以媒体资源引导大学化学实验设计的教学探索

朱洪　赵建庄　郑燕英

摘 要 以提高高等学校学生的化学学科创新性为核心的教育理念向以教学为本的大学课堂教学提出了新的挑战，如何在课堂之外提升大学生对化学学科的创新能动性是现代高等教育的一大研究主题。媒体资源是衔接大学生化学科研与学科知识在生活中实际应用的良好工具，作者在与北京财经频道合作探索《可乐能刷马桶？ 这事儿真靠谱！》的节目制作中，将实际生活中化学知识与课本中酸碱平衡知识点相结合，对如何进行化学基本知识为生活化学服务进行试验设计，并进行了详细探索，在探索过程极大提高了学生对化学学科科研创新的兴趣。本研究探索如何利用媒体资源辅助高等学校教学设计的方法。

关键词 创新教育 媒体资源 高等教育 教学设计

中图分类号：G424 文献标识码：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

近些年来，高等学校的教学注重教学科研与社会需要的结合，这是因为各种新兴产业的发展对高等教育提出了更高的要求。①学生就业从“就业型”向“创业型”转变，创新性成为衡量学校及大学生能力的标度。化学教学设计必须考虑社会发展需求及学生的实际需求，什么样的化学教学对学生创新性开发有促进作用？不同于中学化学教育，高等化学教育应该与社会紧密联系，能够联系社会建设和社会发展。②媒体资源是社会问题和社会发展的导向，通过参与媒体资源中化学问题探索于解决，可以让高等教育的课本知识立体化，在联系理论与实际中对原有知识进行巩固，并对未知探索;通过媒体渠道，高等学校教育的有用模式增强了大学学生社会责任感;通过媒体传播，不仅影响大学生对化学专业知识的求知欲望，也通过媒体导向影响他们思维方式和解决问题的能力，使其具有化学特性的认识论和方法论。媒体资源显然是提高科学素养的一个重要途径。③

随着化学科学发展的突飞猛进，在课堂教授化学科学知识越来越丰富，但是并不追求对科学事实和信息量的更多应用，而是要求对核心概念深刻思考。反观教学现状，很多教师的教学更关注对概念、原理等的传授，主要强调它们的具体定义内容，而不重视这些具体知识背后的实际应用。结果，学生即使学习了大量化学知识，及大量的化学习题，但是不能有效关联在生活中遇到与化学相关的问题，没有化学思维角度，因此不能表现化学求知求真的热情，感受不到受化学教育的荣誉和社会责任感。④

综上所述，帮助学生建立学科社会责任感是提升其化学兴趣、促进其创新的必要途径。重视化学的社会功能教育，媒体资源是有效的途径之一。通过探索媒体资源在高等学校化学的教学辅助功能，帮助学生建立化學主人观念有重要意义，也是顺应时代对大学生素质教育的需求。

1 试验设计

1.1 应用分析

网络热议 “刷桶是可乐等碳酸饮料最主要功效”，由此引发了大量北京市民对可乐的恐慌，认为马桶都能刷干净的可乐，是否会对身体产生危害。北京财经频道记者针对这个问题找到本校求证，就这个生活小问题，笔者组织学生进行探索。

可乐是酸性强的饮料，另外酸性强的食用液体包括了雪碧，白醋等，为此，确定了设计酸性食用液体对尿碱的处理实验。

通过鼓励学生查找资料，找到可乐洗马桶可能的实验原理。马桶污垢难以去除的主要成份是壁上一层黄黄的尿垢。它的主要成份是尿碱，尿液中含有一定量的钙离子与空气中CO2结合成沉淀，也包括磷酸钙的成分。总体呈碱性。⑤

可乐的成分主要含有柠檬酸或磷酸，它的pH大约在3左右，呈较强的酸性，⑥可以将碱性磷酸钙和碳酸钙转变成在水中溶解度較大的磷酸氢钙或碳酸氢钙，使马桶污垢得到去除。

通过组织学生进行资料查询，实验设计，实验进行，数据处理，问题探索与课本知识点结合等环节完成整个探索过程。

1.2 实验设计

购买2种不同品牌的可乐，2种不同品牌的雪碧及1种食用醋，进行实验。根据尿碱的主要成份配制模拟尿碱。将酸性食用液体用于处理模拟尿碱，比较模拟尿碱的去除情况，检测反应前后食用液体的pH值变化情况，并计算不同酸性食用液体提供质子量情况，得出结论。

