開(kāi)展課后實(shí)驗(yàn)研究性學(xué)習(xí)培養(yǎng)高中生化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/h1>
2019-12-04 04:06:38陳志強(qiáng)
考試周刊 2019年81期 關(guān)鍵詞：研究性學(xué)習(xí)探究
摘 要：實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中起著舉足輕重的作用.化學(xué)教學(xué)本身并不只是傳授給學(xué)生一些初步的化學(xué)概念和規(guī)律，而是通過(guò)一系列有效的教育教學(xué)手段，全面提高學(xué)生的智能，使他們能夠掌握和運(yùn)用一些化學(xué)原理和實(shí)驗(yàn)手段，學(xué)會(huì)科學(xué)研究的基本方法，從而在將來(lái)能夠獨(dú)立地、有創(chuàng)造性地進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和從事社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè).運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)一系列有效的方法和手段，能夠較好地發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新水平。
關(guān)鍵詞：研究性學(xué)習(xí);化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?探究
較多研究者認(rèn)為“傳統(tǒng)教學(xué)模式”與普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)總目標(biāo)不太和諧：首先，作為認(rèn)知過(guò)程主體的學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中自始至終處于受灌輸?shù)谋粍?dòng)地位，其主動(dòng)性、積極性難以發(fā)揮，不利于科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng);其次，學(xué)生缺乏主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、主動(dòng)探究的學(xué)習(xí)環(huán)境，求知欲不強(qiáng);再次，學(xué)生與社會(huì)上、國(guó)際上的信息資源幾乎隔絕，他們對(duì)信息的篩選、鑒別、獲取、加工和處理的能力難以培養(yǎng)，無(wú)法滿足信息社會(huì)對(duì)人才素質(zhì)的需求;不難看出，以知識(shí)傳授為主的傳統(tǒng)教學(xué)無(wú)法支持全面培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)，因此需要其他的教學(xué)方式進(jìn)行補(bǔ)充和協(xié)調(diào)，在這樣的背景下，實(shí)驗(yàn)探究的教學(xué)方式及學(xué)生課后的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)被許多教師關(guān)注，讓學(xué)生更主動(dòng)地參與實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，提高其實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ谴髣?shì)所趨，刻不容緩。新高考背景下，要求老師必須改變傳統(tǒng)的只側(cè)重知識(shí)本身的灌輸式教學(xué)，必須注重以實(shí)驗(yàn)為載體的學(xué)科興趣培養(yǎng)，讓學(xué)生在活動(dòng)中邊實(shí)驗(yàn)邊思考，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課后的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生探究前的大膽實(shí)驗(yàn)假設(shè)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)落實(shí)探究過(guò)程，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。
