以媒體資源引導大學化學實驗設計的教學探索

朱洪　趙建莊　鄭燕英

摘 要 以提高高等學校學生的化學學科創新性為核心的教育理念向以教學為本的大學課堂教學提出了新的挑戰，如何在課堂之外提升大學生對化學學科的創新能動性是現代高等教育的一大研究主題。媒體資源是銜接大學生化學科研與學科知識在生活中實際應用的良好工具，作者在與北京財經頻道合作探索《可樂能刷馬桶？ 這事兒真靠譜！》的節目制作中，將實際生活中化學知識與課本中酸堿平衡知識點相結合，對如何進行化學基本知識為生活化學服務進行試驗設計，并進行了詳細探索，在探索過程極大提高了學生對化學學科科研創新的興趣。本研究探索如何利用媒體資源輔助高等學校教學設計的方法。

關鍵詞 創新教育 媒體資源 高等教育 教學設計

中圖分類號：G424?文獻標識碼：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，高等學校的教學注重教學科研與社會需要的結合，這是因為各種新興產業的發展對高等教育提出了更高的要求。①學生就業從“就業型”向“創業型”轉變，創新性成為衡量學校及大學生能力的標度。化學教學設計必須考慮社會發展需求及學生的實際需求，什么樣的化學教學對學生創新性開發有促進作用？不同于中學化學教育，高等化學教育應該與社會緊密聯系，能夠聯系社會建設和社會發展。②媒體資源是社會問題和社會發展的導向，通過參與媒體資源中化學問題探索于解決，可以讓高等教育的課本知識立體化，在聯系理論與實際中對原有知識進行鞏固，并對未知探索;通過媒體渠道，高等學校教育的有用模式增強了大學學生社會責任感;通過媒體傳播，不僅影響大學生對化學專業知識的求知欲望，也通過媒體導向影響他們思維方式和解決問題的能力，使其具有化學特性的認識論和方法論。媒體資源顯然是提高科學素養的一個重要途徑。③

隨著化學科學發展的突飛猛進，在課堂教授化學科學知識越來越豐富，但是并不追求對科學事實和信息量的更多應用，而是要求對核心概念深刻思考。反觀教學現狀，很多教師的教學更關注對概念、原理等的傳授，主要強調它們的具體定義內容，而不重視這些具體知識背后的實際應用。結果，學生即使學習了大量化學知識，及大量的化學習題，但是不能有效關聯在生活中遇到與化學相關的問題，沒有化學思維角度，因此不能表現化學求知求真的熱情，感受不到受化學教育的榮譽和社會責任感。④

綜上所述，幫助學生建立學科社會責任感是提升其化學興趣、促進其創新的必要途徑。重視化學的社會功能教育，媒體資源是有效的途徑之一。通過探索媒體資源在高等學校化學的教學輔助功能，幫助學生建立化學主人觀念有重要意義，也是順應時代對大學生素質教育的需求。

1 試驗設計

1.1 應用分析

網絡熱議 “刷桶是可樂等碳酸飲料最主要功效”，由此引發了大量北京市民對可樂的恐慌，認為馬桶都能刷干凈的可樂，是否會對身體產生危害。北京財經頻道記者針對這個問題找到本校求證，就這個生活小問題，筆者組織學生進行探索。

可樂是酸性強的飲料，另外酸性強的食用液體包括了雪碧，白醋等，為此，確定了設計酸性食用液體對尿堿的處理實驗。

通過鼓勵學生查找資料，找到可樂洗馬桶可能的實驗原理。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結合成沉淀，也包括磷酸鈣的成分。總體呈堿性。⑤

可樂的成分主要含有檸檬酸或磷酸，它的pH大約在3左右，呈較強的酸性，⑥可以將堿性磷酸鈣和碳酸鈣轉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。

通過組織學生進行資料查詢，實驗設計，實驗進行，數據處理，問題探索與課本知識點結合等環節完成整個探索過程。

1.2 實驗設計

購買2種不同品牌的可樂，2種不同品牌的雪碧及1種食用醋，進行實驗。根據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，檢測反應前后食用液體的pH值變化情況，并計算不同酸性食用液體提供質子量情況，得出結論。