1.3 实验步骤

（1）模拟尿碱的制备。将碳酸氢钠10 g 加入50 mL去离子水，溶解，加入少量磷酸，至细粒物生成颗粒较大的磷酸钙，溶液静置，将上层清液采用倾斜法倒去，剩余沉淀暴露在空气中，空气中CO2使沉淀中剩余Ca（OH）2转化成CaCO3，此磷酸钙-碳酸钙混合沉淀即为模拟尿碱。

（2）模拟尿碱的溶解：①准备5个干净的小烧杯，分别称取1.0 g 模拟尿碱，1～5号烧杯分别加50mL 可乐、雪碧或醋酸。玻璃棒搅拌2 min，静置，测上层清液pH，结果如表1。②准备4个干净的小烧杯，分别称取0.35 g模拟尿碱，各加50 mL去离子水，可乐，白醋或雪碧。以玻璃棒搅拌2 min，静置，倾斜法去除上层清液，比较所剩沉淀量。

1.4 实验数据

表1  实验数据

2 教学探索

从释放的质子量可以看出白醋>可乐>雪碧对模拟尿碱的处理能力。但在处理马桶时，结果却不相同。可乐对实际厕所尿碱的处理能力强于白醋，笔者以此引导学生进行深层次原因思考，并查相关资料，建立进一步的探索。

学生反馈的信息有尿碱除了大量的沉淀物质之外，还有蛋白质，可乐的成分还有大量橙油、肉桂、柠檬油、肉豆蔻油、芫荽精油、橙花油等可能有机物，可能对蛋白质的溶解性较好，有机质的溶解有利于尿碱的蓬松，有利于马桶冲刷。具体的实验步骤也让学生进行筹划。

3 总结

通过生活媒体的介入，让大学生在完成实验的过程中主动思考的能动性得到增加，在立体化学习课本知识——弱酸弱碱及缓冲体系的基础上，使参与试验的学生对化学的热情度及积极性增强，充分向高等学校学生展示了化学作为实用科学的一面，改进化学理论学习的局限性。在整个试验过程及试验后续过程中，学生的科研创造兴趣浓厚，提出较多有意义的科学问题及实验假设。

以生活媒体为介质，在激发大学生在化学研究中创新的兴趣，这种教学方法具有许多独特的功能。这包括：（1）激发学生的求知欲和好奇心;（2）引起学生生活化学的兴趣，对化学的立体的感知;（3）诱发学生自由多方向地进行质疑与猜想。

同时，在运用媒体资源的过程中指导老师需要遵循以下原则：（1）媒体涉及的化学要适合大学生学生的认知水平，使大部分学生可通过努力思考，查找，探索后能够得到所需答案，从而充分调动学生参与的积极性。（2）同时所涉及的化学问题要有一定的挑战性，培养鼓励学生能从多个方向、多个层次进行思考。众多学生的参与，使方法和结论在不同层次、不同范围内进行。这种开放性化学思维让学生多角度，多方式立体性认识化学理论。通过多层次探讨后，形成探索的观念，进一步启发学生自我创新的要求。（3）这种媒体探索既需要满足媒体报道的要求，同时应该设计和体现与学习者原有知识经验的联系，更主要的是针对媒体问题联系学习原有知识，并进一步拓展。使学生能在理解原有知识的过程中建立寻找未知知识的兴趣，联系相关理论进行主动思考，探索问题解决的多种方法，从原有的观念水平上发展创新。

根据国内外高等院校教学改革的经验，有必要对目前现在千篇一律、非个性化的化学教学模式在某种程度上做改变，合理正确运用媒体渠道在对培养学生的创新思维和创新能力及建立科研兴趣方面将产生积极的作用，其探索也将越来越丰富。

*通讯联系人：朱洪

基金项目：北京农学院促进人才培养综合改革专项计划（BNRC&YX201412），国家自然基金青年项目（21207077）。主持人：朱洪

注释

① 刘知新.谈化学教育与科学素养.化学教育，1999（9）：1-4.

② 顾大明，张立珠，强亮生，唐冬雁.大学化学教学中培养学生能力的实践与效果.大学化学，2011（5）：20-22.

③ 张桂玲，王晓青，李蕾，胡军，唐颐.如何在大学化学大班教学中调动学生学习积极性.大学化学，2004（2）：17-20.

④ 张国林，韩莹，薛怀国，刁国旺.大学化学实验课程体系的改革与实践.大学化学，2010（1）：23-25+31.

⑤ 高志红，陈映映，赵桂兰.卫生间清洁剂的研制及分析测试方法探讨.中国洗涤用品工业，2005（4）：67-71.

⑥ 张琳娜.“可乐”与磷酸.卫生职业教育，2004（10）：107.