下面以《中藥烹煮方式對(duì)藥液中重金屬含量的影響研究》案例為例，闡述課后實(shí)驗(yàn)研究性學(xué)習(xí)的三個(gè)重要環(huán)節(jié)：方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究、結(jié)果分析。
一、 實(shí)驗(yàn)部分
（一） 主要儀器與試劑
塊狀當(dāng)歸樣品50 g、粉末狀當(dāng)歸樣品10 g、蒸餾水、礦泉水;鐵架臺(tái)若干個(gè)、鐵圈若干個(gè)、酒精燈、濾紙、托盤(pán)天平、普通漏斗、100 mL燒杯若干個(gè)、玻璃棒、ICP-MS（電感耦合等離子體質(zhì)譜儀）。
（二） 中藥不同烹煮方式對(duì)藥液中重金屬含量的影響分析
稱(chēng)取3.0 g當(dāng)歸樣品，確定中藥烹煮用水，烹煮用水量，烹煮時(shí)間，剝皮烹煮，研磨烹煮，烹煮前浸泡時(shí)間、浸泡水溫、浸泡次數(shù)，烹煮次數(shù)等。并探討上述不同烹煮方式對(duì)藥液中重金屬含量的影響。
1. 烹煮用水對(duì)藥液中重金屬含量的影響
分別稱(chēng)取3.0 g當(dāng)歸樣品于一系列100 mL小燒杯中，分別加入20 mL自來(lái)水、20 mL礦泉水，20 mL蒸餾水，并烹煮15分鐘，傾出藥液并過(guò)濾，保存濾液于試劑瓶中待測(cè)。
2. 烹煮用水量對(duì)藥液中重金屬含量的影響
分別稱(chēng)取3.0 g當(dāng)歸樣品于一系列100 mL小燒杯中，分別加入30 mL、40 mL、50 mL、60 mL蒸餾水，并烹煮15分鐘，傾出藥液并過(guò)濾，保存濾液于試劑瓶中待測(cè)。
3. 烹煮時(shí)間對(duì)藥液中重金屬含量的影響
分別稱(chēng)取3.0 g當(dāng)歸樣品于一系列100 mL小燒杯中，分別加入20 mL蒸餾水，并分別烹煮10 min、20 min、25 min、30 min，傾出藥液并過(guò)濾，保存濾液于試劑瓶中待測(cè)。
4. 烹煮前浸泡時(shí)間對(duì)藥液中重金屬含量的影響
分別稱(chēng)取3.0 g當(dāng)歸樣品于一系列100 mL小燒杯中，加入50 mL蒸餾水，并分別浸泡30、60、90、120 min之后將水分別倒凈后分別再加入20 mL蒸餾水，并分別烹煮15 min，傾出藥液并過(guò)濾，保存濾液于試劑瓶中待測(cè)。
5. 烹煮前浸泡水溫對(duì)藥液中重金屬含量的影響
分別稱(chēng)取3.0 g當(dāng)歸樣品于一系列100 mL小燒杯中，加入50 mL 50℃、100℃的蒸餾水分別浸泡30 min，之后將水分別倒凈后分別再加入20 mL蒸餾水，并分別烹煮15 min，傾出藥液并過(guò)濾，保存濾液于試劑瓶中待測(cè)。
二、 實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)與討論
將上述待測(cè)藥液樣品用ICP-MS（電感耦合等離子體質(zhì)譜儀）進(jìn)行測(cè)定藥液中鎘（Cd）、鉛（Pb）、汞（Hg）、銅（Cu）、砷（As）五種重金屬元素的溶出量，其中鎘（Cd）、鉛（Pb）的溶出量低于檢出限，所以在以下測(cè)定當(dāng)歸藥液中重金屬的含量時(shí)，將不對(duì)Cd和Pb進(jìn)行研究。測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為每千克當(dāng)歸樣品烹煮后溶解出的重金屬元素質(zhì)量（mg）。
（一） 烹煮用水對(duì)藥液中重金屬含量的影響
由表1可知，選用礦泉水或蒸餾水作為中藥烹煮用水，重金屬的溶出量基本一樣;而選用自來(lái)水，重金屬的溶出量增多，特別是Hg和As的溶出量明顯增多，這也可能是因?yàn)樽詠?lái)水中本身含有這兩種重金屬元素。所以，為了降低藥液中重金屬的含量，盡量選用蒸餾水或礦泉水作為烹煮用水。
（二） 烹煮用水量對(duì)藥液中重金屬含量的影響
