高中校本课程中化学实验的整合案例

潮安区龙溪中学  林志东

我校的校本课程由基础型课程、拓展型课程和研究型课程三类课程组成。这三类课程是相互关联的，是相互渗透的。基础型课程着眼于促进学生基本素质的形成和发展，是全体学生必修的课程；拓展型课程是一种体现不同基础要求、具有一定选择性的课程；研究型课程是学生在教师指导下，根据各自的兴趣、爱好和条件，选择不同的研究课题，独立自主地开展研究，从中培养创新精神和创造能力的一种课程。化学实验是与基本概念教学、基本理论教学、元素化合物教学、化学计算教学等紧密结合在一起的。所以根据不同课程的性质，归纳不同类型实验的内容和要求，有助于把实验教学的计划与整个化学教学的计划有机地结合在一起。为了研究方便，根据高中化学实验在不同课程中的实施，将高中化学实验分为：基础型实验、拓展型实验、研究型实验等。

1.1 基础型实验

基础型实验是高中化学必修课的内容，包括教材上的实验（如几个定量实验等）、配合教学的实验（如气密性检查等）。

案例1  氯水的漂白性

实验课程类型：基础型课程

已整合的实验内容：

课内实验----氯气溶于水得氯水、氯气与氯水漂白性的对比研究

课外实验----氯气溶于水所得氯水与纯水的性质比较及氯水成分的探究

教学片断：

氯气的漂白作用是和氯气的发现同时被人们认识的。目前认为漂白作用主要是由于氯气与水反应生成次氯酸：Cl₂ + H₂O  H⁺ + Cl^－ + HClO。次氯酸有强氧化性，能氧化有色物质，或跟有色物质的烯属官能团起加成反应，从而使有色物质褪色。

干燥的氯气是否具有漂白性？这一点可以通过实验来验证，下面给出一些参考方案：

方案一：

在第一个广口瓶中放入一块干燥的有色布条，在第二个广口瓶中放入一块湿润的有色布条，按下图所示连接装置。将制得的干燥氯气依次通入如图所示的装置，然后用氢氧化钠溶液吸收。观察两块有色布条颜色是否发生变化。

方案二：

（1）在U形管内加入少量水，再把一块湿润的有色布条（20mm×5mm，后同）放入U形管底部，在U形管左侧直管中放入一块干燥的泡沫塑料（海绵状，15mm×15mm×15mm，后同），在泡沫塑料上再放一块干燥的有色布条。

（2）另取一块泡沫塑料在碱液中浸一下，捞出，轻轻挤压至放置后不流碱液为宜，将其放置于U形管右上口处，用于吸收尾气。

（3）把塑料导管插入单孔胶塞，把胶塞塞入U形管左上口，保证气密性。

（4）打开止水夹，缓缓地通入Cl₂，可观察到首先接触Cl₂的干燥的有色布条颜色不变，而在U形管底部的湿润布条的颜色慢慢褪去。

方案三：

用毛笔蘸水并在适当大小的大红纸上写字，随即把红纸插入集满干燥的氯气的集气瓶中，观察同一张红纸上发生的变化。

该方案中的氯气，可用向上排空气法收集，不经干燥也可取得较好效果。但用毛笔写字时，水分要充足，字体要稍肥大。

方案四：

收集一瓶氯气，将有色花朵浸入水中，取出后移开集气瓶的玻璃片并迅速投入集气瓶，再盖上玻璃片。观察花朵颜色的变化。

1.2  拓展型实验

拓展型实验是激发学生学习兴趣、丰富学生课外知识、培养科学探究能力的系列实验。包括趣味化学实验（如指纹检查、时钟实验、鲜花褪色、魔棒点灯、水果电池、加碘食盐中碘元素的鉴定等）；化学小制作实验（如自制汽水、自制除臭剂、自制化学浆糊、自制叶脉书签、自制固体酒精、自制褪色灵、自制酸碱指示剂等）；深化课内知识的探究性实验（如探究卤素单质间的置换反应及卤素离子的检验方法、探究浓硫酸的三条特性、探究铜与不同浓度的硝酸反应的条件和现象、探究氯化氢与氨气进行喷泉实验的方法和原理、探究溶解过程中的热效应和反应中的能量变化等）。

案例2  简易电池制作

实验课程类型：拓展型课程

已整合的实验内容：

课内实验----铜锌原电池

课外实验----水果电池（纸做的电池）、暖宝宝的制作

教学片断：

现在的生活，可谓越来越便捷，我们可以边走边欣赏音乐和打电话，随处可用电脑，手表不用上弦，不会摄影的可以用傻瓜相机，旅游可以携带家用摄像机……这一切都来与电池的应用。电池是一种把化学能转化为电能的装置。现在，让我们应用化学知识揭开电池这个谜。

