基于“同屏互动和校园网平台”的“萃取”教学设计
王涛
摘要：以“萃取”一课为例，分别介绍了利用校园网平台进行资源浏览和学习的设计思路，以及融合iPad记录实验影像和同屏推送进行交流分享的随堂分组实验设计。
关键词：iPad；同屏互动；萃取；教学设计
文章编号：1008-0546（2018）11-0074-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2018.11.024
一、教学目标
理解萃取原理及适用；掌握分液漏斗的使用；简单区分溶解过滤与萃取、蒸馏与萃取。
二、学情分析
1.知识储备
通过对过滤、蒸发、蒸馏的学习，学生已经初步掌握了通过分析杂质特点来选择分离方式的化学视角，这为理解萃取原理奠定了基础。
2.生活储备
已有的生活经验，学生已经大量接触到了萃取，例如洗化用品中天然植物萃取成分、泡茶等，只是缺少建立生活经验与学科知识关联的意识与能力。
三、教学重难点
萃取原理、现象及操作，以及萃取微观过程的想象。
四、教学用品
1.学生分组实验
碘水、CCl4、石油醚（沸程90℃—120℃）、试管、30mL梨形漏斗、微型铁架台。
2.信息技术支持
iPad、无线投屏硬件、无线网络、校园网平台“萃取”实验操作微课程。
五、教学流程
1.设计思路
本节课的设计力图从学生的角度出发，在学生原有的认知结构和生活经验的基础上来寻找知识增长点，尽可能使每个学生在自己原有的基础上有所发展，见图2。
教学中突出“原理性”、“过程性”：注重原理分析，“耳听为虚，眼见为实”，通过随堂分组实验的设计、iPad记录实验细节和同屏推送、交流讨论，进而明晰萃取的原理和操作；注重化学知识应用，通过问题解决让学生学会用化学原理解释某些生活现象，解决实际问题。
2.教学流程
【活动1】导入：课前校园网推送阅读”如何制备无因咖啡 [1]”，随堂播放“生活中的萃取片段——炸辣椒、煮茶”。
【教师】这两个过程，就是萃取。
【活动2】讲授：从字面意思看，什么是萃取？
【教师】从字面意思看，什么是“萃取”？
【学生】荟萃、聚集、精华。
【教师】同时，“萃取”的英文extraction还有“提出，抽出”的意思。刚才视频片段中的花生油和水都起了什么作用？
【学生】溶剂。
【教师】花生油和水利用溶解提取出了辣椒、茶叶中的芳香和颜色。
【活动3】活动：感受什么是萃取。
【教师】辣椒、茶叶的成分太多，作为萃取对象有些复杂。我们选择了2种简单的溶液，碘水和碘的CCl4溶液，请大家从托盘中找出它们。碘水盛装在棕色瓶中，你可以取2滴管加入试管中，观察碘溶解在水中的颜色。碘的CCl4溶液，呈现出美丽的紫色。我还提供了2种溶剂，H2O和CCl4。阅读实验报告单的内容，完成实验。
【学生】分组实验、拍照记录现象、交流讨论。
【教师】大家都做完了吧，第1组同学，和大家交流一下你们的实验成果吧。
【学生1】（手机推送，投影同屏）我们组做了碘水的相关实验，发现碘水中加入CCl4后有分层现象，下层紫色，上层浅黄色。
【教师】刚加入CCl4时是什么现象？
【学生1】分层，CCl4在下层，接近无色；碘水在上层，黄色。
【教师】振荡后，下层CCl4显紫色，上层碘水黄色变浅，说明了什么？
【学生1】CCl4层显紫色，说明有I2溶解在里面，说明CCl4把碘水中的I2萃取了过来。
【教师】非常好，会用“萃取”了。你能再解释下水和碘的四氯化碳溶液的那一组是不是萃取呢？
【学生1】这个组合不是萃取，也有分层现象，但是没有看到碘被水提取的过程。
【教师】不错，非常棒。那么，为什么水没能完成萃取呢？
【学生】因为碘在水中的溶解度小于在CCl4中的溶解度。
【教师】结合刚才的炸辣椒和煮茶片段，能不能谈谈你心中认为的“萃取”？
【学生2】利用溶解能力的差别把某些成分提取出来。
【活动4】活动：什么试剂适合做萃取剂。
【教师】是不是只要溶解能力更强的溶剂，就能作为萃取剂来使用呢？我们也通过实验来验证。这里提供给大家的有无水乙醇和石油醚，利用它们来看看能否萃取出碘水中的碘。阅读实验报告单，完成实验。
【学生】分组实验，拍照记录现象，交流讨论。
【教师】大家有结果了吗？这两种溶剂都能完成萃取吗？
【学生】酒精不能。石油醚能完成萃取。
