“牙膏中某些主要成分的检验”
摘要：实验化学是高中化学课程的一个重要模块，教师应在教学中既注重学生实验基础知识的巩固，也要注意培养学生的实验设计能力、术语表达能力、探究精神和合作精神。
关键词：实验；设计；能力；探究
现行苏教版教材无论在形式还是内容上都发生了“翻天覆地”的变化，尤其是将化学实验单独进行编写，这就使得很多教师在实际教学中好象无从下手。笔者发现，苏教版《实验化学》的内容编写上主要分为两个主题“化学实验基础”和“化学实验探究”，所以教师在教学过程中应既“重探究”，又不能忽视对基础实验的教学，应将化学实验的基础知识学习与探究性实验的研究有机地整合在一起。笔者以专题3课题1《牙膏和火柴头中某些成分的检验》授课为例浅谈实验化学的教学模式和教学策略。
1 设计思路
1.1探索从生活走进化学，从化学走向社会教学理念
生活中的衣食住行各个方面都离不开化学，对21世纪公民来说，必须具备基本化学素质，初三学生通过一年的化学学习，应知道在哪里能找到化学，化学能回答生活中的哪些问题，化学能为我们当前生活做什么，本节复习课正是探索从生活走进化学，从化学走向社会教学理念。
1.2探索应用情境引导、问题探究式学习模式
问题探究式学习的展开，关键在于“探索未知”的情景引导设计。合适的情景有助于调动学生自身的潜能，只有被调动了的潜能才有可能发展成为学生的能力。在本节初中复习课中，围绕日常生活中牙膏磨擦剂来创设学习情景，发挥学生的主体作用，引导学生提出猜想、设计实验、验证猜想、得出结论，在应用知识解决实际问题的过程中，培养学生的能力。
2 教学目标
2.1知识与技能
（1）复习碳酸根离子的检验；（2）加深对酸、碱、盐性质的认识；
2.2过程和方法
培养学生实验设计及动手操作能力，通过实验现象得出科学结论的能力。
2.3情感态度与价值观
引导学生关注生活中化学，体验到科学探究是人们认识客观世界的重要途径。
3 教学模式
情境引导—问题探究式
具体过程：创设情境，提出问题→提出假设，设计方案→讨论方案，解决问题→实验验证，得出结论。
4 活动探究设计
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4.1 创设情境，提出课题
[放映] 商场、超市中各种牙膏的种类和某品牌牙膏的广告片。
[教师] 从广告语和生活中我们知道使用牙膏刷牙不仅能去除因日常饮食带来的牙渍，恢复牙齿的健康洁白，还可以帮助防止牙渍再生，持久洁白牙齿。牙膏为什么有这些作用呢？
[学生] 应该与牙膏中所含物质的成分有关，与所含物质的性质有关等（渗透学科学习方法教育）。
[教师] 牙膏中到底含有哪些主要成分，我也不清楚，我也很想知道牙膏的主要成分，我从网上下载了一些有用资料。
牙膏的成分与作用
牙膏是由多种无机物和有机物组成的，它包括摩擦剂、洗涤泡沫剂、粘合剂、保湿剂、甜味剂、芳香剂和水分。近几年来，在牙膏中还加入了各种药物，制成多种药物牙膏。摩擦剂是牙膏的主体，常用的摩擦剂有碳酸钙、氢氧化铝、二氧化硅，用量在30％～55％之间。为了增加去污效果，还需加入约2％洗涤泡沫剂，牙膏能洁白牙齿主要靠这两种成份的作用。摩擦剂具有一定的摩擦力，洗涤泡沫剂具有洗涤和发生泡沫的作用，二者结合起来加上牙刷的作用，就能把牙齿表面的污垢刷去，使牙齿洁白如玉。
[投影] 网上下载了有关牙膏的资料（渗透了另一种学习方法，利用网络资料）。
[教师] 从资料介绍来看，牙膏虽然种类很多，但都含有摩擦剂，今天同学们都从家里带来了你
所使用的牙膏，通过资料介绍你想对牙膏进行哪些方面的探究？
[学生] “我想探究中华牙膏中的摩擦剂是什么？”、“我想探究佳洁士牙膏中摩擦剂的质量分数是多少？”、“牙膏中的摩擦剂会伤害牙齿吗”、“我想知道碳酸钙摩擦剂的制取方法”、“我想知道洗涤泡沫剂的化学式”，“我想知道含氟牙膏中氟的作用”┅┅。（学生非常兴奋的说出许多想知道和想探究的问题）。
[教师] 同学们你们能解决上述问题吗？