由表2可知，不同的烹煮用水量對(duì)重金屬的溶出量基本不影響。所以，在烹煮中藥時(shí)，病人可遵醫(yī)囑及個(gè)人需要來(lái)選擇用水量。
（三） 烹煮時(shí)間對(duì)藥液中重金屬含量的影響
由表3可知，隨著烹煮時(shí)間的延長(zhǎng)，藥液中三種重金屬的含量均增加;到15 min時(shí)有較明顯的增加，但是經(jīng)過(guò)15 min的充分烹煮，在15 min之后，藥液中三種重金屬的含量基本不再變化。為了保證中藥的藥效，必須要充分烹煮，所以在此條件下，烹煮時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)藥液中重金屬的含量基本不影響，為了保證中藥成分能盡量浸出，可以適當(dāng)延長(zhǎng)烹煮時(shí)間。
（四） 烹煮前浸泡時(shí)間對(duì)藥液中重金屬含量的影響
由表4可知，對(duì)中藥先進(jìn)行浸泡，并倒掉浸泡液后再加水烹煮，藥液中的重金屬含量均有較明顯減小;而且，浸泡時(shí)間越長(zhǎng)，藥液中重金屬含量越低，浸泡60 min后再延長(zhǎng)浸泡時(shí)間，重金屬含量變化不大。因此，可以先對(duì)中藥浸泡60 min左右，再換水進(jìn)行烹煮。
（五） 烹煮前浸泡水溫對(duì)藥液中重金屬含量的影響
由表5可知，用熱水對(duì)中藥先進(jìn)行浸泡后再換水烹煮，藥液中的重金屬含量均有較明顯減小;而且，浸泡水溫越高，藥液中重金屬含量越低，用100℃開(kāi)水浸泡后再換水烹煮，藥液中重金屬含量有較明顯降低。因此，可以先對(duì)中藥用開(kāi)水浸泡，再換水進(jìn)行烹煮。
三、 結(jié)論
綜上所述，在不影響中藥藥效的前提下，最適合的降低藥液中重金屬含量的中藥烹煮方式應(yīng)是：①浸泡：用100℃的熱開(kāi)水，對(duì)中藥分別進(jìn)行歷時(shí)60分鐘的浸泡;②烹煮：用蒸餾水或礦泉水進(jìn)行烹煮。
參考文獻(xiàn)：
[1]周亶，蔣東云，崔林影.茶葉水中重金屬鉛、銅、鋅、錳的浸出率試驗(yàn)研究[J].食品科技，2010（1）：285-288.
作者簡(jiǎn)介：
陳志強(qiáng)，福建省泉州市，福建省泉州市培元中學(xué)。
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下面以《中藥烹煮方式對(duì)藥液中重金屬含量的影響研究》案例為例，闡述課后實(shí)驗(yàn)研究性學(xué)習(xí)的三個(gè)重要環(huán)節(jié)：方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究、結(jié)果分析。
一、 實(shí)驗(yàn)部分
（一） 主要儀器與試劑
塊狀當(dāng)歸樣品50 g、粉末狀當(dāng)歸樣品10 g、蒸餾水、礦泉水;鐵架臺(tái)若干個(gè)、鐵圈若干個(gè)、酒精燈、濾紙、托盤(pán)天平、普通漏斗、100 mL燒杯若干個(gè)、玻璃棒、ICP-MS（電感耦合等離子體質(zhì)譜儀）。
（二） 中藥不同烹煮方式對(duì)藥液中重金屬含量的影響分析
稱(chēng)取3.0 g當(dāng)歸樣品，確定中藥烹煮用水，烹煮用水量，烹煮時(shí)間，剝皮烹煮，研磨烹煮，烹煮前浸泡時(shí)間、浸泡水溫、浸泡次數(shù)，烹煮次數(shù)等。并探討上述不同烹煮方式對(duì)藥液中重金屬含量的影響。
1. 烹煮用水對(duì)藥液中重金屬含量的影響
分別稱(chēng)取3.0 g當(dāng)歸樣品于一系列100 mL小燒杯中，分別加入20 mL自來(lái)水、20 mL礦泉水，20 mL蒸餾水，并烹煮15分鐘，傾出藥液并過(guò)濾，保存濾液于試劑瓶中待測(cè)。
2. 烹煮用水量對(duì)藥液中重金屬含量的影響
分別稱(chēng)取3.0 g當(dāng)歸樣品于一系列100 mL小燒杯中，分別加入30 mL、40 mL、50 mL、60 mL蒸餾水，并烹煮15分鐘，傾出藥液并過(guò)濾，保存濾液于試劑瓶中待測(cè)。
3. 烹煮時(shí)間對(duì)藥液中重金屬含量的影響
分別稱(chēng)取3.0 g當(dāng)歸樣品于一系列100 mL小燒杯中，分別加入20 mL蒸餾水，并分別烹煮10 min、20 min、25 min、30 min，傾出藥液并過(guò)濾，保存濾液于試劑瓶中待測(cè)。