【学生3】刚加入石油醚时，石油醚在碘水上層，无色；振荡后，石油醚层显紫色，也是有I2溶解在里面，说明石油醚萃取了碘水中的I2。
【教师】为什么石油醚在碘水的上层，而且能完成萃取呢？
【学生3】因为石油醚密度小于水，分层，且石油醚对碘的溶解能力大于水。
【教师】对的，解释的很好啊，补全了溶解表格中内容。
【活动5】归纳整理：什么是萃取？
【教师】你认为，实现萃取的条件都有哪些？
【学生】互不相溶、溶解能力不同。
【教师】请给萃取下个定义。
【学生】利用物质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同，用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来，这种方法叫做萃取。
【教师】非常好。我们还要注意，一般来说，有机溶剂之间互溶性很好，与水一般是难溶分层的，当然无水乙醇是个例外啦。所以常见的萃取都是有机溶剂萃取水溶液中的成分。同时，由于溶解能力更好，所以少量的萃取剂就可以完成对大量溶液中成分的萃取，可以起到提高成分浓度，富集的作用，所以是“萃”啊。
【活动5】活动：利用分液漏斗完成萃取与分液。
【教师】萃取后，如何分离两层液体呢？
【学生】分液。
【教师】大家预习的很认真啊。分液操作用到了一个新的仪器，分液漏斗。我们一起来认识一下它的结构。它与漏斗有什么不同？
【学生】有盖、有一个阀门。
【教师】对，“它带了个帽，扎了个围脖”。我们把它们分别叫做玻璃塞、活塞。先看，玻璃塞，有些漏斗在这个地方，有孔和凹槽。再来看活塞部分，竖直时上下贯通，液体可以流出；垂直时关闭，液体流不下来。所以，分液漏斗可以通过活塞控制液体流出的速度。认识完仪器，请大家仔细观察我的操作。
【教师】iPad同屏传送操作，大家也可以结合校园网上的“萃取”微视频来指导我们的操作。
【学生】观察教师操作，完成实验，录像操作，同屏推送与讨论。
【教师】这就是我们今天学习的内容，萃取原理和萃取剂的特点，分液漏斗的使用。
【活动6】练习，请完成“作业盒子”app中的随堂练习。
1.下列物质不能从碘水中萃取出碘的是（D）
A.汽油 B.四氯化碳 C.石油醚 D.酒精
2.下列各组混合物中，能用分液漏斗进行分离的是（C）
A.酒精和水 B.碘和四氯化碳
C.水和四氯化碳 D.汽油和植物油
【活动7】拓展延伸：更好的“萃取”。
【教师】蒸馏，也可以用于分离多组分天然混合物。与之相比，萃取可能具有什么优势？
【学生4】蒸馏是利用沸点不同分离各个成分，萃取是利用溶解度来进行提取分离。蒸馏需要加热，消耗能源，还可能会破坏成分的。
【教师】回答的真好。你说的，让我想起了2015年的诺贝尔医学奖其中一位获奖者，屠呦呦。她的获奖原因是发现了青蒿素，能有效降低疟疾患者的死亡率。不过，当时的研究是全国多个团队一起推动完成的，争议就在于是否应该授予屠呦呦一人。
美国科学院院士疟疾专家路易斯·米勒，屠呦呦的推荐人，指出了4个理由，其中有一条就提到，“她突破性的采用乙醚（沸点36℃）低温萃取青蒿素，保持了其药理活性”。屠呦呦在诺奖致辞时，也说这是古老中医和西医、科学技术的完美结合。
而我们也在不断地追求更加安全、无残留的萃取方法，就如大家阅读的超临界CO2萃取过程，由于其特殊的流体性能，减压后几乎无残留且无毒的优良性能，正在工业提取中越来越多地采用。
六、几点说明
（1）分组实验一般都会有“交流互动”环节，学生经常会因为观察不到位或者记录不全面而影响效果，引入iPad和“同屏互动”技术，可以比较全面准确记录实验现象；甚至在本节这种操作型实验中，通过观看iPad影像，对比“萃取”操作微课，能够帮助学生迅速发现问题动作，及时反馈。
（2）实验中采用的“同屏传送”硬件，在各大购物平台都有销售，价位便宜，可以实现没有wifi的教室内的手機、平板与投影间的无线互联，便携性好。
（3）校园网平台资源，虽然从外网无法访问，但在适用环境内网速快，几乎无延迟，可以较好地解决网络资源无法连接的问题。当然，校园网资源也要不断充实补充才能满足学生查阅的需求。
参考文献
[1] 云无心.想知道如何得到一杯无因咖啡吗.[EB/OL]
http：//songshuhui.net/archives/93418，2015-10-27
