以媒體資源引導(dǎo)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的教學(xué)探索

朱洪　趙建莊　鄭燕英

摘 要 以提高高等學(xué)校學(xué)生的化學(xué)學(xué)科創(chuàng)新性為核心的教育理念向以教學(xué)為本的大學(xué)課堂教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)，如何在課堂之外提升大學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的創(chuàng)新能動(dòng)性是現(xiàn)代高等教育的一大研究主題。媒體資源是銜接大學(xué)生化學(xué)科研與學(xué)科知識(shí)在生活中實(shí)際應(yīng)用的良好工具，作者在與北京財(cái)經(jīng)頻道合作探索《可樂(lè)能刷馬桶？ 這事兒真靠譜！》的節(jié)目制作中，將實(shí)際生活中化學(xué)知識(shí)與課本中酸堿平衡知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合，對(duì)如何進(jìn)行化學(xué)基本知識(shí)為生活化學(xué)服務(wù)進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了詳細(xì)探索，在探索過(guò)程極大提高了學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科科研創(chuàng)新的興趣。本研究探索如何利用媒體資源輔助高等學(xué)校教學(xué)設(shè)計(jì)的方法。

關(guān)鍵詞 創(chuàng)新教育 媒體資源 高等教育 教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G424?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.02.060

Teaching Exploration of University Chemistry Experimental

Design Guided by Media Resources

ZHU Hong， ZHAO Jianzhuang， ZHENG Yanying

（Department of Basic Education， Beijing University of Agriculture， Beijing 102206）

Abstract Colleges and universities to improve the students' chemistry innovation as the core of educational philosophy to teaching-oriented university classroom presents new challenges， how to enhance the college students of chemistry innovation initiative outside the classroom is a great modern higher education Research topics. Media Resources is a good tool for convergence of chemical research and academic knowledge in the life of college students practical application， the authors explore cooperation with Beijing Finance Channel "Coke can brush toilet ？ This thing really fly！ "The program production， the real life chemistry textbook knowledge and acid-base balance in the combination of knowledge， basic knowledge of how to conduct a chemical test designed for chemical service life， and carried out a detailed exploration in the exploration process greatly improves chemistry students interested in research and innovation. This study was to explore how to use the method of media resources assisted colleges and universities teaching design.

Key words innovative education; media resources; higher education; teaching design

近些年來(lái)，高等學(xué)校的教學(xué)注重教學(xué)科研與社會(huì)需要的結(jié)合，這是因?yàn)楦鞣N新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)高等教育提出了更高的要求。①學(xué)生就業(yè)從“就業(yè)型”向“創(chuàng)業(yè)型”轉(zhuǎn)變，創(chuàng)新性成為衡量學(xué)校及大學(xué)生能力的標(biāo)度。化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)必須考慮社會(huì)發(fā)展需求及學(xué)生的實(shí)際需求，什么樣的化學(xué)教學(xué)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新性開(kāi)發(fā)有促進(jìn)作用？不同于中學(xué)化學(xué)教育，高等化學(xué)教育應(yīng)該與社會(huì)緊密聯(lián)系，能夠聯(lián)系社會(huì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展。②媒體資源是社會(huì)問(wèn)題和社會(huì)發(fā)展的導(dǎo)向，通過(guò)參與媒體資源中化學(xué)問(wèn)題探索于解決，可以讓高等教育的課本知識(shí)立體化，在聯(lián)系理論與實(shí)際中對(duì)原有知識(shí)進(jìn)行鞏固，并對(duì)未知探索;通過(guò)媒體渠道，高等學(xué)校教育的有用模式增強(qiáng)了大學(xué)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感;通過(guò)媒體傳播，不僅影響大學(xué)生對(duì)化學(xué)專業(yè)知識(shí)的求知欲望，也通過(guò)媒體導(dǎo)向影響他們思維方式和解決問(wèn)題的能力，使其具有化學(xué)特性的認(rèn)識(shí)論和方法論。媒體資源顯然是提高科學(xué)素養(yǎng)的一個(gè)重要途徑。③

隨著化學(xué)科學(xué)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，在課堂教授化學(xué)科學(xué)知識(shí)越來(lái)越豐富，但是并不追求對(duì)科學(xué)事實(shí)和信息量的更多應(yīng)用，而是要求對(duì)核心概念深刻思考。反觀教學(xué)現(xiàn)狀，很多教師的教學(xué)更關(guān)注對(duì)概念、原理等的傳授，主要強(qiáng)調(diào)它們的具體定義內(nèi)容，而不重視這些具體知識(shí)背后的實(shí)際應(yīng)用。結(jié)果，學(xué)生即使學(xué)習(xí)了大量化學(xué)知識(shí)，及大量的化學(xué)習(xí)題，但是不能有效關(guān)聯(lián)在生活中遇到與化學(xué)相關(guān)的問(wèn)題，沒(méi)有化學(xué)思維角度，因此不能表現(xiàn)化學(xué)求知求真的熱情，感受不到受化學(xué)教育的榮譽(yù)和社會(huì)責(zé)任感。④

