李馬寧　閆帥

摘 要：分組實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)，而實(shí)驗(yàn)藥品的安全性與環(huán)保性是決定分組實(shí)驗(yàn)是否具備大規(guī)模推廣的重要依據(jù).為了解決人教版教材中對(duì)物質(zhì)的溶解性進(jìn)行探究的碘、高錳酸鉀、汽油的安全及環(huán)保問題，藥品改用紅糖、松香、酒精，讓學(xué)生在安全的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，既達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康模峙囵B(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：溶解性;分組實(shí)驗(yàn);綠色化學(xué)

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》指出，教師在教學(xué)中應(yīng)高度重視和加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況合理地選擇實(shí)驗(yàn)形式，有條件的學(xué)校盡可能多地為學(xué)生提供動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全和環(huán)境保護(hù)意識(shí)，形成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣.

人教版九年級(jí)化學(xué)第九單元溶液課題1溶液的形成實(shí)驗(yàn)9-2，教師通常用作演示實(shí)驗(yàn)，用以說明“同一種物質(zhì)在不同溶劑中的溶解性是不同的，不同的物質(zhì)在統(tǒng)一溶劑中的溶解性也是不同的”.

如果使用紅糖與松香分別替代教材中的碘和高錳酸鉀，實(shí)驗(yàn)的安全性、環(huán)保性能夠得到提升，而且演示實(shí)驗(yàn)也能夠推廣為分組實(shí)驗(yàn)，甚至是家庭實(shí)驗(yàn)，可以有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力、上手操作能力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性也會(huì)因此得到顯著提升[1].

1 本知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)現(xiàn)狀及問題

本文討論的知識(shí)點(diǎn)，是人教版九年級(jí)化學(xué)第九單元溶液課題1溶液的形成部分的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)，教材中要求使用1～2粒碘和高錳酸鉀分別溶于5mL水和汽油，大多是教師在講臺(tái)上進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)操作，邊做邊給學(xué)生講解，順便提出一些問題，然后讓學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象來回答問題，進(jìn)而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論[2].

1.1 演示實(shí)驗(yàn)的不足之處

演示實(shí)驗(yàn)，是初中化學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要手段，初中化學(xué)教師在演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中依然遵循著理論灌輸教學(xué)程序，一五一十地講解每一個(gè)實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)結(jié)論，導(dǎo)致初中生依然一直處于被動(dòng)接受狀態(tài)[3].在實(shí)驗(yàn)過程中，藥品的用量、實(shí)驗(yàn)的過程等引起的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差別，無法在演示實(shí)驗(yàn)中有所體現(xiàn)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的感知固化，不利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng).演示實(shí)驗(yàn)的普及，是由經(jīng)濟(jì)條件、社會(huì)發(fā)展等時(shí)代背景決定的，現(xiàn)在國家對(duì)于教育的投入較高，一般學(xué)校均具備變演示實(shí)驗(yàn)為分組實(shí)驗(yàn)的條件.

1.2 碘、高錳酸鉀、汽油的安全性及環(huán)保性

碘單質(zhì)具有毒性和腐蝕性;高錳酸鉀粉末，可致皮膚灼傷[4]，汽油是由多種脂肪烴、環(huán)烷烴和一定量的芳香烴組成的混合物，有很強(qiáng)的揮發(fā)性，能迅速作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，使大腦皮質(zhì)的抑制功能失常，引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)的麻痹，嚴(yán)重者可抽搐及昏迷而死亡，汽油主要以蒸汽形態(tài)經(jīng)呼吸道吸入，也可因液體吸入肺或誤服從消化道吸收，經(jīng)皮膚吸收較少;汽油吸入肺內(nèi)可能會(huì)損害肺的上皮細(xì)胞，造成肺水腫和吸入性肺炎，高濃度引起呼吸中樞麻痹[5].

