陈林维，吴培云，贾 勇，周双生，倪 佳

(安徽中医药大学药学院，安徽 合肥 230012)

无机化学“缓冲溶液”是与化学化工、生物、医学等学科紧密联系的重要内容之一。许多化学反应必须在一定酸碱范围内才能进行，作为能够使体系pH值在一定范围内保持稳定的缓冲溶液发挥了重要作用。在学习缓冲溶液之前，学生已经学习了弱电解质的电离平衡，但主要是偏向于让学生从定量的角度去学习和理解电离平衡的计算。结合笔者的教学经验，在教学的过程中存在延续前面所学重视缓冲溶液pH的近似计算和基于物种平衡浓度关系式的数学推导等，这样的学习使得学生弱化了体会和认知缓冲溶液缓冲能力，也就是缓冲作用。这将会导致学生对缓冲溶液的理解过于片面，容易停留在物种平衡浓度这一数据表象上。除了对知识点讲授的改进外，应该适当渗透课程思政的元素。下面以“缓冲溶液”这节内容探讨教学中的设计及反思，促进缓冲溶液在教学、学术研究和生活实践中的重要应用[1-3]。

1 教学目标

根据人才培养目标和教学大纲，确定目标如下：

知识目标：(1)掌握缓冲溶液的概念、作用原理、组成，缓冲溶液pH的近似计算；(2)熟悉缓冲容量的概念，缓冲溶液的选择和配制；(3)了解缓冲溶液的应用。

技能(能力)目标：(1)通过缓冲溶液的学习，学生能够熟练运用缓冲作用原理配制一定pH范围的缓冲溶液，为后续学科的学习提供理论指导；(2)让学生学会运用缓冲溶液的相关知识分析解决生活中的问题，提高学生应用化学知识的意识与能力；(3)通过以问题为导向的教学方法提高学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。

价值观(情感)目标：(1)通过缓冲溶液的学习，让学生体会缓冲溶液在学习和生活中的意义和价值，激发学生的学习兴趣；(2)在学习运用缓冲作用原理的过程中，培养学生严谨的科学态度和求真务实的精神；(3)通过缓冲溶液在生产、科研中的应用，培养学生学以致用的意识，让学生感受到探索的乐趣和成功的喜悦，充分体会化学知识在实际生活中的广泛应用。

2 教学重点、难点

围绕教学目标和学生的认知规律，该部分的教学重点和难点如下：

教学重点：理解缓冲溶液的概念；缓冲溶液pH的近似计算；

教学难点：缓冲作用的机制；缓冲溶液的选择和配制。

3 教学思路

为达该部分内容的教学目标，笔者以多媒体教学为主、传统板书为辅展开教学。由于该部分内容若结合实验现象进行分析更佳，因此在不影响教学的前提下，为方便展示实验过程和现象，笔者通过拍摄实验过程并在课堂上进行播放的方式和学生进行互动。该节内容的教学分为四部分：第一部分，通过生活实例和实验实例进行问题引入，讲述“是什么”——引出缓冲溶液和缓冲作用这两个名词；第二部分，对知识点进行逐一介绍——缓冲溶液组成及作用原理，随后通过对问题的分析解决问题，讲述“为什么”——分析为什么缓冲溶液能够起到缓冲作用及如何起到缓冲作用；第三部分，对概念进行正确认知和理解后，进入缓冲溶液pH近似计算的重点学习；接着进入第四部分，学会如何选择和配制缓冲溶液，讲述“如何做”——结合实际工作，学以致用。通过实例先引导学生对新知识点的熟悉感，然后依次将知识点进行逻辑串联，最终呈现出将分散的知识点内化为学生的结构性知识的效果。

4 教学过程设计

4.1 课程导入

笔者通过选取包含课程思政元素的实例激发学生的好奇心[4]。以“印染”作为实例：先向同学们展示蓝印花布的图片素材，然后向学生进行提问这是什么，课堂自由回答。随后介绍非物质文化遗产在我国的地位和作用和蓝印花布的制作工艺。最后向学生们提出一个和课程关系度最大的问题：“蓝印花布的印染工艺中最重要的环节是什么？”仍然选择课堂自由回答，活跃课堂气氛。印染中“染色”这一步至关重要，而染液又是染色的关键。pH控制就需要我们用缓冲溶液来配。由此，便自然过渡到课程的主题“缓冲溶液”。

