摘要：以高一化学2离子键为知识背景，设计趣味化学实验。提取多种天然花青素并制备可变色海藻酸钠微球，利用色度传感器对可变色微球缓释花青素的现象进行定量表征。该实验可开拓学生的科学视野，有助于对基础原理的理解，有良好的教学效果。
　　关键词：趣味化学实验；天然花青素；海藻酸钠微球制备；性质表征；实验设计
　　文章编号：1005-6629（2018）1-0079-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
　　1问题提出
　　核心素养是学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，学生核心素养的培养必须通过各学科的教育教学来实现。因此发展学生的学科核心素养已成为基础教育研究的必然趋势。高中化学学科核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分，是高中生综合素质的具体体现。有学者对化学学科核心素养的概念内涵、结构层次和建构方法等问题进行讨论，也有学者基于化学学科核心素养对教学设计、课堂效度和试题特征等方面展开研究。但基于化学学科核心素养培养的实验教学案例目前鲜有报道。
　　随着社会的不断进步，化学已成为材料科学、生命科学、环境科学、能源科学、信息科学等现代科学技术的重要基础。新一轮课改蓄势待发，高中化学实验教学亟待开发出一批既能蕴含学科基础特色又能体现当代科技发展的创新课程，以拓展学生学习空间，引导不同学生学习不同的化学，以适应未来发展的多样化需求。基于以上思考，通过实验尝试成功开发“海藻酸钠变色微球的制备和表征”趣味化学实验课程，将其应用于高一《实验化学》选修课上，大大激发学生学习化学的兴趣，培养学生的创新精神和实践能力，最终促进学生化学学科核心素养的养成。
　　2设计思路
　　《普通高中化学课程标准（征求意见稿）》将高中化学学科核心素养分为“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学精神与社会责任”五个维度。本实验基于以上五个维度，以高一化学2离子键为知识背景，让学生提取多种天然花青素，制备可变色海藻酸钠微球，利用色度传感器对微球缓释花青素的现象进行定量表征，开拓了学生前沿科学视野，加深了对基础原理的理解，取得了良好的教学效果。具体设计思路见图1。
　　3实验原理
　　花青素也称为花色素、花色苷，属于生物类黄酮物质，是一种水溶性色素，随着溶液酸碱性不同，可呈现多彩的颜色。已知天然存在的花青素有250多种，广泛存在于如紫甘蓝、蓝莓、樱桃、草莓、桑葚、山楂等许多植物中。花青素安全无毒，具有一定的营养保健作用，但稳定性不好，食品工业上常将其进行微球包埋，以提高其在功能性产品中的可用性。从紫甘蓝中提取花青素作为酸碱指示剂，学生初三时就已熟知。本实验采用简单的水溶液提取法，让学生提取了紫葡萄、杨梅、车厘子、蓝莓、紫甘蓝、苋菜、火龙果、黑枸杞等常见水果蔬菜中的八种花青素原液，分别加入一定量的从海藻中提取的天然多糖海藻酸钠，得到海藻酸钠一花青素混合液。将混合液滴入CaCl₂溶液中，Ca² 立即渗入海藻酸钠液滴内部，利用离子键将海藻酸钠液滴交联固化成球，即制得八种包埋不同花青素的海藻酸钠变色微球。取用一定量包埋紫甘蓝花青素的海藻酸钠微球置于一定体积的37%模拟胃液中，用色度传感器对花青素的缓释性能进行定量分析。
　　4实验过程
　　4.1仪器和药品
　　海藻酸钠、紫葡萄、杨梅、车厘子、蓝莓、紫甘蓝、苋菜、火龙果、黑枸杞、氯化钙、盐酸、氢氧化钠、胃蛋白酶、去离子水；塑料滴管、烧杯、玻璃棒、量筒、酒精灯、漏斗、滤纸、圆形筛子（10cm）、培养皿（9cm）、锥形瓶、Vernier色度传感器、数据采集器
　　4.2实验步骤
　　4.2.1海藻酸钠微球的制备和变色实验
　　（1）称取100g紫葡萄于烧杯中，加人50mL去离子水，煮沸5分钟，冷却后过滤，得到紫葡萄花青素溶液；向20mL紫葡萄花青素溶液加人0.4g海藻酸钠，微热至全溶，得到2%海藻酸钠一紫葡萄花青素混合液；配制50g1