[学生甲] 我想合格牙膏中的摩擦剂可使牙菌斑，软垢和食物残渣去除，又不会对牙面及牙龈产生伤害。不合格牙膏中的摩擦剂粗糙，刷牙时有象沙子一样的颗粒滞留在嘴里，容易伤害牙齿。
[学生乙] 我认为牙膏中的摩擦剂（如碳酸钙）要颗粒细、纯度高和均匀才能做摩擦剂。所以不能用石灰石直接做摩擦剂，石灰石中含杂质太多，需要用含碳酸钙的物质（如石灰石）进行提纯。
[学生丙] 含氟牙膏能增加牙齿的抗龋力。
[教师] 针对提出的问题，分小组来解决以下问题（引导学生提出有探究性价值的问题）：
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探究课题
1．如果牙膏中摩擦剂量只含有一种，如何探究你使用的牙膏中
摩擦剂是什么？
2．如何由石灰石制取颗粒细而纯的碳酸钙磨擦剂？
3．牙膏中的摩擦剂（只含碳酸钙）的质量分数如何测定并计算？
（下节课我们再探究）。
4.2 提出假设，设计方案
[教师] 学生分小组进行讨论（引导学生开展合作学习）。
[投影] 讨论要求：
讨论要求
第一课题，要求提出假设，并设计出具体的实验方案。
第二课题，要求设计原理和具体步骤，并完成相应的化学方程式。
第三课题，要求学生回家完成，设计实验步骤和装置。
讨论结束后每组选一名学生汇报你们组的方案，其他同学补充，各小组
在讨论和设计方案时如有不能解决的问题提出交全班解决。
[学生] 学生讨论非常激烈，代表发言积极，主要设计如下：
课题1：[提出假设]
假设1：摩擦剂是氢氧化铝；假设2：摩擦剂是碳酸钙；假设3：摩擦剂是二氧化硅。
[实验方案]取少量某牙膏于烧杯中，并加入过量的稀盐酸。则实验中可能出现的现象与对应结论如下表：
实验中可能出现的现象
结论
①
假设1成立
②
假设2成立
③
假设3成立
[问题] 对二氧化硅和氢氧化铝的性质不清楚，它们是否溶于水，是否能与酸反应。
课题2：方案1
方案2
方案3
方案4
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4.3讨论方案，解决问题
[教师] 对上述设计的方案师生共同讨论，尽可能的解决方案中出现的问题（培养学生对实验方案设计的评价能力）。
对于课题1：
同学们都同意此方案的设计。对提出的问题，有同学举手说可以帮助解决。
[学生] 我猜想二氧化硅不能和酸反应，因为它属于非金属氧化物，氢氧化铝能与酸反应，因为它属于碱，是否溶于水可通过查溶解性表和实验进行解决。
[教师] 说的很好。细砂的主要成分是二氧化硅，我这里就有一包灰白色的细砂，只是牙膏里的二氧化硅比这更纯，颗粒更细，更均匀，下面我们请一名同学做细砂与盐酸的反应（引导学生用化学实验的方案证实自己的猜想）。
[学生] 向装有少量的细砂的烧杯中倒入盐酸，砂与盐酸没反应。
对于课题2：
[学生甲] 我认为方案1不可行，因为石灰石中含许多除碳酸钙以外的其它不溶性的杂质，在溶解和过滤中不能除去，这样的制得的碳酸钙含杂质太多，不能用来做牙膏中的摩擦剂。
[学生乙] 我认为方案2也不可行，反应中的二氧化碳不能充分利用，反应中所需的盐酸和碳酸钠成本较高，不适合用此方案来制取摩擦剂。
[学生丙] 我认为方案3可行，但不如方案4好，方案4能充分利用石灰石反应后的产物全部转化为碳酸钙，使生产过程成本降低，且符合生产绿色化。
[教师] 同学们说的非常好，说明你们已经掌握了工业上制取某种物质的原则。
工业制取物质的一般原则
1、原理正确；原料易得，价廉；
2、产物无污染；所得产品纯度要高。
[投影]
4.4 实验验证，得出结论
[教师] 请同学们用自己带来的牙膏，按照课题1的实验设计进行实验并完成实验报告。
（同学们用自己带来的牙膏进行实验情绪高涨，但倒入盐酸看到大量气泡产生，“肯定含碳酸钙”学生们兴奋地大叫起来）。
看到同学们仔细的观察和记录实验现象，再看到上交的一份份活动探究报告，我认为此次活动探究复习课是成功的（引导学生用化学实验的方案证实自己的猜想）。
