高中生物植物芳香油的提取教學(xué)設(shè)計及論大學(xué)生寫作能力

高中生物植物芳香油的提取教學(xué)設(shè)計植物芳香油的提取”課題，對應(yīng)課程標(biāo)準(zhǔn)中的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是“研究從生物材料中提取某些特定成分”。該課題實驗涉及較多的化學(xué)儀器及比較復(fù)雜的實驗操作，也存在課堂教學(xué)的有效組織問題，下面對該課題實驗進行分析并提出相應(yīng)的教學(xué)建議。

1

習(xí)得基礎(chǔ)知識

芳香油是指具有一定香味和揮發(fā)性的帖類、酯類等物質(zhì)，又稱精油或揮發(fā)油。植物的根、莖、葉、花、果實、種子等六大器官中都可以提取到芳香油，如人們常見的生姜油、香草油、薰衣草油、玫瑰油、杏仁油和茴香油，等等。動物體內(nèi)也可以提取芳香油，如從麝中提取的麝香油，從抹香鯨中提取的抹香鯨油。人們從微生物真菌中也提取到了芳香油。芳香油的作用主要有三種：一是作為香料，如各種香水和化妝品，這是目前使用最為廣泛的用途；二是調(diào)味品，如食品和糕點中加入了少量的芳香油，用于調(diào)節(jié)味道，激發(fā)食欲；三是用作藥物，如牙科消炎的丁香油，提神、驅(qū)蟲的清涼油，等等。

學(xué)生極容易將食用植物油與芳香油相混淆。因為這兩者都有共同的物理特性，即具有一定的香味和揮發(fā)性。但從化學(xué)本質(zhì)來看，芳香油的成分非常復(fù)雜，主要是一些萜類化合物（一類碳?xì)浠衔铮┘捌溲苌铮灿幸恍ヮ?，如玫瑰精油和香蕉精油中含有大量的酯類物質(zhì)；而食用植物油是高級脂肪酸的甘油酯，沸點高，揮發(fā)性差；從作用來看，芳香油與食用植物油有很大不同，主要體現(xiàn)在：芳香油能夠散發(fā)出芬芳?xì)馕?，使人身心爽快，有助于消除疲勞，恢?fù)精力，還可不同程度地提高人體神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)的功能，幫助人體提高免疫力，具有保健、美容等作用。

提取芳香油的常用方式有三種：蒸餾、壓榨和萃?。ㄒ娤卤恚?/p>

提取方法原

理常見材料材料特點優(yōu)

點缺

點

蒸餾

利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后再分離

玫瑰、薄荷葉、金合歡、薰衣草，等等有效成分的化學(xué)性穩(wěn)定，不易水解設(shè)備簡單，操作方便，是生產(chǎn)芳香油的主要方法油水混合物中水分含量較多；油水不易分離；部分有效成分不易隨水蒸氣散發(fā)出來

壓榨通過機械壓力將組織、器官中的有效成分?jǐn)D壓出來柑橘、檸檬，等等部分組織、結(jié)構(gòu)中含有精油，如柑桔皮的油囊操作簡單，針對性強材料中的其他成分會被壓榨出來

萃取利用芳香油易于溶入有機溶劑來進行分離（相似相溶原理）茉、桂花，等等有效成分不易隨水蒸氣揮發(fā)效率高

材料必須盡可能細(xì)小；有機溶劑可能有一定的毒性，而且不易與芳香油分離

上表中提到的蒸餾法，指的是教材中提到的簡化水蒸氣蒸餾法，其缺點也是針對此法而說的。除上述方法外，提取芳香油的方法還有吸香法、浸泡法，等等。

2

正確定位教學(xué)目標(biāo)

以上提取芳香油的基本方法中，壓榨的基本原理相對簡單，知識性內(nèi)容比較淺顯，絕大多數(shù)的生物實驗室缺乏相應(yīng)的壓榨設(shè)備，因此，實踐性不強；萃取的原理和實驗操作在化學(xué)課中已有相應(yīng)的體現(xiàn)，萃取芳香油的最大難點是萃取溶劑和芳香油仍需蒸餾分離，同時萃取劑有一定的毒性，并不適合大多數(shù)的芳香油的提取，在中學(xué)生物室中很難操作。蒸餾法（水蒸氣）原理簡單，操作時有一定的技能要求，能夠有效地培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的實驗操作能力，與“生物技術(shù)實踐”模塊的課程目標(biāo)——培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，是一致的?；谝陨戏治?，特確定如下的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)的重點和難點。