1.3 實驗步驟

（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準備5個干凈的小燒杯，分別稱取1.0 g 模擬尿堿，1～5號燒杯分別加50mL 可樂、雪碧或醋酸。玻璃棒攪拌2 min，靜置，測上層清液pH，結果如表1。②準備4個干凈的小燒杯，分別稱取0.35 g模擬尿堿，各加50 mL去離子水，可樂，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 實驗數據

表1 ?實驗數據

2 教學探索

從釋放的質子量可以看出白醋>可樂>雪碧對模擬尿堿的處理能力。但在處理馬桶時，結果卻不相同。可樂對實際廁所尿堿的處理能力強于白醋，筆者以此引導學生進行深層次原因思考，并查相關資料，建立進一步的探索。

學生反饋的信息有尿堿除了大量的沉淀物質之外，還有蛋白質，可樂的成分還有大量橙油、肉桂、檸檬油、肉豆蔻油、芫荽精油、橙花油等可能有機物，可能對蛋白質的溶解性較好，有機質的溶解有利于尿堿的蓬松，有利于馬桶沖刷。具體的實驗步驟也讓學生進行籌劃。

3 總結

通過生活媒體的介入，讓大學生在完成實驗的過程中主動思考的能動性得到增加，在立體化學習課本知識——弱酸弱堿及緩沖體系的基礎上，使參與試驗的學生對化學的熱情度及積極性增強，充分向高等學校學生展示了化學作為實用科學的一面，改進化學理論學習的局限性。在整個試驗過程及試驗后續過程中，學生的科研創造興趣濃厚，提出較多有意義的科學問題及實驗假設。

以生活媒體為介質，在激發大學生在化學研究中創新的興趣，這種教學方法具有許多獨特的功能。這包括：（1）激發學生的求知欲和好奇心;（2）引起學生生活化學的興趣，對化學的立體的感知;（3）誘發學生自由多方向地進行質疑與猜想。

同時，在運用媒體資源的過程中指導老師需要遵循以下原則：（1）媒體涉及的化學要適合大學生學生的認知水平，使大部分學生可通過努力思考，查找，探索后能夠得到所需答案，從而充分調動學生參與的積極性。（2）同時所涉及的化學問題要有一定的挑戰性，培養鼓勵學生能從多個方向、多個層次進行思考。眾多學生的參與，使方法和結論在不同層次、不同范圍內進行。這種開放性化學思維讓學生多角度，多方式立體性認識化學理論。通過多層次探討后，形成探索的觀念，進一步啟發學生自我創新的要求。（3）這種媒體探索既需要滿足媒體報道的要求，同時應該設計和體現與學習者原有知識經驗的聯系，更主要的是針對媒體問題聯系學習原有知識，并進一步拓展。使學生能在理解原有知識的過程中建立尋找未知知識的興趣，聯系相關理論進行主動思考，探索問題解決的多種方法，從原有的觀念水平上發展創新。

根據國內外高等院校教學改革的經驗，有必要對目前現在千篇一律、非個性化的化學教學模式在某種程度上做改變，合理正確運用媒體渠道在對培養學生的創新思維和創新能力及建立科研興趣方面將產生積極的作用，其探索也將越來越豐富。

*通訊聯系人：朱洪

基金項目：北京農學院促進人才培養綜合改革專項計劃（BNRC&YX201412），國家自然基金青年項目（21207077）。主持人：朱洪

注釋

① 劉知新.談化學教育與科學素養.化學教育，1999（9）：1-4.

② 顧大明，張立珠，強亮生，唐冬雁.大學化學教學中培養學生能力的實踐與效果.大學化學，2011（5）：20-22.

③ 張桂玲，王曉青，李蕾，胡軍，唐頤.如何在大學化學大班教學中調動學生學習積極性.大學化學，2004（2）：17-20.

④ 張國林，韓瑩，薛懷國，刁國旺.大學化學實驗課程體系的改革與實踐.大學化學，2010（1）：23-25+31.

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

⑥ 張琳娜.“可樂”與磷酸.衛生職業教育，2004（10）：107.