綜上所述，幫助學(xué)生建立學(xué)科社會(huì)責(zé)任感是提升其化學(xué)興趣、促進(jìn)其創(chuàng)新的必要途徑。重視化學(xué)的社會(huì)功能教育，媒體資源是有效的途徑之一。通過(guò)探索媒體資源在高等學(xué)校化學(xué)的教學(xué)輔助功能，幫助學(xué)生建立化學(xué)主人觀念有重要意義，也是順應(yīng)時(shí)代對(duì)大學(xué)生素質(zhì)教育的需求。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 應(yīng)用分析

網(wǎng)絡(luò)熱議 “刷桶是可樂(lè)等碳酸飲料最主要功效”，由此引發(fā)了大量北京市民對(duì)可樂(lè)的恐慌，認(rèn)為馬桶都能刷干凈的可樂(lè)，是否會(huì)對(duì)身體產(chǎn)生危害。北京財(cái)經(jīng)頻道記者針對(duì)這個(gè)問(wèn)題找到本校求證，就這個(gè)生活小問(wèn)題，筆者組織學(xué)生進(jìn)行探索。

可樂(lè)是酸性強(qiáng)的飲料，另外酸性強(qiáng)的食用液體包括了雪碧，白醋等，為此，確定了設(shè)計(jì)酸性食用液體對(duì)尿堿的處理實(shí)驗(yàn)。

通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生查找資料，找到可樂(lè)洗馬桶可能的實(shí)驗(yàn)原理。馬桶污垢難以去除的主要成份是壁上一層黃黃的尿垢。它的主要成份是尿堿，尿液中含有一定量的鈣離子與空氣中CO2結(jié)合成沉淀，也包括磷酸鈣的成分。總體呈堿性。⑤

可樂(lè)的成分主要含有檸檬酸或磷酸，它的pH大約在3左右，呈較強(qiáng)的酸性，⑥可以將堿性磷酸鈣和碳酸鈣轉(zhuǎn)變成在水中溶解度較大的磷酸氫鈣或碳酸氫鈣，使馬桶污垢得到去除。

通過(guò)組織學(xué)生進(jìn)行資料查詢，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，數(shù)據(jù)處理，問(wèn)題探索與課本知識(shí)點(diǎn)結(jié)合等環(huán)節(jié)完成整個(gè)探索過(guò)程。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

購(gòu)買2種不同品牌的可樂(lè)，2種不同品牌的雪碧及1種食用醋，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。根據(jù)尿堿的主要成份配制模擬尿堿。將酸性食用液體用于處理模擬尿堿，比較模擬尿堿的去除情況，檢測(cè)反應(yīng)前后食用液體的pH值變化情況，并計(jì)算不同酸性食用液體提供質(zhì)子量情況，得出結(jié)論。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）模擬尿堿的制備。將碳酸氫鈉10 g 加入50 mL去離子水，溶解，加入少量磷酸，至細(xì)粒物生成顆粒較大的磷酸鈣，溶液靜置，將上層清液采用傾斜法倒去，剩余沉淀暴露在空氣中，空氣中CO2使沉淀中剩余Ca（OH）2轉(zhuǎn)化成CaCO3，此磷酸鈣-碳酸鈣混合沉淀即為模擬尿堿。

（2）模擬尿堿的溶解：①準(zhǔn)備5個(gè)干凈的小燒杯，分別稱取1.0 g 模擬尿堿，1～5號(hào)燒杯分別加50mL 可樂(lè)、雪碧或醋酸。玻璃棒攪拌2 min，靜置，測(cè)上層清液pH，結(jié)果如表1。②準(zhǔn)備4個(gè)干凈的小燒杯，分別稱取0.35 g模擬尿堿，各加50 mL去離子水，可樂(lè)，白醋或雪碧。以玻璃棒攪拌2 min，靜置，傾斜法去除上層清液，比較所剩沉淀量。

1.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表1 ?實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2 教學(xué)探索

從釋放的質(zhì)子量可以看出白醋>可樂(lè)>雪碧對(duì)模擬尿堿的處理能力。但在處理馬桶時(shí)，結(jié)果卻不相同。可樂(lè)對(duì)實(shí)際廁所尿堿的處理能力強(qiáng)于白醋，筆者以此引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深層次原因思考，并查相關(guān)資料，建立進(jìn)一步的探索。

