中醫藥文化融入中學化學實驗教學的嘗試
——以“蒸餾”實驗教學為例

王曉倩 黃紫洋

（福建師范大學化學與材料學院 福建 福州 350007）

一、問題的提出

中醫藥文化是中華優秀傳統文化，歷經千年傳承而不衰，為中華民族的繁衍和昌盛做出了巨大的貢獻，直到今天仍以其獨特的優勢與西醫相互補充。［1］在《國務院關于印發中醫藥發展戰略規劃綱要（2016-2030年）的通知》中也提到應推動中醫藥文化進校園。［2］中醫藥文化與日常生活聯系緊密，且蘊含著許多與化學相關的知識和原理。［3］而實驗教學是中學化學教學的重要組成部分，能夠促進學生建立及鞏固知識、掌握實驗技能、培養邏輯思維、建立科學方法和塑造優良情感等。［4］將中醫藥文化融入中學化學實驗教學，既能幫助學生提高實驗技能、分析實驗原理和掌握實驗本質，還能提高學生對中醫藥文化的感性認知和理性認識，培養學生對中醫藥文化的興趣，進而增強學生的文化自信。［5］

二、教學內容與學情分析

物質的分離提純是科研、生產和生活中十分重要的操作之一，其相關知識在初、高中的化學教學中均有要求。［6］《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》在必修課程的主題一中要求學生初步學會物質的檢驗、分離和提純等化學實驗基礎知識和基本技能。［7］蘇教版高中化學教材在《必修（第一冊）》專題2第一單元詳細介紹了該部分的內容。［8］近年來，在全國各省市的高考中關于物質分離提純的考查越來越復雜。例如“蒸餾”，許多知識已經拓展至大學，對學生的能力要求越來越高。［9］因此，在教學中有必要進一步引導學生深入學習蒸餾操作的原理和本質，介紹與其相關的操作，拓展學生的思維。在初中化學的學習中，學生已經初步學會運用蒸餾裝置制取蒸餾水。本節課在此基礎上引導學生進一步思考如何利用混合物中各物質間沸點的差異實現物質的分離提純，從而使學生充分理解蒸餾操作的原理，最后再通過對“分餾”操作的介紹促進學生對蒸餾原理的掌握和遷移應用。高一學生思維活躍，好奇心強，在教學過程中應循序漸進，引導學生逐步把握蒸餾操作的本質。

三、教學目標

（1）了解《本草綱目拾遺》和《中華人民共和國藥典》中關于各種“藥露”的記載及其制備方法的介紹，感悟中醫藥文化與化學之間的關系，激發學習興趣。

（2）參考《中華人民共和國藥典》中對金銀花露制法的收載制取金銀花露，掌握蒸餾的基本操作并分析其實驗原理，體會蒸餾操作在生產生活中的廣泛應用。

（3）通過對“分餾”原理的學習，深入理解蒸餾操作的本質，建立沸點不同的物質間分離提純的認識模型。

四、教學流程

基于以上分析，設計教學流程見表1。

表1 “蒸餾”的教學流程

五、教學過程

環節一：學習基本操作

【引入】中醫藥文化博大精深，歷經千年傳承而不衰，直到今天仍以其獨特的優勢與西醫相互補充，并在新型冠狀病毒感染的預防和治療中有著不可替代的作用。

【教師】中藥有各種各樣的劑型，露劑就是其中的一種。金銀花在我們的日常生活中十分常見，今天我們就試著用金銀花制備金銀花露。

【素材】金銀花露。

【處方】金銀花。

【制法】取金銀花62.5 g，用水蒸氣蒸餾，收集蒸餾液約1000 mL，取蒸餾液，調節pH 值至約4.5，加矯味劑適量，過濾，制成1000 mL，灌封，滅菌，或滅菌，灌封，即得〔規格（1）〕。

【功能與主治】清熱解毒。用于暑熱內犯肺胃所致的中暑、痱疹、癤腫，癥見發熱口渴、咽喉腫痛、痱疹鮮紅、頭部癤腫。［10］

【教師】《中華人民共和國藥典》是中國醫藥科技出版社出版的藥學工具書，由一部、二部、三部和四部組成，其中一部收載了2711種中藥。以上是《中華人民共和國藥典》（一部）收載的關于金銀花露的部分內容。

【任務】參考《中華人民共和國藥典》的相關內容用金銀花干花制取金銀花露。

（1）選擇實驗裝置并說明理由；

（2）設計實驗步驟；

（3）總結實驗注意事項。

【學生】小組討論。

【教師】請小組代表分享討論結果。

【學生】在素材中所采用的制取方法是蒸餾，在初中我們學過制備蒸餾水的裝置，可以用這套裝置制取金銀花露。

【教師】水蒸氣蒸餾是蒸餾的一種。水蒸氣蒸餾一般分為3種形式：水氣蒸餾、水上蒸餾和水中蒸餾。同學們選用的這套裝置中水蒸氣發生裝置和蒸餾裝置合為一體，屬于水中蒸餾。

【學生】具體操作步驟：稱取適量金銀花放入圓底燒瓶中，加入適量碎瓷片，再加蒸餾水至圓底燒瓶的1/2 處，組裝好儀器。先打開水龍頭往直形冷凝管中通水，再點燃酒精燈給圓底燒瓶加熱。圓底燒瓶應放在石棉網上加熱，確保受熱均勻。

