探秘“泡茶”工艺——溶液专题复习
北京景山学校曹妃甸分校 郭相金
一、项目教学主题分析
本主题依托情境认知理论，以“中国茶文化”的真实情境贯穿始终，在泡茶过程中分析茶汤的形成和特点，复习巩固溶液的概念及组成；在品茶过程中，观察优质红茶的“冷后浑”现象，复习结品的概念和方式，进而引出和巩固饱和溶液、不饱和溶液、解度的概念，拓展溶解度曲线的练习；最后通过“自制苏打红茶”的实践活动，复习配制一定溶质质量分数溶液的方法，并通过碳酸饮料的实例分析，深化影响气体溶解度因素的理解。学生在教师驱动式问题的引导下，以小组合作方式完成信息的提取和分析，知识的理解和应用以及综合评价等环节，锻炼和提升了学生信息获取、分析论证、逻推理、合作交流和科学探究等能力，诊断和发展了学生“科学探究”“科学思维”等化学学科核心素养，同时有助于传统文化在校园的推广和传播，提升学生的民族自豪感，助力学生的全面发展。
二、项目教学目标
本主题通过茶叶的冲泡、好茶的品鉴等茶文化知识，复习溶液的形成、溶液的浓度、饱和溶液、不饱和溶液等知识，并且拓展溶解度及溶解度曲线相关习题的解题方法。在“自制苏打红茶”的实践活动中巩固配制一定溶质质量分数溶液的操作，在真实情境中深化知识的理解和方法的应用，同时使学生感受茶文化及中华传统文化的魅力提升人文素养和道德情操，促进学生的全面发展。本项目的教学目标如下：
(1)通过分析茶叶中内含物质在水中的溶解过程，体会溶液的形成，复习溶液中溶质和溶剂的判断；通过浓茶和淡茶的比较，复习溶液的浓度--溶质质量分数的概念及计算；通过泡茶水温的选择，复习饱和溶液、不饱和溶液、溶解度的概念以及温度对溶解度的影响，拓展溶解度曲线相关习题的解题方法；通过“自制苏打红茶”的实践动，巩固配制一定溶质质量分数溶液的操作过程和注意事项。
(2)通过运用化学知识分析泡茶和品茶的过程，提升学生在真实情境中分析问题、解决问题和逻辑推理的能力，感受化学实验需要精准的分析和细致的操作，养成严谨的实验态度，提升科学探究的能力和创新意识。
(3)通过与茶文化的近距离接触，感受中华传统文化的魅力，促进中华传统文化在校园中的传播，提升民族自豪感，培养学生的民族文化素养。
三、项目任务及教学流程
四、项目实施过程及学生学习结果
任务1：好茶“泡”出来
【情境】茶叶中含有丰富的人体所必需的营养物质，如蛋白质、氨基酸、生物碱茶多酚、碳水化合物、矿物质、维生素、天然色素、脂肪酸等，这些物质在常温下都是可溶于水的。此外，茶叶还具有提神醒脑、促进食欲、调节脂肪代谢、抗辐射、提高抵抗力等多种药效功能，因此常喝茶有益于身体健康。泡杯好茶，除了要选择合适的水和器皿，还要讲究泡茶三要素，即投茶量、泡茶水温和冲泡时间，正如化学反应的发生也受到反应物的浓度、反应温度等因素的影响。小小的一杯茶，实则蕴含着丰富的化学知识。
【学生活动1】观察红茶干茶外观，投茶人茶漏，将水倒人茶壶，冲泡30秒，出茶汤，分析茶汤的形成。
【教师提问】为什么用水浸泡茶叶一段时间，可以形成茶汤?分离叶底和茶汤的茶漏起到了什么作用?与化学实验室的哪种用品作用相同?
【学生活动2】分析思考，交流讨论。根据资料可知茶叶中的氨基酸、茶多酚等物质可以溶于水，溶于水可以形成茶汤。茶漏将叶底和茶汤分离，起到的作用是过滤，与滤纸的作用相同。
【学生活动3】将茶汤分在品茗杯中，品尝。
【教师追问】各品茗杯中的茶汤香味、口感有不同吗?
