摘要 结合高中新课程教科书，设计高中化学探究性实验——含磷洗衣粉对水藻生长的影响，通过实验原理、方法和具体实验过程得出结论，有效地促进了学生对化学知识的理解和掌握，培养学生实验设计和探究能力，达到知识、能力、情意目标。
关键词 高中化学 探究性实验 含磷洗衣粉
实验是化学学科的重要特征之一，化学新课程倡导通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验到科学研究的过程，以转变学生的学习方式，使学生积极主动地获取化学知识，激发学习兴趣，培养学生创新精神和实践能力。而化学探究性实验正起到引导学生自主发现、分析、解决问题、探究化学基本规律的作用。因此，积极开发和设计探究性实验，有助于学生创新精神和实践能力的培养。本文从高中化学课程目标与体系切入，设计探究性实验一例，以达成探究教学目标。
1 知识背景
1.1高中化学新课程
《普通高中课程标准实验教科书·化学与生活(选修1)》第四章“保护生存环境”第二节“爱护水资源”中，介绍了水体植物营养物质污染的危害：生活污水和某些工业废水中，经常包括氮、磷的化合物，它们是植物生长、发育的养料，称为植物营养物质。含氮的物质主要是蛋白质，含磷的物质主要是洗涤剂和不合理使用的磷肥。
在学习这一章节之后，学生容易对“富营养化”产生兴趣。基于此背景，设计关于氮、磷的探究性实验，挖掘与锻炼学生的实验探究能力。
1.2资料背景
洗衣粉由多种化学成分组成，起主要作用的是表面活性剂。配制洗衣粉时还加入一些助洗剂和辅助剂，使性能更完善。通用的助剂是三聚磷酸钠，分子式为Na5P3O10，一般占洗衣粉含量的15％～25％。三聚磷酸钠中阴离子具有较强的络合能力，将不溶解的多价金属阳离子络合，变成可溶性的复合离子，使它们不会沉积到织物上，大大提高了洗涤剂的洗涤效能。同时，它还对微细的无机粒子或脂肪微滴具有分散、乳化、胶溶作用，提高污垢的悬浮能力，从而提高洗涤剂的洗净作用。
2 探究性实验的目标
2.1知识目标
(1)了解环境资源与保护的相关知识；
(2)了解水体污染现象、危害及防治对策；
(3)了解含磷洗涤剂对水体的污染危害；
(4)认识人类活动对本地水域环境的影响。
2.2能力目标
(1)能够简要陈述将进行的实验，写出欲探究的问题、假设及预测；
(2)独立设计并实施实验计划，记录所观察的现象，利用实验仪器测量数据，培养动手能力；
(3)从实验过程和结果总结中得到启示。
2.3情意目标
(1)了解污染的危害及环境保护的重要意义，培养学生绿色化学的意识和环保责任感；
(2)加深对自然、生活和人类的关注，树立可持续发展观念。
3 实验设计——含磷洗衣粉对水藻生长的影响
3.1实验原理
磷是水藻生长的主要营养物质，不同含量的磷对水藻生长影响不同。利用水藻溶液吸光度的测定，了解水藻生长情况。
3.2实验方法
(1)用天平称取5g“佳美”含磷洗衣粉溶于蒸馏水中，定容至1L，配制成5g／L溶液，备用；
(2)取绿藻水若干。准备9只800mL的烧杯，并将烧杯编号0～8号。每只烧杯中加入10mL绿藻水，溶液呈相同的淡绿色；
(3)分别取10、40、70、100、130、160、190、220mL的备用洗衣粉溶液，加入编号1～8的8只烧杯中，O号烧杯为无洗衣粉对照样，各烧杯中加入蒸馏水至500mL。此时，1～8号烧杯中的洗衣粉浓度分别为0.1、0.4、0.7、1.0、1.3、1.6、1.9、2.2 g／L。用带孔的塑料膜封住杯顶；
(4)将烧杯放置于相同光照处，每日观察1次、振荡3次，并做好记录，观察指标主要是水中绿色深度、气味的变化，它们反映绿藻的繁殖速度与数量(同上述方法做无磷洗衣粉实验)。
(5)2周后进行测量。用分光光度计在波长600～700nm处直接测定水藻溶液吸光度。
3.3实验预期
含磷洗衣粉加速水藻生长，并伴有剂量效应，即随着磷的增加，水藻生长速度加快，现象明显，而当磷的量增大达到一定程度，又抑制水藻生长。
3.4实验仪器
烧杯、721分光光度计、比色管、分析天平、移液管、量筒。
3.5主要试剂
水藻液若干；含磷洗衣粉溶液；蒸馏水。
3.6实验结果
(1)观察结果。观察1～8号烧杯中溶液的颜色、气味及沉淀物的量，均产生类似现象，随浓度增大，现象加重。结果如表1所示：
(2)测定结果。测定1～8号烧杯中溶液的吸光度值，结果如表2所示：
3.7实验结论
观察1周后明显可见，不含磷洗衣粉溶液中的水藻生长缓慢，溶液较清。含磷洗衣粉溶液中水藻均生长迅速，吸光度增大，绿色变深并伴有异味。2周后，肉眼可见有悬浮物产生，溶液中水藻大量繁殖。再过不久，色泽变为暗绿，悬浮物和臭味皆更为明显。
随洗衣粉含量增大，溶液中水藻繁殖增多，吸光度值提高。但当洗衣粉浓度过大时，水藻的生长又被抑制，吸光度值降低。此时水藻死亡后会在水中腐烂，使水质更加恶化。
4 探究实验取得的收获
学生学到一些仪器的使用方法及操作技能；从实验中了解变量及条件控制等重要因素；直观地体验到含磷洗涤剂在水环境污染方面“扮演”的角色。
通过该探究性实验，有效促进了学生对化学知识的理解，培养学生设计实验的能力，更重要的是通过探究的方式，培养创新精神，掌握科学研究的方法，加强学生实践能力。