务】设计宣传海报，为小区流感预防提供有效防护措施。
5 教学效果与反思
本节课以日常化学生活用品——“行走的护身符”为教学载体，基于批判性思维培养开发教学模型，引导学生围绕“质疑—分析—探究—评价”4个方面解决问题。在小组合作完成探究任务的过程中建构学科知识，锻炼科学探究、合作学习等实践技能。学生学会从化学视角辩证看待化学用品，理智处理问题，民主对待不同意见，树立科学价值观以及提升风险认知所对应的决策能力，发展“科学态度与社会责任”素养。
基于真实情境的复杂性、综合性，本节课可从以下两方面加以改进。
（1） 深化跨学科整合设计：将空气消毒粉剂的灭菌原理、培养皿制作与生物学学科深度融合，进一步从学科融合视角解决真实情境问题。
（2） 优化检测方式：“护身符”有效性检测可考虑运用数字化实验改进检测方法，通过氯离子传感器定量检测溶液中氯离子浓度变化，进而测定缓释气体浓度，分析除菌效果，培养学生精益求精的科学态度。
安徽省质量工程重点教学研究项目“高校-中学协同下化学师范生科普能力培养的实践研究”(2023ghjc015)
京公网安备11010202008535号
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