【学生活动4】交流讨论，发现茶汤各部分颜色相同、气味相同、滋味相同，说明溶液具有均一性和稳定性。根据茶汤的形成过程，复习梳理溶液的概念和组成。
【学生总结】茶叶中的一些内含物质溶于水，形成溶液。质为这些可溶性的内含物质，如茶多酚、氨基酸、咖啡碱等，溶剂为水，因此溶液属于混合物。由公道杯倒入各品茗杯中的茶水颜色、滋味完全相同，说明溶液具有均一性和稳定性。泡茶过程中滤网起到过滤作用，与实验室滤纸的作用相同。
【学生活动5】泡茶、出三次茶汤，对比观察茶汤的颜色，品尝茶汤的味道。
【教师追问】三次茶汤的颜色和味道均不相同，是由什么因素引起的?该因素如何表示?请梳理相关知识
【学生活动6]分析思考，交流讨论。三次茶汤的浓度不同导致茶汤的颜色和味不同。有色溶液颜色的深浅可以反映溶液浓度的大小，无色溶液的度可以用溶质分数进行比较。梳理溶质质量分数的相关知识。
设计意图：通过亲历泡茶的过程，感受不可溶的物质不能溶于水，可溶的物质溶在
水中形成均一、稳定的混合物，帮助学生深度理解溶液的形成；通过感受茶汤各部分性质相同，理解溶液的均一性和稳定性，复习溶液的概念；通过浓茶和淡茶颜色的深浅引出溶液的浓度，进而引出溶液浓度的表示方式--溶质质量分数，在概念理解、公式推导和应用计算中认识、深化对溶质质量分数概念的理解及应用价值。运用化学知识解泡茶过程中的一些现象，提升学生在真实情境中分析问题、解决问题的能力。
任务2：好茶“品”出来
【学生活动1】观察冷却一段时间的红茶茶汤。
发现：热的茶汤较为清澈，冷的茶汤传浑浊。
【资料】茶叶中具有甜、酸、苦、鲜、涩各种滋味的物质有数十种，各种茶叶的不同滋味，都是这些具有滋味的物质变化的结果。多种氨基酸是使茶叶具有鲜味的主要成分大部分氨基酸鲜中带甜，有的鲜中带酸，或以甜味为主，个别的虽甜但回味苦。茶叶中具有涩味的物质主要是茶多酚类物质，这些具有涩味的茶多酚，在制茶过程中得到了造，一部分变得浓醇而爽口，涩味大为减弱。茶叶中的甜味物质主要是可溶性糖和部分氨基酸。苦味物质主要是咖啡碱、花青素和茶叶皂素。酸味物质主要是多种有机酸。
【教师提问】从微观的角度解释，我们为什么可以闻到茶香?运用溶液的相关知识解释“冷后浑”现象。
【学生活动2】分析思考，交流讨论。能闻到茶香是因为分子在不断运动。因为茶汤中内含物质的溶解度随着温度的降低而减小，部分内含物以品体的形式析出，所以出现了“冷后浑”现象。这种方式属于降温结晶，结晶还有一种方式是蒸发结晶，如海水晒盐。
【教师追问】从茶水口感的角度解释，为什么泡茶要选择合适的投茶量、水温和冲泡时间?
【学生活动3】分析思考，交流讨论。因为物质的溶度受温度的影响，所以泡茶时需要选择合适的水温，并且选择合适的投茶量和冲泡时间，避免溶解物质量的过多或过少而影响茶汤的滋味。
在一定温度下，100g溶剂中形成饱和溶液时溶解的溶质的质量称为固体物质的溶解度。溶解度可以定量比较物质的溶解能力大小。结晶、溶解度的相关知识如图所示。
任务3：好茶“制”出来
【资料】苏打红茶是一种将苏打和红茶巧妙结合的饮料，既有苏打水畅爽清凉的饮用快感，又有红茶天然浓郁的健康特质。
【学生活动1】自制苏打红茶。实验步骤：①各小组分别用托盘天平称取2g、3g48、5g、6g食品级小苏打；②量取400mL红茶茶汤(教师提前备好)；③将小苏打红茶茶汤倒入容器中，并搅拌均匀，观察现象；④将溶液转移至小食品杯中，可依据个人口感加入蜂蜜、蔗糖、柠檬片、冰块等进行调味。
【过渡】红茶中的溶质有深入学习的兴趣。反应可生成二氧化碳气体。若小苏打或柠檬酸的量不足，则无法生成二氧化碳气体，就无法制成苏打红茶。在碳酸饮料的生产过程中，也需要提高二氧化碳在水中溶解的量，一般是通过加压和降温将二氧化碳气体灌装到饮料容器中的。
【教师提问】我们在喝碳酸饮料时，为什么打开瓶盖时，会有大量气体冒出?为什么喝了碳酸饮料后，会打嗝?
【学生活动2】分析思考，交流讨论。碳酸饮料瓶内的压强远大于大气压，当打开瓶盖时压强减小，二氧化碳的溶解度减小，所以会有气体逸出；当人体喝下碳酸饮料，温度升高，二氧化碳的溶解度减小，有气体逸出，所以人会打。
设计意图：通过“自制苏打红茶”的活动，帮助学生学习配制一定溶质质量分数溶液的方法，并且通过小组之间对比寻求最佳质量比，强化对比实验的应用，锻炼学生严谨求实的实验态度，诊断和发展科学探究的学科素养。通过生活实例理解影响气体溶解度的因素，并用所学知识解释生活现象，将知识与生活相联系，使学生体会化学知识在生活中的广泛应用，提升深入学习的兴趣。
五、项目教学效果及反思
本主题在真实情境--中国茶文化的氛围中徐徐展开，通过“泡茶”“品茶”“制茶等活动对溶液的相关知识进行整体复习，在有效提升学生学习兴趣的同时，使学生的识和方法在实际问题的应用中得以深化和巩固，提升了学生在陌生情境中分析问题、决问题、建构模型以及逻辑分析的能力；还使学生近距离接触了茶文化，感受到了中华传统文化的魅力，提升了人文素养和道德情操，促进了自身的全面发展。
由于学生对茶及茶文化相关知识有一定的陌生性，因此有一些学生在与溶液相关知识关联时出现问题，教师应为学生搭建思维台阶，预设学生的认知发展区，兼顾不同层次的能力和需求。在“自制苏打红茶”的活动中，设计了对比实验探究制作苏打红茶的最佳原料配比，但学生在控制变量的操作上有一定的误差，需在今后的教学中加强对学生实验技能的训练，强化控制变量思想在实验中的迁移应用。