4. 烹煮前浸泡時(shí)間對(duì)藥液中重金屬含量的影響
分別稱(chēng)取3.0 g當(dāng)歸樣品于一系列100 mL小燒杯中，加入50 mL蒸餾水，并分別浸泡30、60、90、120 min之后將水分別倒凈后分別再加入20 mL蒸餾水，并分別烹煮15 min，傾出藥液并過(guò)濾，保存濾液于試劑瓶中待測(cè)。
5. 烹煮前浸泡水溫對(duì)藥液中重金屬含量的影響
分別稱(chēng)取3.0 g當(dāng)歸樣品于一系列100 mL小燒杯中，加入50 mL 50℃、100℃的蒸餾水分別浸泡30 min，之后將水分別倒凈后分別再加入20 mL蒸餾水，并分別烹煮15 min，傾出藥液并過(guò)濾，保存濾液于試劑瓶中待測(cè)。
二、 實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)與討論
將上述待測(cè)藥液樣品用ICP-MS（電感耦合等離子體質(zhì)譜儀）進(jìn)行測(cè)定藥液中鎘（Cd）、鉛（Pb）、汞（Hg）、銅（Cu）、砷（As）五種重金屬元素的溶出量，其中鎘（Cd）、鉛（Pb）的溶出量低于檢出限，所以在以下測(cè)定當(dāng)歸藥液中重金屬的含量時(shí)，將不對(duì)Cd和Pb進(jìn)行研究。測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為每千克當(dāng)歸樣品烹煮后溶解出的重金屬元素質(zhì)量（mg）。
（一） 烹煮用水對(duì)藥液中重金屬含量的影響
由表1可知，選用礦泉水或蒸餾水作為中藥烹煮用水，重金屬的溶出量基本一樣;而選用自來(lái)水，重金屬的溶出量增多，特別是Hg和As的溶出量明顯增多，這也可能是因?yàn)樽詠?lái)水中本身含有這兩種重金屬元素。所以，為了降低藥液中重金屬的含量，盡量選用蒸餾水或礦泉水作為烹煮用水。
（二） 烹煮用水量對(duì)藥液中重金屬含量的影響
由表2可知，不同的烹煮用水量對(duì)重金屬的溶出量基本不影響。所以，在烹煮中藥時(shí)，病人可遵醫(yī)囑及個(gè)人需要來(lái)選擇用水量。
（三） 烹煮時(shí)間對(duì)藥液中重金屬含量的影響
由表3可知，隨著烹煮時(shí)間的延長(zhǎng)，藥液中三種重金屬的含量均增加;到15 min時(shí)有較明顯的增加，但是經(jīng)過(guò)15 min的充分烹煮，在15 min之后，藥液中三種重金屬的含量基本不再變化。為了保證中藥的藥效，必須要充分烹煮，所以在此條件下，烹煮時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)藥液中重金屬的含量基本不影響，為了保證中藥成分能盡量浸出，可以適當(dāng)延長(zhǎng)烹煮時(shí)間。
（四） 烹煮前浸泡時(shí)間對(duì)藥液中重金屬含量的影響
由表4可知，對(duì)中藥先進(jìn)行浸泡，并倒掉浸泡液后再加水烹煮，藥液中的重金屬含量均有較明顯減小;而且，浸泡時(shí)間越長(zhǎng)，藥液中重金屬含量越低，浸泡60 min后再延長(zhǎng)浸泡時(shí)間，重金屬含量變化不大。因此，可以先對(duì)中藥浸泡60 min左右，再換水進(jìn)行烹煮。
（五） 烹煮前浸泡水溫對(duì)藥液中重金屬含量的影響
由表5可知，用熱水對(duì)中藥先進(jìn)行浸泡后再換水烹煮，藥液中的重金屬含量均有較明顯減小;而且，浸泡水溫越高，藥液中重金屬含量越低，用100℃開(kāi)水浸泡后再換水烹煮，藥液中重金屬含量有較明顯降低。因此，可以先對(duì)中藥用開(kāi)水浸泡，再換水進(jìn)行烹煮。
三、 結(jié)論
綜上所述，在不影響中藥藥效的前提下，最適合的降低藥液中重金屬含量的中藥烹煮方式應(yīng)是：①浸泡：用100℃的熱開(kāi)水，對(duì)中藥分別進(jìn)行歷時(shí)60分鐘的浸泡;②烹煮：用蒸餾水或礦泉水進(jìn)行烹煮。
參考文獻(xiàn)：
[1]周亶，蔣東云，崔林影.茶葉水中重金屬鉛、銅、鋅、錳的浸出率試驗(yàn)研究[J].食品科技，2010（1）：285-288.
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