2.1

教學(xué)目標(biāo)

（1）說出芳香油的基本定義，舉例說出常見芳香油的名稱和作用。

（2）說出提取植物芳香油的常見方法和基本原理。

（3）嘗試根據(jù)常見的實驗材料選擇恰當(dāng)?shù)奶崛》椒ā?/p>

（4）進行提取芳香油的實驗操作。

2.2

教學(xué)重點和難點

教學(xué)重點：提取植物芳香油的常見方法和基本原理；根據(jù)常見的實驗材料選擇恰當(dāng)?shù)奶崛》椒?；運用水蒸氣蒸餾法從植物材料中提取芳香油。

教學(xué)難點：運用水蒸氣蒸餾法從植物材料中提取芳香油；實驗設(shè)備的安裝和使用；實驗教學(xué)的組織和管理。

3

熟悉技術(shù)操作及要求

本課題的主要目標(biāo)是運用蒸餾法從植物材料中提取芳香油。以下是實驗操作流程。

處理材料時，盡量將材料剪碎或碾碎，如將花瓣用剪刀剪碎，將干花用研缽磨碎，等等，這樣做便于水和水蒸氣與材料充分接觸，以利出油。

安裝儀器：儀器的安裝是比較復(fù)雜的操作，是實驗的難點之一。下面的圖示為儀器安裝的基本流程。其中難度較大的是調(diào)節(jié)蒸餾瓶、冷凝管和接收瓶三者之間的高度和距離。冷凝管的安裝非常重要，主要涉及兩個方面，一是要注意冷凝管的進水口在下，出水口在上，并保持適當(dāng)?shù)膬A斜度；二是與進水口相連接的橡皮管應(yīng)與水龍頭相連，依靠自來水在冷凝管中逆流達(dá)到充分冷卻的效果，因此，水龍頭與橡皮管一定要連接緊密。而大多數(shù)生物實驗室的放水設(shè)備并未考慮到這一點，因此需要進行改造或設(shè)法彌補。

添加材料：材料可以在安裝蒸餾瓶前放入。這里需要特別注意，一是避免將碎片狀或粉末狀的材料粘附在蒸餾瓶的瓶口；二是材料和水要保持一定的比例，一般500mL的蒸餾瓶可添加材料10～20g,用水300mL。

加熱蒸餾：為節(jié)約酒精，縮短實驗時間，可用熱水進行蒸餾，剛開始時火焰可大些，燒開后改用小火，蒸餾時間不宜過長，一般實驗15～20min即可。蒸餾的初期，冷卻水流速可小些，待有較多的水蒸氣通過時，冷卻水流速可適當(dāng)大些（注意節(jié)約用水）。蒸餾時要控制好速度，通常以每秒生成2～3滴油水混合物為宜。

獲取油水混合物：如觀察到接收瓶中出現(xiàn)了明顯的油層或不再出油時，即可停止加熱。此時，應(yīng)先撤出熱源，然后停止進水，最后拆卸蒸餾裝置，拆卸的順序與安裝時剛好相反。

分離油層和獲取精油：蒸餾得到的油水混合物分層現(xiàn)象并不十分明顯，因油較少，水較多，因此，不易直接將油和水分離?？刹捎弥睆胶腿萘枯^小的接受瓶，觀察到的油層更加明顯一些。此時，可在油水混合物中加入一定質(zhì)量的食鹽，使水層成飽和食鹽水溶液，達(dá)到降低芳香油在水中的溶解度，然后將其倒入分液漏斗，待油層和水層分層明顯后，打開頂塞，將活塞緩緩旋開，放掉下層的水分，然后將油層從頂口倒入接收瓶中，向接收瓶中加入無水硫酸鈉，吸去油層中含有的微量水分，稍振蕩后，靜置片刻，最后，用濾紙過濾，除去五水硫酸鈉晶體，此時，就可得到濃縮的精油。

