高中生物“植物芳香油提取”實驗的優化思考

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　　摘 要：本實驗選擇新鮮生姜、玫瑰花瓣、薄荷以及八角茴香作為研究對象，對目前高中生物“植物芳香油提取”實驗過程、使用材料及方法的優化進行了探索。通過實驗可知，采用八角茴香作為提取植物芳香油的材料最為合適;在該材料用量降低到25克的時候，通過蒸餾法就能夠觀察到非常明顯的實驗現象;在該材料的用量增加到50克的時候，能夠通過計算得到出油率;在本次研究中通過反復實驗證明，以無液滴出現當作是停止加熱的信號是不可行的，在實驗過程中停止加熱應該以液滴流速是否出現明顯降低為判斷標準。
　　關鍵詞：高中生物;植物芳香油;優化
　　一、 引言
　　植物芳香油提取是高中生物中比較重要的實驗內容，通過該實驗學生不僅能夠掌握提取芳香油的原理和方法，還能夠提高學生的生物素養，促進學生全面發展。目前高中教材中安排的精油提取實驗主要存在以下問題：第一，實驗所需的材料價格過高;第二，實驗過程中使用的相關裝置安全性不高;第三，無法觀察到較為明顯的實驗現象;第四，實驗過程中的操作步驟過于復雜，在教學水平不高的鄉鎮學校中很難進行開展;第五，玫瑰花瓣自身的含油量較低，整花出油率均值只有0.3392%;第六，實驗材料的獲取較為困難，受季節影響比較大。在本次研究過程中，圍繞上述問題，對該實驗的研究方法和實驗步驟進行優化，通過優化讓學生能夠觀察到更加明顯的實驗現象。在本文中，選擇了四種實驗材料，通過對不同材料出油現象的觀察和對比分析，給目前實驗教學提出了有效改進建議。
　　二、 實驗過程
　　1. 先分別量取200克新鮮薄荷、玫瑰花瓣、生姜以及八角茴香，放置在研缽里進行搗碎，也可是選擇使用榨汁機對材料進行處理，然后將搗碎之后的實驗材料放置與2000mL的圓底燒瓶里，根據1比4的比例，量取800mL的清水對研缽以及研棒進行沖洗，沖洗應該分成三次完成，沖洗結束之后，把洗液倒入到圓底燒瓶中。
　　2. 基于圖1，按照從左到右、從下到上的順序，完成水蒸氣蒸餾實驗裝置的連接。
　　3. 將電爐打開，對混合液進行加熱處理，液體沸騰之后，根據情況對電爐功率進行適當的調整，對流入收集瓶里面的液滴流速進行控制，讓其保持在1～2滴/秒的速度，在流速出現了明顯降低時，停止對混合液體加熱。
　　4. 停止加熱后繼續添加蒸餾水，在經過相應時間的冷卻之后，將蒸餾裝置拆除。
　　5. 實驗得到的提取液里添加濃度是0.1克/毫升的NaCL溶液，然后對實驗現象進行觀察，在這個過程中要對出現的實驗現象進行拍攝以及記錄。觀察結束之后，通過分液漏斗，將水和油層區分開，對油層進行收集，并且在其中添加Na2SO4進行除水處理，然后對出油率進行計算。
　　6. 通過反復實驗能夠看出，在四種材料里面，八角茴香出油率最高，并且在實驗過程中能夠觀察到非常明顯的實驗現象。在實驗過程中對八角茴香的使用量也進行了深入分析：在實驗過程中分別采用150克、100克、50克和25克的用量，并且使用2000mL、1000mL、500mL和200mL的容器，其他的實驗條件和上述一致，實驗步驟不變。
　　三、 實驗結果及分析
　　上圖2是用量為200克時四種材料的出油情況，上圖3是八角茴香用量為200克時，從側面和上面觀察到的實驗結果。
　?。ㄒ唬?實驗現象及分析
　　通過對四種材料的反復實驗，我們可以獲得如表1和表2所示的數據
　?。ǘ?結果分析
　　1. 通過表1能夠看出：在用量相同的情況下，四種材料中八角茴香的實驗現象最為明顯，并且材料的成本最低。
　　2. 通過表2能夠看出：八角茴香用量在50克以上的時候，實驗現象明顯。
　　3. 在用量相同時新鮮玫瑰花瓣觀察到的實驗現象最不明顯，如果在教學過程中，只想讓學生進行定性觀察，選擇使用八角茴香最為合適，當然也可以選擇使用另外兩種材料取代玫瑰花瓣，如果教學過程中想讓學生對出油率進行測定，那么還是選擇八角茴香比較好，推薦的用量為50g。
　　四、 實驗優化思考
　　通過實驗研究能夠看出，八角茴香和新鮮的玫瑰花瓣相比主要有以下優勢：第一、實驗材料獲取較為便利，不會受到季節變化的制約;第二、八角茴香油顏色是淺黃色，學生能夠容易進行觀察;第三、成本較低，能夠幫助學校節省開支;第四、八角茴香可以通過極少的用量滿足實驗要求，通常普通的中學實驗室里面購買的儀器就能夠滿足需要，這便于實驗得到推廣。通過上述內容能夠看出，采用八角茴香作為實驗材料，不單單能夠滿足學生定性觀察的需要，還可以讓學生完成定量計算，讓實驗探究的目標得到更好的實現。
　　作者簡介：施明月，浙江省臺州市，北京師范大學臺州附屬高級中學。
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