碘系列实验的设计与思考，本文主要内容关键词为：系列论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
碘是人体必需的微量元素，日常生活中一些含碘物质如含碘食盐、海产品中碘元素的检测，常被设计成联系生活实际的实验课题。然而，碘是一种典型的非金属元素，利用生活中一些常见的含碘物质，如果将碘元素的存在形态及其性质等知识设计成系列的生活化实验，就可以使学生透过实验现象认识到生活中的很多现象和事实中蕴含着丰富的化学原理，从中就能学习较为系统的元素化合物知识。为此，笔者在实验的基础上，将碘系列实验的开发原则、内容、教学价值以及开发系列实验的意义等做些研讨。
一、碘系列实验的设计原则
1.立足实验教学，全面提高学生的科学素养
碘系列实验内容的开发，本着全面提高学生科学素养的原则，充分发挥实验的各种功能，将化学学科知识与技能，科学态度、情感与价值观，过程、方法与能力进行结合与渗透，并力求反映化学与社会生活的紧密联系，进一步深化学生对实验在化学科学中地位的认识，提高学生的科学素养。
化学实验教学在培养学生科学素养方面具有独特的作用。实验可以提供生动、丰富的感性材料，通过对实验现象的观察与分析，可以获得化学基本知识，加深对基本概念和基本理论的理解，有利于培养学生的观察能力、思维能力和创新精神。例如加碘盐中碘的检测，学生通过观察试管1和试管2（详见本文2.1加碘盐中碘的检测）混合前后溶液颜色的变化，进而分析推理得出加碘食盐中碘的存在形态。化学实验给学生提供亲自动手实验的机会，对学生实验操作技能的形成，学到实验的方法、提高解决化学问题的能力，而且能受到生动的科学方法的训练和熏陶，使学生认识和理解科学过程，学会如何做“科学”，是其他教学形式不能替代的。
2.突出知识应用，实验内容设计力求生活化
化学实验内容设计应贴近生活，突出化学知识在日常生活中的应用，从学生身边熟悉的事物出发，紧密联系生活实际，使学生认识到化学与我们日常生活息息相关。与此同时，实验内容设计要挖掘生活问题中的化学原理，让学生掌握化学知识与技能的同时，引导学生从化学科学的角度认识分析问题，能够有效地解决现代生活中所遇到的问题。例如碘系列实验，其取材来源于我们身边的物质——加碘食盐、干海带、维生素C、华素片等。这些含碘物质中碘元素的存在形态是不同的，因而检测的原理和方法也不同。碘系列实验，既体现了生活化，又可以使学生透过实验现象认识到生活中的很多现象和事实中蕴含着丰富的化学原理。
3.重视实验的探究性
化学实验是进行科学探究的主要方式。为此，我们在实验内容的开发上力求让学生对所选内容产生探究的兴趣和欲望，激发学习化学的兴趣，愿意通过实验探究活动去寻找答案，在实验过程中体验科学探究的过程，学习运用以实验为基础的实证研究方法。
二、碘系列实验的内容及其教学价值
碘是典型的非金属元素，又是人体必需的微量元素。碘系列实验以碘为主线，把与碘有关的化学学科知识、生活经验及实验方法融为一体。具体内容包括：加碘食盐中碘的检测、华素片中碘的检测、从海带中提取碘、维生素C的检测、指纹检测。
1.加碘食盐中碘的检测
在该实验中，首先向试管1中加入少量（约2mL）含碘食盐饱和溶液，并依次向其中滴入3滴1:10硫酸溶液和1～2滴1%淀粉溶液，振荡，观察实验现象。
然后向试管2中加入少量KI溶液，向其中依次加入3滴1:10硫酸溶液和1～2滴1%淀粉溶液，振荡，观察实验现象。最后，将上述2支试管里的溶液混合，可以看到，混合后试管中溶液由无色变为蓝色。向含碘饱和食盐水中加入KI溶液，在酸性条件下，含碘食盐中的