學(xué)生反饋的信息有尿堿除了大量的沉淀物質(zhì)之外，還有蛋白質(zhì)，可樂(lè)的成分還有大量橙油、肉桂、檸檬油、肉豆蔻油、芫荽精油、橙花油等可能有機(jī)物，可能對(duì)蛋白質(zhì)的溶解性較好，有機(jī)質(zhì)的溶解有利于尿堿的蓬松，有利于馬桶沖刷。具體的實(shí)驗(yàn)步驟也讓學(xué)生進(jìn)行籌劃。

3 總結(jié)

通過(guò)生活媒體的介入，讓大學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中主動(dòng)思考的能動(dòng)性得到增加，在立體化學(xué)習(xí)課本知識(shí)——弱酸弱堿及緩沖體系的基礎(chǔ)上，使參與試驗(yàn)的學(xué)生對(duì)化學(xué)的熱情度及積極性增強(qiáng)，充分向高等學(xué)校學(xué)生展示了化學(xué)作為實(shí)用科學(xué)的一面，改進(jìn)化學(xué)理論學(xué)習(xí)的局限性。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程及試驗(yàn)后續(xù)過(guò)程中，學(xué)生的科研創(chuàng)造興趣濃厚，提出較多有意義的科學(xué)問(wèn)題及實(shí)驗(yàn)假設(shè)。

以生活媒體為介質(zhì)，在激發(fā)大學(xué)生在化學(xué)研究中創(chuàng)新的興趣，這種教學(xué)方法具有許多獨(dú)特的功能。這包括：（1）激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心;（2）引起學(xué)生生活化學(xué)的興趣，對(duì)化學(xué)的立體的感知;（3）誘發(fā)學(xué)生自由多方向地進(jìn)行質(zhì)疑與猜想。

同時(shí)，在運(yùn)用媒體資源的過(guò)程中指導(dǎo)老師需要遵循以下原則：（1）媒體涉及的化學(xué)要適合大學(xué)生學(xué)生的認(rèn)知水平，使大部分學(xué)生可通過(guò)努力思考，查找，探索后能夠得到所需答案，從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性。（2）同時(shí)所涉及的化學(xué)問(wèn)題要有一定的挑戰(zhàn)性，培養(yǎng)鼓勵(lì)學(xué)生能從多個(gè)方向、多個(gè)層次進(jìn)行思考。眾多學(xué)生的參與，使方法和結(jié)論在不同層次、不同范圍內(nèi)進(jìn)行。這種開(kāi)放性化學(xué)思維讓學(xué)生多角度，多方式立體性認(rèn)識(shí)化學(xué)理論。通過(guò)多層次探討后，形成探索的觀念，進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生自我創(chuàng)新的要求。（3）這種媒體探索既需要滿足媒體報(bào)道的要求，同時(shí)應(yīng)該設(shè)計(jì)和體現(xiàn)與學(xué)習(xí)者原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系，更主要的是針對(duì)媒體問(wèn)題聯(lián)系學(xué)習(xí)原有知識(shí)，并進(jìn)一步拓展。使學(xué)生能在理解原有知識(shí)的過(guò)程中建立尋找未知知識(shí)的興趣，聯(lián)系相關(guān)理論進(jìn)行主動(dòng)思考，探索問(wèn)題解決的多種方法，從原有的觀念水平上發(fā)展創(chuàng)新。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外高等院校教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn)，有必要對(duì)目前現(xiàn)在千篇一律、非個(gè)性化的化學(xué)教學(xué)模式在某種程度上做改變，合理正確運(yùn)用媒體渠道在對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力及建立科研興趣方面將產(chǎn)生積極的作用，其探索也將越來(lái)越豐富。

*通訊聯(lián)系人：朱洪

基金項(xiàng)目：北京農(nóng)學(xué)院促進(jìn)人才培養(yǎng)綜合改革專項(xiàng)計(jì)劃（BNRC&YX201412），國(guó)家自然基金青年項(xiàng)目（21207077）。主持人：朱洪

注釋

① 劉知新.談化學(xué)教育與科學(xué)素養(yǎng).化學(xué)教育，1999（9）：1-4.

② 顧大明，張立珠，強(qiáng)亮生，唐冬雁.大學(xué)化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生能力的實(shí)踐與效果.大學(xué)化學(xué)，2011（5）：20-22.

③ 張桂玲，王曉青，李蕾，胡軍，唐頤.如何在大學(xué)化學(xué)大班教學(xué)中調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性.大學(xué)化學(xué)，2004（2）：17-20.

④ 張國(guó)林，韓瑩，薛懷國(guó)，刁國(guó)旺.大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系的改革與實(shí)踐.大學(xué)化學(xué)，2010（1）：23-25+31.

⑤ 高志紅，陳映映，趙桂蘭.衛(wèi)生間清潔劑的研制及分析測(cè)試方法探討.中國(guó)洗滌用品工業(yè)，2005（4）：67-71.

⑥ 張琳娜.“可樂(lè)”與磷酸.衛(wèi)生職業(yè)教育，2004（10）：107.