除了生活实例，笔者以近学生自身的“人体血液pH”作为实例贴：先问学生是否思考过人体血液的pH稳定在7.35～7.45之间，如果pH超出这个范围会怎么样？激发了学生的好奇心后，讲解pH偏高或偏低引起的一系列后果。然后进一步提出问题：为什么正常人的人体血液的pH不会因为人体代谢产生一些酸性物质或碱性物质而有太大改变。通过老师的问题引导和学生的思考，加上前一个实例已经引出的“缓冲溶液”，学生此时多半已经推测出是因为人体血液本身就是一种缓冲溶液，但仍不能回答其机制，也就是为什么缓冲溶液就能使pH稳定在一定范围内。

两个实例的导入，让学生对缓冲溶液是什么有了一个初步的了解，紧接着笔者采用化学实验(教师课前录制好视频然后在课堂上进行随堂播放)的方式直观的去体会缓冲作用。选取实验“溶液中加入酸碱后pH值的变化”，然后通过“雨课堂”线上回答的方式看看学生们的正确率，随机引出缓冲溶液起到的作用，即“缓冲作用”。至此，引出缓冲溶液和缓冲作用这两个名词。

4.2 新课讲解

4.2.1 概念解析

对缓冲溶液的组成及缓冲作用的概念进行阐释后，并以“人体血液pH”的问题为例进行问题解决。通过对缓冲溶液组成的介绍，解决问题“为什么人体血液pH能稳定在7.35～7.45之间？”这部分内容可以通过列举血液中存在pH在7.35～7.45之间的缓冲体系，包括H2CO3-NaHCO3(主要)、H2CO3-NaHCO3、血浆蛋白及其钠盐等。对于缓冲作用原理的解析应当着重讲解[5]。首先举例说明NaAc-HAc缓冲溶液体系中存在的离子平衡方程式，根据强电解质完全电离，弱电解质部分电离，水解离忽略，加上同离子效应等知识点确定缓冲溶液的主要组成成分，即Ac-和HAc。

为了更直观的理解缓冲溶液为什么能抗酸抗碱抗稀释，笔者将缓冲溶液中的组成成分用不同颜色大小形状相同的方形色块表示(如图1所示，假设浓度和体积是一样的)，通过向这样的体系中加入少量酸碱，使得某组分的色块面积稍稍增大，但对于整个体系来说只是微小的变化，也就是说pH发生微小变化，从而得出缓冲溶液中HAc能够抗碱，Ac-能够抗酸。然后根据同离子效应，从平衡移动的角度去解释：向体系中加入少量强酸，会使得醋酸的电离向左移动而消耗了氢离子，使体系pH变化不大，并得出Ac-能够抗酸；而向体系中加入少量强碱，氢离子和氢氧根离子反应使平衡向右移动，又补充了消耗的氢离子，也使得体系pH变化不大，并得出HAc能够抗碱。同理，向体系中加入少量水稀释，体系中的组分浓度均稍稍降低，对于整体pH的影响不大。在理解了缓冲作用的原理后，便可以解决问题“人体血液的pH是如何稳定在7.35～7.45之间？”然后以H2CO3-NaHCO3体系进行分析。

随后根据缓冲溶液抗酸抗碱的性质引发课程思政内容的讨论。笔者向学生传达出了做人应该向缓冲溶液学习，具备抗压抗挫的精神，在一定范围内的压力和挫折我们都是能够通过调节自身的状态承受住，并经过一定的时间慢慢化解压力或挫折，并和学生们一起共勉，我们每个人都要有这样的生活态度。

4.2.2 pH近似计算

这部分内容是重点但不是难点，因为H+离子浓度的计算与前面学习的同离子效应的计算思路是一样的，根据H+离子浓度就可以直接换算成pH表达式。这里面是通过弱酸HA及其共轭碱A-组成的缓冲溶液进行近似公式的推导，然后推广到共轭酸碱对组成的所有缓冲系。公式推导完毕，再通过两个例题加强对缓冲溶液体系pH近似计算的应用。缓冲容量，又称缓冲能力，根据能力范围的定义了解即可。

4.2.3 缓冲溶液的选择与配制

缓冲对的选择以及缓冲溶液的配制是有一般性的原则，对于这些方法步骤笔者要求学生自主学习。

5 课堂小结

对于“缓冲溶液”的知识点我们进行了“是什么——为什么——如何做”的完整梳理，通过新课讲解前的实例激发了学生们对新知识点的兴趣，和学生们一起带着疑问轻松高效的完成了本节内容的学习。

6 课后思考

课程内容虽然结束了，但是思考不停息，在课堂的最后，我们可以给学生们留下一些思考题，比如：“查资料，列举土壤中的缓冲体系，并解释它们是如何维持土壤pH使植物正常生长的？”“为什么酸碱体质理论是一场伪科学骗局？”