4

采取有效的教學(xué)組織，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

3.1

課外搜集資料，課內(nèi)展示成果

由于學(xué)生對提取芳香油非常感興趣，教師可提前讓一部分學(xué)生收集資料，制成幻燈在課堂上展示。學(xué)生搜集的資料分兩部分，一部分是從互聯(lián)網(wǎng)和相關(guān)書籍刊物上獲取芳香油的相關(guān)知識，如芳香油的具體名稱、作用、制作方法、歷史發(fā)展，等等；另一方面是進行市場調(diào)查，讓學(xué)生到相關(guān)超市（如化妝品超市），調(diào)查統(tǒng)計有哪些產(chǎn)品添加了芳香油，這些芳香油的名稱是什么？有什么作用？將這些感性的資料和調(diào)查結(jié)果在課堂上展示，與其他學(xué)生分享，以此來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實驗欲望。

3.2

從生活經(jīng)驗出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的探究興趣

隨著人們生活的改善，由少數(shù)有錢人享受的芳香油，目前已成為普通大眾經(jīng)常消費的常見商品了，教學(xué)中教師可列舉生活中常見的芳香油，如玫瑰精油、薰衣草精油、精涼油、薄荷油等耳熟能詳?shù)拿Q及其作用來說明芳香油與人們生活的關(guān)系，并用“要生產(chǎn)1滴純正的玫瑰精油，大約需要5kg的玫瑰花瓣，而玫瑰精油稱為液體黃金，比黃金的價格還貴”，以激發(fā)學(xué)生了解芳香油的基本知識，學(xué)習(xí)提取玫瑰精油的興趣。

3.3

分析實驗材料，找出合適的提取方法

實驗材料的不同，采取的提取方法各不相同。教學(xué)過程中可提供一些即將用到的實驗材料，如生姜、橘皮、薄荷葉、玫瑰、桂花供學(xué)生分析，討論采取什么樣的提取方法比較適宜，進而總結(jié)出提取芳香油的三種主要的方法，然后分析這三種方法的基本原理、材料特點，提取的優(yōu)點和缺點。

3.4

厘清實驗儀器的作用和使用方法，注意操作細(xì)節(jié)

提取玫瑰精油用到的水蒸氣蒸餾法，涉及到最重要的實驗儀器就是蒸餾瓶和冷凝管，冷凝管的構(gòu)造及其作用原理需要教師認(rèn)真講解，并提出以下問題供學(xué)生思考：冷凝管的構(gòu)造有何特點，其作用是什么？蒸汽從哪里通過，冷凝水從哪里通過？蒸汽的流動方向為什么與冷凝水的流動方向相反？誰是進水管，誰是出水管？冷凝管為什么要保持一定的傾斜角度？如何控制冷凝水的流動和流速？等等。對這些問題的進行認(rèn)真地討論，有利于學(xué)生理解實驗原理，進行正常的儀器操作，也有利于學(xué)生控制冷凝水的流速和節(jié)約用水。

3.5

以組為單位，開展實驗操作

為激發(fā)實驗興趣，讓同學(xué)們有更多的實驗感受，可將學(xué)生分成小組，每組由4～8位學(xué)生組成（見右圖），共同完成實驗儀器的安裝和提取精油的全部實驗。提供給學(xué)生的實驗材料可以是上文中提到的一些材料，如鮮玫瑰花瓣、干玫瑰花瓣、橘皮、生姜、干桂花、薄荷葉等等，讓不同小組的同學(xué)選擇不同的實驗材料，各個小組的同學(xué)可以相互觀摩和交流，最后由小組代表展示實驗成果，講述制作過程和制作心得。

5

課后總結(jié)與反思

5.1實驗材料的獲取和準(zhǔn)備

很多老師認(rèn)為，本實驗最困難的事情是無法準(zhǔn)備相應(yīng)的實驗材料，因為無法獲得充足的鮮玫瑰花瓣。其實不然，學(xué)生中就有很多的資源可以利用。筆者介紹一個真實的教學(xué)案例，本人在帶領(lǐng)學(xué)生做該實驗之前也有與大多數(shù)老師一樣的顧忌，從哪里弄到哪么多的鮮玫瑰花瓣呢？我在征詢學(xué)生意見時，學(xué)生告訴我，他們有辦法，果不其然，第二天，僅一個小組的同學(xué)就輕松地弄來三大包鮮玫瑰花瓣（見右圖）。原來，學(xué)生到學(xué)校附近的鮮花店，向店主講明原因，讓店主將賣玫瑰花時去掉的外層花瓣留下來供他們實驗，因這些花瓣已沒有利用價值，店主當(dāng)然樂意支持學(xué)生的實驗活動。通過這件事情，讓我明白了學(xué)生具有很強的實踐能力，我們應(yīng)該充分利用學(xué)生的潛能，利用各種有效的教學(xué)資源來為我們的教育教學(xué)服務(wù)。