【教師】如果圓底燒瓶中的物質是純液體，就需要加碎瓷片防止暴沸。但我們放進去的金銀花已經能夠起到防止暴沸的作用，所以就不用再加入碎瓷片了。

【學生】冷凝管中的水應該從下口進，上口出，這樣冷凝效果比較好。

【教師提醒】那溫度計的位置有什么要求嗎？

【學生】應該放在支管口處。

【教師】具體地說，溫度計水銀球的上緣應與支管處的下緣平齊。這樣就能隨時監控氣相餾出混合液，也就是冷凝液的沸點。

【教師】稱取10 g金銀花放入500 mL圓底燒瓶中，加水至圓底燒瓶的1/2 處，組裝好儀器，進行蒸餾操作。

【教師】由于蒸餾所需時間較久，我們先繼續進行下個環節的學習，等下課了我們再看看蒸餾產物。（到下課時錐形瓶中收集到約25 mL 無色透明且氣味較濃的金銀花露）

環節二：分析實驗原理

【素材】“凡物之有質者，皆可取露。露乃物質之精華，其法始于大西洋，傳入中國。大則用甑；小則用壺，皆可蒸取。其露即所蒸物之氣水，物雖有五色不齊，其取之露無不白，只以氣別，不能以色別也。時醫多有用藥露，取其清冽之氣，可以疏瀹靈府，不似湯劑之膩滯腸膈也?！薄侗静菥V目拾遺》［11］

【教師】《本草綱目拾遺》中記載了大量的“藥露”，如“薄荷露”“佛手露”和“茉莉露”等。早在北宋時期，我國人民就已經學會用蒸餾的方法制取香露。到明清之際，香露開始用于醫療。

【教師】人們為什么可以用蒸餾的方式制取金銀花露等露劑呢？這與這些中藥中有效成分的什么性質有關？

【學生】金銀花等中藥的有效成分具有揮發性，加熱到一定溫度時能揮發出來。

【教師】通過加熱，中藥飲片中沸點較低的有效成分與水一起汽化，再將混合蒸氣重新冷凝為液體，使之從中藥飲片中分離出來制得露劑。

【教師】這種將液態物質加熱到沸騰變為蒸氣，又將蒸氣重新冷凝為液體的過程稱為蒸餾。運用該方法可以實現沸點相差較大的物質間的分離。

環節三：內化分離思路

【教師】通過水蒸氣蒸餾所得的“金銀花露”中往往含有大量的水。有什么方法可以進一步提高金銀花露中有效成分的濃度嗎？

【教師提示】金銀花中的有效成分沸點較低，具有揮發性。蒸餾時混合蒸氣中有效成分的比例大于燒瓶內混合物中有效成分的比例。

【學生】可以將制得的金銀花露再多蒸餾幾次。

【教師】多蒸餾幾次確實能提高金銀花露中有效成分的濃度，但這樣重復操作較為復雜且能量損耗較大，有什么方法可以解決這個問題嗎？

【學生】可以設計一套能夠進行連續蒸餾的裝置。

【教師】人們已經發明出具有類似功能的實驗儀器——分餾柱，使用分餾柱對物質進行分離提純的操作叫做分餾。

【教師】（展示韋氏分餾柱）請大家仔細觀察分餾柱的特點，并試著解釋其原因。

【學生】分餾柱很長，柱內有很多刺形的結構，可能是為了增大接觸面積。

【教師】（播放分餾柱中熱交換的動畫）分餾的原理與蒸餾相同。柱內具有各種增大表面積的結構是為了增加回流液體和上升蒸氣的接觸機會。

【教師】在分餾過程中，蒸氣中沸點較高的物質被柱外空氣冷卻為液體，冷凝液在回流途中與上升的蒸氣相遇，上升的蒸氣將熱量傳遞給冷凝液后蒸氣中沸點較高的物質液化回流，在分餾柱中反復進行著“汽化-冷凝-回流”的過程，以至低沸點的物質不斷上升而被蒸餾出來，而沸點較高的物質不斷流回燒瓶里。［12］分餾柱的效率越高，到達分餾柱頂部的蒸氣純度就越高。

【教師】由于裝置構造的不同，普通蒸餾要求各組分間沸點相差30 ℃以上，若要實現充分分離，須達到沸點相差110 ℃以上。而精密的分餾裝置已經能夠對各組分沸點僅差1～2 ℃的混合物進行分離提純。相關的原理和操作將會在大學課程中進一步深入學習，現階段我們只需掌握蒸餾操作的基本原理即可。

【教師】中醫藥文化中還蘊含著許多物質分離提純的方法，希望大家今后多從化學的視角觀察和思考周圍的事物，相信大家會有不一樣的收獲和感受！

六、反思總結

中醫藥文化源遠流長，是中華民族幾千年的智慧結晶。將中醫藥文化融入化學課堂教學，使學生在學習化學知識的同時感受中醫藥文化的魅力。本節課通過引用《本草綱目拾遺》和《中華人民共和國藥典》中關于露劑的相關內容展開教學，借助“金銀花露”的制取幫助學生強化蒸餾基本操作，引導學生深入分析蒸餾操作原理，最后通過介紹“分餾”操作實現學生對該分離思路的內化遷移。將學生的注意力從操作規范與實驗細節轉移到分離方法的本質上，實現實驗教學發展學生思維的功能。