開展課后實驗研究性學習培養高中生化學實驗能力

摘 要：實驗在化學教學中起著舉足輕重的作用.化學教學本身并不只是傳授給學生一些初步的化學概念和規律，而是通過一系列有效的教育教學手段，全面提高學生的智能，使他們能夠掌握和運用一些化學原理和實驗手段，學會科學研究的基本方法，從而在將來能夠獨立地、有創造性地進一步深入學習和從事社會主義現代化建設.運用化學實驗，通過一系列有效的方法和手段，能夠較好地發展學生的實踐能力和創新水平。

關鍵詞：研究性學習;化學實驗能力;探究

較多研究者認為“傳統教學模式”與普通高中化學課程標準總目標不太和諧：首先，作為認知過程主體的學生在教學過程中自始至終處于受灌輸的被動地位，其主動性、積極性難以發揮，不利于科學素養的培養;其次，學生缺乏主動發現、主動探究的學習環境，求知欲不強;再次，學生與社會上、國際上的信息資源幾乎隔絕，他們對信息的篩選、鑒別、獲取、加工和處理的能力難以培養，無法滿足信息社會對人才素質的需求;不難看出，以知識傳授為主的傳統教學無法支持全面培養學生科學素養的培養目標，因此需要其他的教學方式進行補充和協調，在這樣的背景下，實驗探究的教學方式及學生課后的實驗探究活動被許多教師關注，讓學生更主動地參與實驗探究過程，提高其實驗能力是大勢所趨，刻不容緩。新高考背景下，要求老師必須改變傳統的只側重知識本身的灌輸式教學，必須注重以實驗為載體的學科興趣培養，讓學生在活動中邊實驗邊思考，指導學生進行課后的實驗探究活動，鼓勵學生探究前的大膽實驗假設與實驗設計，強調落實探究過程，培養創新意識。

下面以《中藥烹煮方式對藥液中重金屬含量的影響研究》案例為例，闡述課后實驗研究性學習的三個重要環節：方案設計、實驗探究、結果分析。

一、 實驗部分

（一） 主要儀器與試劑

塊狀當歸樣品50 g、粉末狀當歸樣品10 g、蒸餾水、礦泉水;鐵架臺若干個、鐵圈若干個、酒精燈、濾紙、托盤天平、普通漏斗、100 mL燒杯若干個、玻璃棒、ICP-MS（電感耦合等離子體質譜儀）。

（二） 中藥不同烹煮方式對藥液中重金屬含量的影響分析

稱取3.0 g當歸樣品，確定中藥烹煮用水，烹煮用水量，烹煮時間，剝皮烹煮，研磨烹煮，烹煮前浸泡時間、浸泡水溫、浸泡次數，烹煮次數等。并探討上述不同烹煮方式對藥液中重金屬含量的影響。

1. 烹煮用水對藥液中重金屬含量的影響

分別稱取3.0 g當歸樣品于一系列100 mL小燒杯中，分別加入20 mL自來水、20 mL礦泉水，20 mL蒸餾水，并烹煮15分鐘，傾出藥液并過濾，保存濾液于試劑瓶中待測。

2. 烹煮用水量對藥液中重金屬含量的影響

分別稱取3.0 g當歸樣品于一系列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，傾出藥液并過濾，保存濾液于試劑瓶中待測。

3. 烹煮時間對藥液中重金屬含量的影響

分別稱取3.0 g當歸樣品于一系列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，傾出藥液并過濾，保存濾液于試劑瓶中待測。

4. 烹煮前浸泡時間對藥液中重金屬含量的影響

分別稱取3.0 g當歸樣品于一系列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，傾出藥液并過濾，保存濾液于試劑瓶中待測。

5. 烹煮前浸泡水溫對藥液中重金屬含量的影響

分別稱取3.0 g當歸樣品于一系列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，傾出藥液并過濾，保存濾液于試劑瓶中待測。

二、 實驗測定數據與討論

將上述待測藥液樣品用ICP-MS（電感耦合等離子體質譜儀）進行測定藥液中鎘（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，所以在以下測定當歸藥液中重金屬的含量時，將不對Cd和Pb進行研究。測得的實驗數據為每千克當歸樣品烹煮后溶解出的重金屬元素質量（mg）。

（一） 烹煮用水對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，這也可能是因為自來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重金屬的溶出量基本不影響。所以，在烹煮中藥時，病人可遵醫囑及個人需要來選擇用水量。

（三） 烹煮時間對藥液中重金屬含量的影響

由表3可知，隨著烹煮時間的延長，藥液中三種重金屬的含量均增加;到15 min時有較明顯的增加，但是經過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，烹煮時間的延長對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，可以適當延長烹煮時間。

（四） 烹煮前浸泡時間對藥液中重金屬含量的影響

由表4可知，對中藥先進行浸泡，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，浸泡時間越長，藥液中重金屬含量越低，浸泡60 min后再延長浸泡時間，重金屬含量變化不大。因此，可以先對中藥浸泡60 min左右，再換水進行烹煮。

（五） 烹煮前浸泡水溫對藥液中重金屬含量的影響

由表5可知，用熱水對中藥先進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，可以先對中藥用開水浸泡，再換水進行烹煮。

三、 結論

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是：①浸泡：用100℃的熱開水，對中藥分別進行歷時60分鐘的浸泡;②烹煮：用蒸餾水或礦泉水進行烹煮。

參考文獻：

[1]周亶，蔣東云，崔林影.茶葉水中重金屬鉛、銅、鋅、錳的浸出率試驗研究[J].食品科技，2010（1）：285-288.

作者簡介：

陳志強，福建省泉州市，福建省泉州市培元中學。