，由于有碘单质生成，在常温下碘遇淀粉变蓝色，因此当把2支试管中的溶液混合后，溶液由无色变为蓝色。通过实验，使学生了解了碘元素在加碘食盐中的存在形态为
（碘为+5价）。
2.华素片中碘的检测
华素片通用名是西地碘含片，是口腔科、耳鼻喉科常用的药品，主要用于治疗慢性咽喉炎、口腔黏膜溃疡、慢性牙龈炎、牙周炎。华素片的主要活性成分是分子碘，在唾液作用下迅速释放，直接卤化菌体蛋白质，杀灭各种微生物。该实验的具体做法为：将1片华素片研成粉末，取其少量放入试管中，加入约2mL蒸馏水使其溶解，得到黄色浑浊液，再加1～2滴1%淀粉溶液，振荡，观察实验现象。学生可以观察到，向华素片制成的黄色浑浊液中加入淀粉溶液后，溶液变蓝色，说明华素片中碘的存在形态为
（碘为0价）。
3.从海带中提取碘
海带富含碘元素，该实验主要让学生掌握从海带中提取碘的方法，了解碘元素在海带中的存在形态和检测方法。实验时，首先称取3g干海带，用刷子将干海带表面的附着物刷净后揉碎，用酒精润湿后放入坩埚中，用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，翻搅、碾碎至海带完全成灰。约2min后，停止加热，冷却。然后将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入10mL蒸馏水，搅拌，微火煮沸2～3min，使可溶物溶解，过滤。向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约
溶液，观察现象。最后，取少量上述滤液，滴加几滴淀粉溶液，可以看到溶液变蓝色；向剩余的滤液中加入
，振荡，静置后看到层显紫色。本实验先将海带灼烧去除有机物，剩余物用
，由于有碘单质生成，所以向滤液中加入淀粉溶液，溶液显蓝色；向滤液中加入，振荡，层显紫色。通过实验，使学生了解到海带中碘元素主要以碘离子形态存在。
4.维生素C的检测
维生素C又称抗坏血酸，是人类营养中最重要的维生素之一。维生素C易溶于水，具有很强的还原性，在酸性溶液中能把单质碘还原为碘离子。利用维生素C的还原性，把淀粉和碘的混合液作为测试液（溶液显蓝色），把含有维生素C的溶液加入到测试液中，由于维生素C与碘发生氧化还原反应，把单质碘还原为碘离子，测试液会由蓝色变为无色。通过实验，使学生掌握了如何利用单质碘的特性来快速检测维生素C的方法。
5.碘蒸气法检测指纹
碘受热时会升华变成碘蒸气。碘蒸气能溶解在指纹印上的油脂等分泌物中，形成棕色指纹印迹，因而能显示指纹。实验时，首先取1张干净、光滑的白纸，剪成长约4cm、宽不超过试管直径的纸条，用手指在纸条上用力按几个手印。接着，用药匙取芝麻粒大的1粒碘放入试管中，并把纸条悬于试管中（注意摁有手印的一面不要贴在管壁上），塞上橡胶塞。最后，把装有碘的试管在酒精灯火焰上方微热，待产生碘蒸气后立即取出，可以看到纸条上有棕色指纹显现。
不难看出，上述碘系列实验均取材于日常生活中常用的物质。为了能够清楚地说明碘系列实验内容设计的基本思路，可以将其基本内容分解为以下问题线索：“为什么要研究碘？”→“碘及其化合物有哪些主要性质及用途？”→“身边有哪些含碘的物质？”→“这些物质中碘的存在形态如何？怎样进行检测？”按照这样的线索构建碘系列实验内容，不仅使学生了解一些日常生活中含碘物质的存在形态及其用途，而且使学生掌握了碘及其化合物的重要化学性质，熟悉了物质检验的基本要求和步骤，获得基本的化学知识和技能。
