开展课后实验研究性学习培养高中生化学实验能力

摘 要：实验在化学教学中起着举足轻重的作用.化学教学本身并不只是传授给学生一些初步的化学概念和规律，而是通过一系列有效的教育教学手段，全面提高学生的智能，使他们能够掌握和运用一些化学原理和实验手段，学会科学研究的基本方法，从而在将来能够独立地、有创造性地进一步深入学习和从事社会主义现代化建设.运用化学实验，通过一系列有效的方法和手段，能够较好地发展学生的实践能力和创新水平。

关键词：研究性学习;化学实验能力;探究

较多研究者认为“传统教学模式”与普通高中化学课程标准总目标不太和谐：首先，作为认知过程主体的学生在教学过程中自始至终处于受灌输的被动地位，其主动性、积极性难以发挥，不利于科学素养的培养;其次，学生缺乏主动发现、主动探究的学习环境，求知欲不强;再次，学生与社会上、国际上的信息资源几乎隔绝，他们对信息的筛选、鉴别、获取、加工和处理的能力难以培养，无法满足信息社会对人才素质的需求;不难看出，以知识传授为主的传统教学无法支持全面培养学生科学素养的培养目标，因此需要其他的教学方式进行补充和协调，在这样的背景下，实验探究的教学方式及学生课后的实验探究活动被许多教师关注，让学生更主动地参与实验探究过程，提高其实验能力是大势所趋，刻不容缓。新高考背景下，要求老师必须改变传统的只侧重知识本身的灌输式教学，必须注重以实验为载体的学科兴趣培养，让学生在活动中边实验边思考，指导学生进行课后的实验探究活动，鼓励学生探究前的大胆实验假设与实验设计，强调落实探究过程，培养创新意识。

下面以《中药烹煮方式对药液中重金属含量的影响研究》案例为例，阐述课后实验研究性学习的三个重要环节：方案设计、实验探究、结果分析。

一、 实验部分

（一） 主要仪器与试剂

块状当归样品50 g、粉末状当归样品10 g、蒸馏水、矿泉水;铁架台若干个、铁圈若干个、酒精灯、滤纸、托盘天平、普通漏斗、100 mL烧杯若干个、玻璃棒、ICP-MS（电感耦合等离子体质谱仪）。

（二） 中药不同烹煮方式对药液中重金属含量的影响分析

称取3.0 g当归样品，确定中药烹煮用水，烹煮用水量，烹煮时间，剥皮烹煮，研磨烹煮，烹煮前浸泡时间、浸泡水温、浸泡次数，烹煮次数等。并探讨上述不同烹煮方式对药液中重金属含量的影响。

1. 烹煮用水对药液中重金属含量的影响

分别称取3.0 g当归样品于一系列100 mL小烧杯中，分别加入20 mL自来水、20 mL矿泉水，20 mL蒸馏水，并烹煮15分钟，倾出药液并过滤，保存滤液于试剂瓶中待测。

2. 烹煮用水量对药液中重金属含量的影响

分别称取3.0 g当归样品于一系列100 mL小烧杯中，分别加入30 mL、40 mL、50 mL、60 mL蒸馏水，并烹煮15分钟，倾出药液并过滤，保存滤液于试剂瓶中待测。

3. 烹煮时间对药液中重金属含量的影响

分别称取3.0 g当归样品于一系列100 mL小烧杯中，分别加入20 mL蒸馏水，并分别烹煮10 min、20 min、25 min、30 min，倾出药液并过滤，保存滤液于试剂瓶中待测。

4. 烹煮前浸泡时间对药液中重金属含量的影响

分别称取3.0 g当归样品于一系列100 mL小烧杯中，加入50 mL蒸馏水，并分别浸泡30、60、90、120 min之后将水分别倒净后分别再加入20 mL蒸馏水，并分别烹煮15 min，倾出药液并过滤，保存滤液于试剂瓶中待测。

5. 烹煮前浸泡水温对药液中重金属含量的影响

分别称取3.0 g当归样品于一系列100 mL小烧杯中，加入50 mL 50℃、100℃的蒸馏水分别浸泡30 min，之后将水分别倒净后分别再加入20 mL蒸馏水，并分别烹煮15 min，倾出药液并过滤，保存滤液于试剂瓶中待测。

二、 实验测定数据与讨论

将上述待测药液样品用ICP-MS（电感耦合等离子体质谱仪）进行测定药液中镉（Cd）、铅（Pb）、汞（Hg）、铜（Cu）、砷（As）五种重金属元素的溶出量，其中镉（Cd）、铅（Pb）的溶出量低于检出限，所以在以下测定当归药液中重金属的含量时，将不对Cd和Pb进行研究。测得的实验数据为每千克当归样品烹煮后溶解出的重金属元素质量（mg）。

（一） 烹煮用水对药液中重金属含量的影响

由表1可知，选用矿泉水或蒸馏水作为中药烹煮用水，重金属的溶出量基本一样;而选用自来水，重金屬的溶出量增多，特别是Hg和As的溶出量明显增多，这也可能是因为自来水中本身含有这两种重金属元素。所以，为了降低药液中重金属的含量，尽量选用蒸馏水或矿泉水作为烹煮用水。

（二） 烹煮用水量对药液中重金属含量的影响

由表2可知，不同的烹煮用水量对重金属的溶出量基本不影响。所以，在烹煮中药时，病人可遵医嘱及个人需要来选择用水量。

（三） 烹煮时间对药液中重金属含量的影响

由表3可知，随着烹煮时间的延长，药液中三种重金属的含量均增加;到15 min时有较明显的增加，但是经过15 min的充分烹煮，在15 min之后，药液中三种重金属的含量基本不再变化。为了保证中药的药效，必须要充分烹煮，所以在此条件下，烹煮时间的延长对药液中重金属的含量基本不影响，为了保证中药成分能尽量浸出，可以适当延长烹煮时间。

（四） 烹煮前浸泡时间对药液中重金属含量的影响

由表4可知，对中药先进行浸泡，并倒掉浸泡液后再加水烹煮，药液中的重金属含量均有较明显减小;而且，浸泡时间越长，药液中重金属含量越低，浸泡60 min后再延长浸泡时间，重金属含量变化不大。因此，可以先对中药浸泡60 min左右，再换水进行烹煮。

（五） 烹煮前浸泡水温对药液中重金属含量的影响

由表5可知，用热水对中药先进行浸泡后再换水烹煮，药液中的重金属含量均有较明显减小;而且，浸泡水温越高，药液中重金属含量越低，用100℃开水浸泡后再换水烹煮，药液中重金属含量有较明显降低。因此，可以先对中药用开水浸泡，再换水进行烹煮。

三、 结论

综上所述，在不影响中药药效的前提下，最适合的降低药液中重金属含量的中药烹煮方式应是：①浸泡：用100℃的热开水，对中药分别进行历时60分钟的浸泡;②烹煮：用蒸馏水或矿泉水进行烹煮。

参考文献：

[1]周亶，蒋东云，崔林影.茶叶水中重金属铅、铜、锌、锰的浸出率试验研究[J].食品科技，2010（1）：285-288.

作者简介：

陈志强，福建省泉州市，福建省泉州市培元中学。