摘要：以“萃取”一课为例，分别介绍了利用校园网平台进行资源浏览和学习的设计思路，以及融合iPad记录实验影像和同屏推送进行交流分享的随堂分组实验设计。
关键词：iPad；同屏互动；萃取；教学设计
文章编号：1008-0546（2018）11-0074-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2018.11.024
一、教学目标
理解萃取原理及适用；掌握分液漏斗的使用；简单区分溶解过滤与萃取、蒸馏与萃取。
二、学情分析
1.知识储备
通过对过滤、蒸发、蒸馏的学习，学生已经初步掌握了通过分析杂质特点来选择分离方式的化学视角，这为理解萃取原理奠定了基础。
2.生活储备
已有的生活经验，学生已经大量接触到了萃取，例如洗化用品中天然植物萃取成分、泡茶等，只是缺少建立生活经验与学科知识关联的意识与能力。
三、教学重难点
萃取原理、现象及操作，以及萃取微观过程的想象。
四、教学用品
1.学生分组实验
碘水、CCl4、石油醚（沸程90℃—120℃）、试管、30mL梨形漏斗、微型铁架台。
2.信息技术支持
iPad、无线投屏硬件、无线网络、校园网平台“萃取”实验操作微课程。
五、教学流程
1.设计思路
本节课的设计力图从学生的角度出发，在学生原有的认知结构和生活经验的基础上来寻找知识增长点，尽可能使每个学生在自己原有的基础上有所发展，见图2。
教学中突出“原理性”、“过程性”：注重原理分析，“耳听为虚，眼见为实”，通过随堂分组实验的设计、iPad记录实验细节和同屏推送、交流讨论，进而明晰萃取的原理和操作；注重化学知识应用，通过问题解决让学生学会用化学原理解释某些生活现象，解决实际问题。
2.教学流程
【活动1】导入：课前校园网推送阅读”如何制备无因咖啡 [1]”，随堂播放“生活中的萃取片段——炸辣椒、煮茶”。
【教师】这两个过程，就是萃取。
【活动2】讲授：从字面意思看，什么是萃取？
【教师】从字面意思看，什么是“萃取”？
【学生】荟萃、聚集、精华。
【教师】同时，“萃取”的英文extraction还有“提出，抽出”的意思。刚才视频片段中的花生油和水都起了什么作用？
【学生】溶剂。
【教师】花生油和水利用溶解提取出了辣椒、茶叶中的芳香和颜色。
【活动3】活动：感受什么是萃取。
【教师】辣椒、茶叶的成分太多，作为萃取对象有些复杂。我们选择了2种简单的溶液，碘水和碘的CCl4溶液，请大家从托盘中找出它们。碘水盛装在棕色瓶中，你可以取2滴管加入试管中，观察碘溶解在水中的颜色。碘的CCl4溶液，呈现出美丽的紫色。我还提供了2种溶剂，H2O和CCl4。阅读实验报告单的内容，完成实验。
【学生】分组实验、拍照记录现象、交流讨论。
【教师】大家都做完了吧，第1组同学，和大家交流一下你们的实验成果吧。
【学生1】（手机推送，投影同屏）我们组做了碘水的相关实验，发现碘水中加入CCl4后有分层现象，下层紫色，上层浅黄色。
【教师】刚加入CCl4时是什么现象？
【学生1】分层，CCl4在下层，接近无色；碘水在上层，黄色。
【教师】振荡后，下层CCl4显紫色，上层碘水黄色变浅，说明了什么？
【学生1】CCl4层显紫色，说明有I2溶解在里面，说明CCl4把碘水中的I2萃取了过来。
【教师】非常好，会用“萃取”了。你能再解释下水和碘的四氯化碳溶液的那一组是不是萃取呢？
【学生1】这个组合不是萃取，也有分层现象，但是没有看到碘被水提取的过程。
【教师】不错，非常棒。那么，为什么水没能完成萃取呢？
【学生】因为碘在水中的溶解度小于在CCl4中的溶解度。
【教师】结合刚才的炸辣椒和煮茶片段，能不能谈谈你心中认为的“萃取”？
【学生2】利用溶解能力的差别把某些成分提取出来。
【活动4】活动：什么试剂适合做萃取剂。
【教师】是不是只要溶解能力更强的溶剂，就能作为萃取剂来使用呢？我们也通过实验来验证。这里提供给大家的有无水乙醇和石油醚，利用它们来看看能否萃取出碘水中的碘。阅读实验报告单，完成实验。
【学生】分组实验，拍照记录现象，交流讨论。
【教师】大家有结果了吗？这两种溶剂都能完成萃取吗？
【学生】酒精不能。石油醚能完成萃取。
