“高支附”大學開放日初中化學實驗教學實踐

馮利利，王啟寶，王立艷

(中國礦業大學(北京) 化學與環境工程學院，北京 100083)

為了促進教育資源均衡、把百姓家門口的學校建設成為優質特色學校，2014年6月，北京市啟動了高校支持附中附小發展項目(簡稱“高支附”)，政府出資，高校助力，幫助中小學實現特色發展，全面提高大學附中、附小辦學水平和育人質量。高校與附中附小簽約合作辦學后，全面參與中小學課程建設、教學改革、師資培訓和特色創建等，為增加優質資源供給打通渠道、創造條件。中國礦業大學(北京)作為“高支附”發展項目的成員之一，為礦大附中設立了興趣小組類、特色課程類、社團建設類項目及開放日創新課程共四大類項目，包含涉及多門學科的十多個具體的小類項目。

化學與環境工程學院圍繞“利用大學優勢資源，夯實中學化學基礎”積極承擔了開放日化學創新課程，包括北京市教學名師開設系列講座輔導高中化學課程，名校博士青年教師為中學生開展化學前沿科普講座，實踐教學豐富的教師和知名教授開展專業演示實驗，特別是為了解決礦大附中開展實驗教學條件不足的問題，將初中化學實驗課搬進大學實驗室，由大學教授給中學生當老師，基于人教版化學九年級下冊第十單元課題1第一節“酸、堿與指示劑作用”，開設“廚房化學之紫甘藍指示劑與酸堿溶液的作用”實驗。

1 實驗課的設計思路

選擇配有多媒體設備的科研實驗室作為開放實驗室，實驗課開設的思路如圖1所示。實驗前，利用大約十五分鐘時間結合PPT給初三同學深入淺出、圖文并茂地開展一場生動的“廚房化學之紫甘藍指示劑”知識講座，讓同學們對實驗目的、材料、原理和方案獲得初步了解，對紫甘藍在不同pH值下的顏色變化形成強烈的感官認識，進而提出問題：“咱們手上的紫甘藍試液遇酸、堿會呈現什么顏色？所用的酸、堿溶液的pH值約為多少？”；然后，帶著問題開始實驗，通過體驗和驗證加深對“指示劑的作用原理”的理解，同時培養學生的小組協作精神和探討問題的能力；最后，留下課外拓展作業，讓同學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象，培養學生的探究和動手能力。

圖1 大學開放日初中化學實驗教學設計 Fig.1 The teaching design of junior high school chemistry experiment on the university open day

2 知識講座

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指示劑后顯現的顏色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源—紫甘藍、紫薯、黑枸杞、桑葚、葡萄、血橙、藍莓、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

過敏、增進視力、改善睡眠、加固血管等功效，告訴同學們營養膳食，健康成長的重要性。

3 指示劑與酸堿溶液作用的實驗

圖4 實驗課場面：知識講座、實驗操作和實驗現象討論

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

所用的實驗材料均來自廚房用品，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。一輪實驗有40名同學參加，2人一組，分成20組，每個實驗臺5組同學。實驗時，小組同學一人負責酸的滴加，一人負責堿的滴加。實驗環節包括四步：(1)體驗：將食醋、食堿溶液逐滴加入紫甘藍試液中，至溶液變色，感知顏色由紫藍色變為紅色或綠色的過程；(2)判斷：對照PPT里的色系(圖2)估計所持酸、堿溶液的pH值；(3)驗證：用廣泛pH試紙測所用酸、堿溶液的pH值，與估計值比較；(4)再體驗：兩名同學交換試管，保持滴加酸、堿溶液，感知顏色由紅(綠)色重新回到紫藍色，再到綠(紅)色的變色過程。透過實驗現象開展討論，促使同學們回顧知識講座中紫甘藍與酸堿作用變色的原理，加深對相關知識的理解。實驗課開課場面如圖4所示，同學們對本實驗興趣濃厚，操作認真，討論熱烈，達到了實驗目的：了解酸、堿與指示劑作用的原理和實驗操作；學會用酸堿指示劑、pH試紙檢驗溶液的酸堿性；激發學生學習化學的興趣，培養動手和探究能力。