地處農(nóng)村和小城鎮(zhèn)的老師可能無法像我一樣獲取鮮玫瑰花瓣，但實驗材料隨處可得，如孜然、橘皮、生姜、桂皮等等都是很容易得到的實驗材料，干玫瑰花很便宜而且容易買到，很多校園種植了較多的桂花樹，每到桂花花開時，收集這些花瓣留待實驗，都是不錯的選擇。

5.2實驗儀器的準(zhǔn)備和安裝

本實驗要用到蒸餾瓶和冷凝管等實驗儀器，一般情況下可以從化學(xué)實驗室借到，也可以提前購買。實驗儀器安裝環(huán)節(jié)難度最大的部分是與冷凝管的進水管相連的橡皮管太小，無法與水龍頭很好地銜接，這些環(huán)節(jié)都需要教師提前實驗，找到比較好的解決辦法。

教材圖示采用的蒸餾法是簡化的水蒸氣蒸餾法，用此種方法，操作相對容易一些，但由于材料和水充分接觸，芳香油的大多數(shù)有效成分會溶于水中，隨蒸汽揮發(fā)的有效成份只有一小部分，另外，部分有效成分會過熱分解，因此，簡化水蒸氣蒸餾的效果并不理想。為提高出油率，實驗時可采取完整的水蒸氣蒸餾法（見右圖）。

與教材相比較，圖中增加了一個長頸圓底燒瓶，材料放在瓶中，通過加熱水蒸氣發(fā)生器產(chǎn)生低壓飽和蒸汽，蒸汽再與材料充分接觸，由于蒸汽濕度高、溫度也高，因此，出油效率高，同時也有利于縮短蒸餾時間，節(jié)省燃料，提高油的質(zhì)量。水蒸氣蒸餾法在提取芳香油中應(yīng)用廣泛，植物的花、葉一般采用此法。

5.3正確看待實驗結(jié)果

實驗結(jié)果與我們預(yù)期的結(jié)果有一定的差距。以鮮玫瑰花瓣為例，蒸餾得到的油水混合物是油少水多，精油的香味和純度都不夠，這與實驗材料有很大的關(guān)系。我們?nèi)粘Ｓ糜谟^賞的玫瑰含油較少，不是用于提取精油的品種，其他材料也有類似的現(xiàn)象。盡管如此，本實驗的目的并不是為了提取多少精油，而是通過蒸餾實驗培養(yǎng)學(xué)生的操作技能，獲得相關(guān)的基礎(chǔ)知識，因此，實驗過程比實驗結(jié)果更為重要。事實上，我們的學(xué)生也是這樣表現(xiàn)的，他們表現(xiàn)出濃厚的實驗興趣，甚至放學(xué)后還要求老師補開實驗，他們都在享受制作過程，而對實驗結(jié)果并表現(xiàn)出太多的苛求。