【学生3】刚加入石油醚时，石油醚在碘水上層，无色；振荡后，石油醚层显紫色，也是有I2溶解在里面，说明石油醚萃取了碘水中的I2。
【教师】为什么石油醚在碘水的上层，而且能完成萃取呢？
【学生3】因为石油醚密度小于水，分层，且石油醚对碘的溶解能力大于水。
【教师】对的，解释的很好啊，补全了溶解表格中内容。
【活动5】归纳整理：什么是萃取？
【教师】你认为，实现萃取的条件都有哪些？
【学生】互不相溶、溶解能力不同。
【教师】请给萃取下个定义。
【学生】利用物质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同，用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来，这种方法叫做萃取。
【教师】非常好。我们还要注意，一般来说，有机溶剂之间互溶性很好，与水一般是难溶分层的，当然无水乙醇是个例外啦。所以常见的萃取都是有机溶剂萃取水溶液中的成分。同时，由于溶解能力更好，所以少量的萃取剂就可以完成对大量溶液中成分的萃取，可以起到提高成分浓度，富集的作用，所以是“萃”啊。
【活动5】活动：利用分液漏斗完成萃取与分液。
【教师】萃取后，如何分离两层液体呢？
【学生】分液。
【教师】大家预习的很认真啊。分液操作用到了一个新的仪器，分液漏斗。我们一起来认识一下它的结构。它与漏斗有什么不同？
【学生】有盖、有一个阀门。
【教师】对，“它带了个帽，扎了个围脖”。我们把它们分别叫做玻璃塞、活塞。先看，玻璃塞，有些漏斗在这个地方，有孔和凹槽。再来看活塞部分，竖直时上下贯通，液体可以流出；垂直时关闭，液体流不下来。所以，分液漏斗可以通过活塞控制液体流出的速度。认识完仪器，请大家仔细观察我的操作。
【教师】iPad同屏传送操作，大家也可以结合校园网上的“萃取”微视频来指导我们的操作。
【学生】观察教师操作，完成实验，录像操作，同屏推送与讨论。
【教师】这就是我们今天学习的内容，萃取原理和萃取剂的特点，分液漏斗的使用。
【活动6】练习，请完成“作业盒子”app中的随堂练习。
1.下列物质不能从碘水中萃取出碘的是（D）
A.汽油 B.四氯化碳 C.石油醚 D.酒精
2.下列各组混合物中，能用分液漏斗进行分离的是（C）
A.酒精和水 B.碘和四氯化碳
C.水和四氯化碳 D.汽油和植物油
【活动7】拓展延伸：更好的“萃取”。
【教师】蒸馏，也可以用于分离多组分天然混合物。与之相比，萃取可能具有什么优势？
【学生4】蒸馏是利用沸点不同分离各个成分，萃取是利用溶解度来进行提取分离。蒸馏需要加热，消耗能源，还可能会破坏成分的。
【教师】回答的真好。你说的，让我想起了2015年的诺贝尔医学奖其中一位获奖者，屠呦呦。她的获奖原因是发现了青蒿素，能有效降低疟疾患者的死亡率。不过，当时的研究是全国多个团队一起推动完成的，争议就在于是否应该授予屠呦呦一人。
美国科学院院士疟疾专家路易斯·米勒，屠呦呦的推荐人，指出了4个理由，其中有一条就提到，“她突破性的采用乙醚（沸点36℃）低温萃取青蒿素，保持了其药理活性”。屠呦呦在诺奖致辞时，也说这是古老中医和西医、科学技术的完美结合。
而我们也在不断地追求更加安全、无残留的萃取方法，就如大家阅读的超临界CO2萃取过程，由于其特殊的流体性能，减压后几乎无残留且无毒的优良性能，正在工业提取中越来越多地采用。
六、几点说明
（1）分组实验一般都会有“交流互动”环节，学生经常会因为观察不到位或者记录不全面而影响效果，引入iPad和“同屏互动”技术，可以比较全面准确记录实验现象；甚至在本节这种操作型实验中，通过观看iPad影像，对比“萃取”操作微课，能够帮助学生迅速发现问题动作，及时反馈。
（2）实验中采用的“同屏传送”硬件，在各大购物平台都有销售，价位便宜，可以实现没有wifi的教室内的手機、平板与投影间的无线互联，便携性好。
（3）校园网平台资源，虽然从外网无法访问，但在适用环境内网速快，几乎无延迟，可以较好地解决网络资源无法连接的问题。当然，校园网资源也要不断充实补充才能满足学生查阅的需求。
参考文献
[1] 云无心.想知道如何得到一杯无因咖啡吗.[EB/OL]
http：//songshuhui.net/archives/93418，2015-10-27