由于這三種物質(zhì)的性質(zhì)，以及實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的后續(xù)處理較復(fù)雜，在此實(shí)驗(yàn)中，這三種物質(zhì)均不具備推廣為分組實(shí)驗(yàn)的條件.

2 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案及優(yōu)點(diǎn)

為解決上述問題、將演示實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展為學(xué)生能夠親自動(dòng)手實(shí)踐的分組實(shí)驗(yàn)，特對(duì)藥品的選擇進(jìn)行了改進(jìn).使用紅糖與松香替代教材中的碘單質(zhì)和高錳酸鉀，使用95%酒精溶液替代汽油.紅糖，是生活中常用的調(diào)味品，無毒，且廉價(jià)易得.松香，目前在市場(chǎng)上在售的主要是脂松香，其主要成分為α-蒎烯[6]，有刺激性氣味，但量小時(shí)毒性較低.酒精，是一種易揮發(fā)低毒性的液體，雖然也有刺激性氣味，但同體積的酒精溶液刺激性比汽油小.

實(shí)驗(yàn)效果如下：

左圖是紅糖分別溶于水和酒精的實(shí)拍圖，右圖是松香分別溶于酒精和水的實(shí)拍圖.從圖中可以看出，紅糖在水中的溶解性顯著強(qiáng)于在酒精中的溶解性，松香在酒精中的溶解性顯著強(qiáng)于在水中的溶解性.物質(zhì)溶解性對(duì)比明顯，能夠達(dá)到通過實(shí)驗(yàn)說明“同一種物質(zhì)在不同溶劑中的溶解性是不同的，不同的物質(zhì)在統(tǒng)一溶劑中的溶解性也是不同的”這一知識(shí)點(diǎn)的目的.

它不僅適合于教師演示，而且也適合學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作與教材所述完全一致，實(shí)驗(yàn)材料安全且環(huán)保，無危險(xiǎn)，廉價(jià)易得，整個(gè)實(shí)驗(yàn)只需2分鐘左右的時(shí)間，且效果與教材圖中所展示的類似.

3 總結(jié)和反思

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，將原本有毒性的碘、汽油和具有腐蝕性的高錳酸鉀，更換為常用的紅糖、酒精、無毒的松香，實(shí)驗(yàn)效果與教科書中等同，實(shí)驗(yàn)材料安全且環(huán)保，廉價(jià)易得，符合現(xiàn)代主流的綠色化學(xué)的觀點(diǎn);其二，教材中使用的碘、高錳酸鉀、汽油等，清洗起來較為困難，且易造成水污染，而紅糖、松香、酒精等，均無毒無害，不會(huì)造成水污染;第三，經(jīng)過這種改進(jìn)，學(xué)生們可以變觀看教師做演示實(shí)驗(yàn)為自己動(dòng)手的分組實(shí)驗(yàn)，亦可推廣為家庭實(shí)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀察分析總結(jié)的能力，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng).

但值得注意的是，教材中所用物質(zhì)為碘和高錳酸鉀，分別是單質(zhì)和化合物，有利于學(xué)生從物質(zhì)分類的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)溶解性，這種功能是松香、紅糖這些混合物所不具備的.然而學(xué)生要進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)甚至家庭實(shí)驗(yàn)，必須選用安全、環(huán)保、對(duì)環(huán)境友好的材料，這也是目前初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展的趨勢(shì).

參考文獻(xiàn)：

[1]張興建.分組實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)教學(xué)中的實(shí)施研究[J].課程教育研究，2019（03）：165.

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[3]羅成.新課改下初中化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)的有效改進(jìn)策略[J].課程教育研究，2019（35）：155-156.

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[5]閔利，劉麗容，賀思位，淡珊瑚.急性重度汽油中毒1例救治體會(huì)[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2019，35（15）：2422-2423.

[6]岡特·魏斯曼，錢慧娟.中國馬尾松脂松香的樹脂酸分析[J].林化科技通訊，1987（01）：21-23.

（收稿日期：2019-10-10）