选取一些生活化的实验素材，既有利于调动学生实验的积极性和主动性，激发和发展学生化学学习兴趣，又有利于学生认识碘与人体健康、化学与生活的密切关系，使学生从化学角度去认识社会和身边的事物，满足解释和分析日常生活问题的需要，满足提高化学素养的需要。因此，碘系列实验的教学价值不仅体现在化学学科知识方面，而且还体现在对身边事物的探究兴趣、探究过程以及内容的社会价值方面。
三、开发碘系列实验的意义
1.有利于培养学生的动手能力和实践创新能力
长期以来，我们的教育往往只注重知识的传授，而忽略了学生动手能力和实践创新能力的培养，导致学生的应试能力较强，而在解决实际问题时却显得束手无策。开发与学生生活实际联系密切的系列化实验，能够有意识地让学生在实验探究过程中去感知和体验，进而将这些感性认识上升到理性，逐渐培养学生解决实际问题的思路、方法和能力。
2.有利于知识的巩固和系统化
碘系列实验的开发，不仅有利于学生巩固碘的物理性质和化学性质等有关知识，而且使学生了解碘在日常生活中一些常见物质中的存在形态，对碘不同价态间的转化关系有更清晰和深刻的认识。通过系列实验探究活动引导学生学习化学，能够帮助学生把碘及其化合物的有关知识进行梳理，使知识体系在学生头脑中结构化，形成碘及其化合物的知识主线：
，有利于学生掌握知识之间的内在联系，认识物质及其变化的本质和规律，使所学知识系统化，有利于化学学习质量的提高。碘在生活中一些含碘物质中的存在形态和检测方法如表1所示。
表1 碘在生活中一些含碘物质中存在形态和检测方法
3.有利于提高学生化学学习兴趣
开发系列化贴近生活的实验，能够使学生感到化学就在我们身边，让学生实实在在体会到化学知识与生活的紧密联系，增加了化学实验的趣味性，可以激发学生学习化学的兴趣，使学生“热爱化学，欣赏化学”。
4.有利于促进教师的专业发展
开发系列化实验，对教师的教学观念、专业水平、知识结构、实验技能等多方面都提出了更高的要求。教师要根据教学目标、结合教学实际，不断深入分析实验内容、挖掘实验素材，改进实验教学，在此过程中也使自己的实验研究能力得到不断提高。
四、碘系列实验开发的思考
1.重视化学实验教学资源的开发
“化学实验教学资源是指有利于实现化学实验教学目标，在实验教学设计、实施和评价中可以利用的各种资源的总和。”[1]化学是一门应用性很强的科学，化学实验与生产和生活实际相结合，运用化学实验解决生产和生活实际中的问题，是化学实验改革的方向。化学新教材虽然增加和改进了大量实验，但有些实验还需要进一步改进完善，甚至还需要结合化学课程标准重新设计一些有助于学生理解重难点知识和贴近学生生活实际而教材又没有的实验内容，这是化学实验教学资源开发的重点。因此，化学教师还要在研究化学教材实验的基础上，改进和创新实验方法，不断挖掘贴近社会和学生生活实际的实验素材。碘系列实验的开发使我们感到，选取一些与日常生活紧密联系的实验内容组成系列实验，将化学变化原理寓于生产和生活实际中，既有助于学生对重难点知识的理解，又可以使学生关心身边的化学，善于用化学的视角看待自然界中丰富多彩的现象，使学生感受化学在生活中的广泛应用，较好地发挥了化学实验的动机功能，不仅激发了学生学习化学的兴趣和热情，而且有利于基础知识的巩固和深化。
2.教师要不断提高实验研究能力
教学促科研、科研促教学，教学工作和科研工作是相互促进的。要开发出更多、更好，既符合学科特点又适应学生实际的化学实验，就必须做到实验教学与科研工作紧密结合。在实验内容的安排上，尽量引入我们实验研究的成果；在实验教学中遇到的问题，也可以进行科研攻关，发现问题及时解决。通过反思和研究来改进实验教学，提高自身的专业化水平，实现“教研相长”，促进化学教师的专业化发展。