7 教学反思

本节课的教学内容与实际生活结合紧密，教学对象基础较好，思维能力强。通过精心准备，教学理念贯彻较好，推进也比较顺利。回首教学设计与过程，反思如下：

7.1 课件设计

由于全程采用多媒体辅助教学，因此在PPT的制作上不可谓不精心设计。为照顾全班同学的可视性，每页PPT中字体选择端方圆正的微软雅黑，字号大小是通过笔者亲身去教室考察而选择的，整体效果比常见的宋体更好。同时每页PPT中的内容重点突出，前后逻辑明晰，便于学生理解。此外，为了使PPT中尽可能做到图文并茂，笔者进行了大量的图片搜集工作，尽量使用与当下更为贴近的高清素材。但在教学的过程中，仍然发现个别编辑错误以及动画顺序颠倒的问题，虽然不影响整体教学，但这样的细节理应处理妥当。

7.2 教学过程

在授课的过程中，笔者尽力做到启发学生思考，比如课程导入部分的多个实例不仅引发学生兴趣，还能让学生迅速接受缓冲溶液这个新的知识点。虽然与学生进行大量的互动，但坐在后排的学生注意力仍然不能跟上，这方面的问题值得反思。此外，结合实验现象让学生更加具象的理解缓冲溶液的作用。对于缓冲作用原理的讲授，通过简单的示意图，让学生更直观的理解缓冲溶液抗酸抗碱的性质。由于笔者以多媒体为主的教学，虽然极大的缩短了不必要的书写时间，也更好的补充了语言所不能及的地方，但笔者发现学生习惯拍照每页的PPT以期课下能更好的复习，但是笔者认为，课堂笔记仍然是不可替代的课上学习方法，因此，笔者认为应有效阻止这种影响听课效率的行为。

7.3 教学效果

本节课讲授结束，整体效果良好。笔者认为在授课的过程中，为了提高教学效果，需要注意以下几点：

7.3.1 掌握合适的语言节奏提高听课效率

作为授课时间不长的新老师，可能是因为正常语速偏快亦或者紧张导致普遍存在语速过快的问题，加上不似以往传统的板书讲授，这使得学生的思路很难快速跟进。作为大学生能做到课前预习的往往不多，因此，学生对课本的熟悉程度往往不够，那么教师在讲授新课内容过快的情况下，学生就更难精准定位到教材内容而导致听课的盲目性。因此，教师需要锻炼说话语速，掌握合适的语言节奏，同时需要学会观察学生的神态进行合理的调整。比如讲到缓冲作用原理时，加入少量的酸还是少量的碱，应该格外加重语气进行强调，然后略微的停顿给学生留点思考时间再推进课程，让学生边思考边理解。

7.3.2 关联理论和生活实践提高学习兴趣

教师在备课时对于实例素材的积累十分重要，理论知识的学习最终是要服务于实际应用的，将理论知识渗透进合适的实例，不仅能使课堂气氛不显得沉闷无味，而且学生的思考也会被带动起来，能够有效地激发起学生的求知欲，使枯燥的学习变得生动有趣。比如讲到缓冲溶液抗酸抗碱的性质时，可以课前准备一份酸性食物和一份碱性食物，请两位学生分别试吃，并提问为什么人体摄入酸性或者碱性物质体液pH没有明显变化，除了体液中的缓冲作用外，还可以补充介绍一下生物知识“代偿机制”，说明机体是通过缓冲和代偿共同维持pH的稳定，强调不能在饮食上不加节制。

7.3.3 改进教学内容和设计提高教学质量

为了让学生更高的进入到新知识学习的状态中，课程的导入部分尤其重要，人体血液pH的例子还可以从“谣言：酸性体质致癌”的角度进行切入，通过对酸性体质这个奇葩的理论进行解释，比起直接的提问更能启发学生学习的兴趣。此外，缓冲溶液的选择与配制的内容虽然事要求学生进行自主学习，在课堂上也可以通过实验的视频案例向学生展现一二，让学生切身体会配制缓冲溶液的方法和过程，进而在课后的自学中效率更高。

7.3.4 穿插适当的幽默素材调节课堂氛围

带有幽默感的讲授方式是非常值得研究和学习的，这能使教师在授课时非常富有人格魅力，做到这样虽然不容易，但偶尔能穿插适当的幽默话题调节课堂气氛不失为一种不错的方式。

8 结 语

“师者，所以传道授业解惑也”，课堂上每一次的讲授都需要经历千锤百炼的教学设计，每一次的讲授更应该进行深刻严肃的教学反思，期望在未来的教学中教师们能够不断提高教学水平和质量，加强教学效果。