“高支附”大學(xué)開放日初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐

馮利利，王啟寶，王立艷

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100083)

為了促進(jìn)教育資源均衡、把百姓家門口的學(xué)校建設(shè)成為優(yōu)質(zhì)特色學(xué)校，2014年6月，北京市啟動(dòng)了高校支持附中附小發(fā)展項(xiàng)目(簡(jiǎn)稱“高支附”)，政府出資，高校助力，幫助中小學(xué)實(shí)現(xiàn)特色發(fā)展，全面提高大學(xué)附中、附小辦學(xué)水平和育人質(zhì)量。高校與附中附小簽約合作辦學(xué)后，全面參與中小學(xué)課程建設(shè)、教學(xué)改革、師資培訓(xùn)和特色創(chuàng)建等，為增加優(yōu)質(zhì)資源供給打通渠道、創(chuàng)造條件。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)作為“高支附”發(fā)展項(xiàng)目的成員之一，為礦大附中設(shè)立了興趣小組類、特色課程類、社團(tuán)建設(shè)類項(xiàng)目及開放日創(chuàng)新課程共四大類項(xiàng)目，包含涉及多門學(xué)科的十多個(gè)具體的小類項(xiàng)目。

化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院圍繞“利用大學(xué)優(yōu)勢(shì)資源，夯實(shí)中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)”積極承擔(dān)了開放日化學(xué)創(chuàng)新課程，包括北京市教學(xué)名師開設(shè)系列講座輔導(dǎo)高中化學(xué)課程，名校博士青年教師為中學(xué)生開展化學(xué)前沿科普講座，實(shí)踐教學(xué)豐富的教師和知名教授開展專業(yè)演示實(shí)驗(yàn)，特別是為了解決礦大附中開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件不足的問(wèn)題，將初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課搬進(jìn)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室，由大學(xué)教授給中學(xué)生當(dāng)老師，基于人教版化學(xué)九年級(jí)下冊(cè)第十單元課題1第一節(jié)“酸、堿與指示劑作用”，開設(shè)“廚房化學(xué)之紫甘藍(lán)指示劑與酸堿溶液的作用”實(shí)驗(yàn)。

1 實(shí)驗(yàn)課的設(shè)計(jì)思路

選擇配有多媒體設(shè)備的科研實(shí)驗(yàn)室作為開放實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)課開設(shè)的思路如圖1所示。實(shí)驗(yàn)前，利用大約十五分鐘時(shí)間結(jié)合PPT給初三同學(xué)深入淺出、圖文并茂地開展一場(chǎng)生動(dòng)的“廚房化學(xué)之紫甘藍(lán)指示劑”知識(shí)講座，讓同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒉牧?、原理和方案獲得初步了解，對(duì)紫甘藍(lán)在不同pH值下的顏色變化形成強(qiáng)烈的感官認(rèn)識(shí)，進(jìn)而提出問(wèn)題：“咱們手上的紫甘藍(lán)試液遇酸、堿會(huì)呈現(xiàn)什么顏色？所用的酸、堿溶液的pH值約為多少？”；然后，帶著問(wèn)題開始實(shí)驗(yàn)，通過(guò)體驗(yàn)和驗(yàn)證加深對(duì)“指示劑的作用原理”的理解，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的小組協(xié)作精神和探討問(wèn)題的能力；最后，留下課外拓展作業(yè)，讓同學(xué)們利用生活中的蔬菜水果在家制作指示劑，并觀察與酸堿日用品作用的現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的探究和動(dòng)手能力。

圖1 大學(xué)開放日初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì) Fig.1 The teaching design of junior high school chemistry experiment on the university open day

2 知識(shí)講座

表1 常用酸堿指示劑的性狀和變色范圍Table 1 The properties and discoloration range of common acid and alkali indicators

圖2 不同pH值的溶液滴加紫甘藍(lán)指示劑后顯現(xiàn)的顏色Fig.2 The color of the solution with different pH values after the addition of purple cabbage indicator

Fig.3 The discoloration principle of purple cabbage pigment with the change of the solution pH value 圖3 紫甘藍(lán)色素隨溶液pH值改變而變色的原理

最后，以圖文并茂的形式講述花青素的廣泛來(lái)源—紫甘藍(lán)、紫薯、黑枸杞、桑葚、葡萄、血橙、藍(lán)莓、茄子皮、櫻桃、草莓、紫蘇、黑米、山楂皮等蔬菜、水果和糧食，指出花青素具有的抗

過(guò)敏、增進(jìn)視力、改善睡眠、加固血管等功效，告訴同學(xué)們營(yíng)養(yǎng)膳食，健康成長(zhǎng)的重要性。

3 指示劑與酸堿溶液作用的實(shí)驗(yàn)

圖4 實(shí)驗(yàn)課場(chǎng)面：知識(shí)講座、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象討論

Fig.4 The experimental class scene: knowledge lecture, experiment operation and experimental phenomenon discussion

所用的實(shí)驗(yàn)材料均來(lái)自廚房用品，以白醋為酸源、食用堿面為堿源，用去離子水將其配成一定濃度的酸、堿溶液；取60 g紫甘藍(lán)葉片放入1 L開水中煮五分鐘，冷卻后的紫色溶液作為指示劑放入容量瓶待用。一輪實(shí)驗(yàn)有40名同學(xué)參加，2人一組，分成20組，每個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)5組同學(xué)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，小組同學(xué)一人負(fù)責(zé)酸的滴加，一人負(fù)責(zé)堿的滴加。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)包括四步：(1)體驗(yàn)：將食醋、食堿溶液逐滴加入紫甘藍(lán)試液中，至溶液變色，感知顏色由紫藍(lán)色變?yōu)榧t色或綠色的過(guò)程；(2)判斷：對(duì)照PPT里的色系(圖2)估計(jì)所持酸、堿溶液的pH值；(3)驗(yàn)證：用廣泛pH試紙測(cè)所用酸、堿溶液的pH值，與估計(jì)值比較；(4)再體驗(yàn)：兩名同學(xué)交換試管，保持滴加酸、堿溶液，感知顏色由紅(綠)色重新回到紫藍(lán)色，再到綠(紅)色的變色過(guò)程。透過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象開展討論，促使同學(xué)們回顧知識(shí)講座中紫甘藍(lán)與酸堿作用變色的原理，加深對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。實(shí)驗(yàn)課開課場(chǎng)面如圖4所示，同學(xué)們對(duì)本實(shí)驗(yàn)興趣濃厚，操作認(rèn)真，討論熱烈，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私馑?、堿與指示劑作用的原理和實(shí)驗(yàn)操作；學(xué)會(huì)用酸堿指示劑、pH試紙檢驗(yàn)溶液的酸堿性；激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)動(dòng)手和探究能力。