論大學(xué)生寫作能力寫作能力是對自己所積累的信息進行選擇、提取、加工、改造并將之形成為書面文字的能力。積累是寫作的基礎(chǔ)，積累越厚實，寫作就越有基礎(chǔ)，文章就能根深葉茂開奇葩。沒有積累，胸?zé)o點墨，怎么也不會寫出作文來的。寫作能力是每個大學(xué)生必須具備的能力。從目前高校整體情況上看，大學(xué)生的寫作能力較為欠缺。一、大學(xué)生應(yīng)用文寫作能力的定義那么，大學(xué)生的寫作能力究竟是指什么呢？葉圣陶先生曾經(jīng)說過，“大學(xué)畢業(yè)生不一定能寫小說詩歌，但是一定要寫工作和生活中實用的文章，而且非寫得既通順又扎實不可?！睂τ诖髮W(xué)生的寫作能力應(yīng)包含什么，可能有多種理解，但從葉圣陶先生的談話中，我認(rèn)為：大學(xué)生寫作能力應(yīng)包括應(yīng)用寫作能力和文學(xué)寫作能力，而前者是必須的，后者是“不一定”要具備，能具備則更好。眾所周知，對于大學(xué)生來說，是要寫畢業(yè)論文的，我認(rèn)為寫作論文的能力可以包含在應(yīng)用寫作能力之中。大學(xué)生寫作能力的體現(xiàn)，也往往是在撰寫畢業(yè)論文中集中體現(xiàn)出來的。本科畢業(yè)論文無論是對于學(xué)生個人還是對于院系和學(xué)校來說，都是十分重要的。如何提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量和水平，就成為教育行政部門和高校都很重視的一個重要課題。如何提高大學(xué)生的寫作能力的問題必須得到社會的廣泛關(guān)注，并且提出對策去實施解決。二、造成大學(xué)生應(yīng)用文寫作困境的原因：（一）大學(xué)寫作課開設(shè)結(jié)構(gòu)不合理。就目前中國多數(shù)高校的學(xué)科設(shè)置來看，除了中文專業(yè)會系統(tǒng)開設(shè)寫作的系列課程外，其他專業(yè)的學(xué)生都只開設(shè)了普及性的《大學(xué)語文》課。學(xué)生寫作能力的提高是一項艱巨復(fù)雜的任務(wù)，而我們的課程設(shè)置僅把這一任務(wù)交給了大學(xué)語文教師，可大學(xué)語文教師既要在有限課時時間內(nèi)普及相關(guān)經(jīng)典名著知識，又要適度提高學(xué)生的鑒賞能力，且要教會學(xué)生寫作規(guī)律并提高寫作能力，任務(wù)之重實難完成。（二）對實用寫作的普遍性不重視。“大學(xué)語文”教育已經(jīng)被嚴(yán)重地“邊緣化”。目前對中國語文的態(tài)度淡漠，而是呈現(xiàn)出全民學(xué)英語的大好勢頭。中小學(xué)如此，大學(xué)更是如此。對我們的母語中國語文，在大學(xué)反而被漠視，沒有相關(guān)的課程的設(shè)置，沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實踐訓(xùn)練。這其實是國人的一種偏見。應(yīng)用寫作有它自身的規(guī)律和方法。一個人學(xué)問很大，會寫小說、詩歌、戲劇等，但如果不曉得應(yīng)用文寫作的特點和方法，他就寫不好應(yīng)用文。（三）部分大學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正。很多非中文專業(yè)的大學(xué)生對寫作的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練都只是集中在《大學(xué)語文》這一門課上，大部分學(xué)生只愿意被動地接受大學(xué)語文老師所講授的文學(xué)經(jīng)典故事，而對于需要學(xué)生動手動腦去寫的作文，卻是盡可能應(yīng)付差事，這樣勢必不能讓大學(xué)生的寫作水平有所提高。（四）教師的實踐性教學(xué)不強。學(xué)生寫作能力的提高是一項艱巨復(fù)雜的任務(wù)，但在教學(xué)中有不少教師過多注重理論知識，實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)卻往往被忽視。理論講了一大堆，但是實踐卻幾乎沒有，訓(xùn)練也少得可憐。閱讀與寫作都需要很強的實踐操作，學(xué)習(xí)理論固然必不可少，但是閱讀方法和寫作技巧的掌握才是最重要的。由于以上的原因，我們的大學(xué)生的寫作水平著實令人堪憂，那么如何走出這一困境，筆者提出一些建議，希望能對大學(xué)生寫作水平的提高有所幫助。三、提高大學(xué)生應(yīng)用寫作能力的對策（一）把《應(yīng)用寫作》課設(shè)置為大學(xué)生的必修課。在中國的每一所大學(xué)，《應(yīng)用寫作》應(yīng)該成為大學(xué)生的必修課。因為在這個被某些人形容為實用主義、功利主義甚囂塵上的時代，也是個人生存競爭最激烈的時代，人們比任何時代都更需要學(xué)會寫作實用性的文章，比如職場競爭中的求職信，生活中的財經(jīng)文書、法律文書等，以提高個人的生存競爭能力。（二）端正大學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。首先，要讓大學(xué)生充分認(rèn)識到實用寫作課的重要性，這門課關(guān)乎到他人生的每一個方面，諸如就職，求愛，理財，人際交往等，是他終生都需要使用的一些基礎(chǔ)性的知識，也是他必備的一項生存技能。其次，實用寫作有它自身的規(guī)律和方法。它不是你想怎樣寫都行的，它有嚴(yán)格的格式性的要求，所以需要系統(tǒng)的研究學(xué)習(xí)。最后，實用寫作課的實踐性非常強，所以學(xué)生們不能只學(xué)不練，并且要克服手懶的壞習(xí)慣，勤學(xué)勤練，為今后的工作生活打好基礎(chǔ)。（三）注重實踐課的訓(xùn)練。要