5 教学反思
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通过本节课学习，一方面巩固了碳酸根离子的检验，酸、碱、盐的性质，另一方面提高了学生对化学实验设计与实验方案评价能力。同时也强调理论和实践结合，学以致用的思想。
通过这节课，个人感觉由于课程理念的变化，课程资源也发生了深刻的变化，只要教师善于把握和组织、开发，我们的课堂中就可生成很多东西。课程资源不只局限于一本书，而应拓展、延伸到生活世界、科学世界等各个角落。更应注重书本知识向生活的回归,向学生经验的回归,十分注意对书本意义的多样化解读。本节课复习课活动案例希望能给教师一些启示。我相信只要教师努力挖掘生活中富有探究性的内容，尽心设计探究性活动的案例，教师和学生一定会在复习课中充分体验探究的乐趣。
6 教学探讨
《普通高中化学课程标准》第五条强调“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方法的转变，培养学生的创新精神和实践能力”。因此，在新课程实施中教师应重视实验化学的教学。
6.1关注社会生活，“点燃”学习热情
现在环境污染已成为热点话题，这也让很多人谈“化学药品”色变。教师应尽量利用学科优势，通过实验拉近学生与化学学科间的距离，让学生体验到知识的实用性和价值性。教师应在实验 “真假碘盐的鉴定”、“空气中甲醛含量的测定”、“阿斯匹林的制备”等教学过程中，灌输积极思想，使学生真切感受到化学就在我们身边，化学与我们的生活和社会发展密切相关。同时，在教学中应注意引导学生关心我们身边的事物，观察和探究身边的常见现象，从中发现问题、解释问题，不断增强学生对化学的好奇心和探究欲望。
6.2加强实验设计，培养创新精神
以往的实验都是教师先讲原理，学生再按着教材上的实验步骤进行“照方抓药”式的实验操作，学生的实验基本上属于一种纯技能的训练，停留在表观层面，缺乏足够的思维容量和学习兴趣。针对上述现状，在新颁布的课程标准中明确要求的目标是“能在教师指导下或通过小组讨论，根据所要探究的具体问题设计实验方案。”在这种思想的指导下，教师在教学实践中应结合具体的教学内容，将实验教学跟探究学习融合起来。教学中可采用：创设问题情境→猜想与假设→设计实验方案→实验探究→科学结论→解释与应用的教学模式。在教学中应尽量发挥实验的探究本性，让学生体验、理解科学探究的方法和过程，丰富学生探究活动的亲身经历。如此不但让学生获得知识、学到技能，重要的是让学生受到科学方法、科学思维的训练，有利于学生的创新精神和实验能力的培养。
6.3推行小组协作，提高综合能力
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以往的教材对实验现象和实验结论都给出了答案，有些教师就“纸上谈兵”，并让学生被答案。但新的教材在实验设计上取消了现象、分析、结论等环节的内容，变为由学生自己来完成。所以，我们必须进行实验，笔者提倡进行学生小组实验，并且在实验结束后，让学生就观察到的现象、分析的思路以及得到的结论进行相互交流、展开讨论，对出现错误和偏差的实验要进行分析、总结找出失败的原因，然后再让小组派代表陈述实验结论。如此，不仅培养了学生严肃认真的科学态度、实事求是的科学精神，同时提高了学生分析问题、解决问题、相互协作和书面表达的能力。
参考文献
【1】中华人民共和国教育部制订.普通高中化学课程标准(实验).人民教育出版社,2003.10.
【2】 王祖浩,王程杰.高中化学教学参考书实验化学(选修).江苏教育出版社,2008.1.
【3】 王祖浩 《实验化学》 江苏教育出版社2006.7
【4】 科学发现者 化学概念雨应用 浙江教育出版社 2008.5
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