解剖一节废电池：用剪刀把废电池剪开，表层是锌皮、中间是碳棒，两者间是糊状物。画出电池的构造示意图。

研究电池的工作原理

利用锌片，铜片，稀硫酸，无水乙醇，电流计按照图进行连接设计，填表：

实验记录表

描述电池的工作表条件：①电解质溶液、②活泼性不同的两个电极、③闭合回路。

讨论生活中可以用来做电池的材料

讨论并准备材料

电极：铅笔芯，铁丝，铁钉，铜丝，锌片等；

电解质溶液：番茄，苹果，土豆，柠檬，食盐，醋等。

2．番茄电池

用一根5 cm铜丝和2 mm宽的锌片分别查到西红柿中，用电流计或耳机两端分别接触铜丝和锌片，可见电流计偏转或听到声音。

3．检验自制电路的性能

通过串联自制电池若干节可达供使用的电压（如使用1.5V电珠发亮，使音乐卡工作），填下表：

实验记录表

 

1.3  研究型实验

研究型实验是学生在老师的指导下自主进行科学研究的实验。我校开展了以下系列课程：

自主研修课程（如中药面膜的研究、食盐中碘的含量测定）、化学竞赛课程（如上海市白猫杯竞赛、全国高中生化学联赛实验）等。

研究性学习到底研究什么，怎样研究？研究的内容当然应该来源于对生活的观察和对一些现象的思考。就中学化学而言，研究性学习的方法包括了实验探究，文献研究，社会调查和作品试制。它们有时相对独立，但更多的时候应该是相互交融的。

研究性学习的成果固然很重要，但我们认为更重要的还是过程。正如高中化学课程标准指出：在自主参与研究的实践活动中发展探究化学问题的意识，体验科学的发展和知识形成的过程，感悟科学的思想和方法，培养合作意识和创新精神。只有具备了这样的创新精神和实践能力，我们才能让化学为人类解决更多的问题、难题，当前化学领域面对的难题还有很多，从资源、环境、高新材料乃至人口、社会和经济等更多的领域。

案例3  中药防晒面膜的研究

实验课程类型——研究型课程

已整合的实验内容：

课内实验——物质分离提纯的方法，物质制备和合成方法等。

课外实验——查阅文献资料，了解中药防晒的研究进展。制备乳液基底和中药提取液。通过对不同浓度的中药添加及不同级别的TiO₂添加，测试化妆品的SPF值。

教学片段：

1、背景说明：

由于人们对紫外线过量照射所产生的危害越来越了解，所以除了传统的防晒方法外，许多人还会选择使用防晒化妆品。防晒化妆品的研发已成为市场上化妆品研发的热点之一。

中药化妆品已有2000多年的历史，中医药的大量著作为中药防晒化妆品的研制提供了依据和参考。利用具有防晒作用的中药提取物作为化妆品的添加剂，除能吸收紫外线外，还兼有治疗日光性皮炎和祛斑美白的作用。

2、研究性学习计划

第一阶段：确立课题，成立课题研究小组，介绍研究方法

第二阶段：查阅文献资料，处理信息，制定研究方案

第三阶段：制备试用品，初步对其性能进行评价，成果交流展示

3、本次活动安排

⑴课题小组讨论

⑵中药防晒乳液的制备

⑶试用品展示及交流

4、实验方案：中药防晒乳液的制备

⑴提取：

在烧瓶（250mL）加入黄芩20 g，丁香20 g，乙醇150 mL，加上冷凝管， 78℃搅拌40min。

实验仪器：油浴锅

⑵脱色：

冷却至30℃，加入活性炭2 g，升温至60℃，加热40 min。过滤（抽滤瓶，布氏漏斗滤纸），去除活性炭与中药残渣，得到中药提取液约220mL。

⑶浓缩：

将中药提取液转移至250mL茄形瓶中，加上防溅球装上旋转蒸发仪中，打开冷凝水，再打开循环水泵，关闭活塞，调速至50rad/min，待体系压强减小至稳定，水浴缓慢加热至40℃，茄形瓶中乙醇缓慢蒸发，直至烧瓶中液体至20mL左右，打开活塞，使体系与大气联通，当体系压强变为常压，并降温至室温，关闭循环水泵与旋转，得到浓缩液。下面左图为循环水式真空泵SHB-DⅢ（防腐泵头），右图为旋转蒸发仪。

⑷配制试用品:

用精密电子天平（0.001）称取10.00 g乳液，并加入浓缩液，按质量比1:10，1:20，1:50加入浓缩的中药乙醇溶液，搅拌均匀，装瓶。

化学实验教学需要进行实验资源的整合利用，保证时间和空间，开展以学生为主体的实践活动，让学生充分利用所能利用课程资源，促进学习效率的提高。在不同的课程中采用不同层次的实验资源，有利于各类学生对化学实验进行有效的学习，如拓展型课程是面向各类的学生开放，以生活实验、趣味实验等普及型实验为主；研究型课程是对热衷于科学实验的学有特长的学生开设，以教师引导与自主实验为主。在高中阶段，通过这样多维的课程设置来实现高中化学实验资源在其中的整合。