李書霞
摘要:以“阿司匹林”主題活動為例介紹了化學與生物學科聯合開發和實施的一門生活實踐類校本課程,內容包括課程開發的背景、選題依據、教學目標、教學過程以及教學反思。
關鍵詞:生活實踐;校本課程;阿司匹林;主題活動
文章編號:1005–6629(2015)3–0012–04 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
1 生活實踐類校本課程的開發背景
《高中化學課程標準》指出:要“從學生已有的經驗和將要經歷的社會生活實際出發,幫助學生認識化學與人類生活的密切關系,關注人類面臨的與化學相關的社會問題,培養學生的社會責任感、參與意識和決策能力?!盵1]這樣的課程設置理念一直根植在筆者心中,因為只有與生活緊密相連的課程內容才會贏得學生的認同感,激發學生興趣,豐富學生視野,引發學生思考,從而賦予我們的教學以旺盛的生命力。
基于此,我校高二年級的化學和生物老師聯合開設了一門校本課程,即《魅力科學與多彩生活》。以與學生日常生活最息息相關的食品和藥物為主題,模擬生活與生產中的一些真實情境和實驗過程,將生物和化學的常識融貫其中,讓學生在動手操作和動腦思考過程中運用所學知識、體驗成功、提升能力,同時增強健康意識和科學素養,為未來的生活和工作提供科學的視角和選擇的依據。
結合我校高二學生已經具備的化學與生物學科知識背景和能力水平,我們設置了本學期四個主題的實踐活動課:(1)阿司匹林的制備及在生活中的妙用;(2)中國傳統食品——豆腐;(3)中國式釀酒及酒文化;(4)小小廚師之發酵食品的制作。
下面以“阿司匹林”為例介紹生活實踐類校本課程的開發與實施過程。
2 “阿司匹林”主題活動的選題依據
2.1 基于“阿司匹林”的分析
阿司匹林是為大眾所熟知的一種經典藥物,具有治療感冒和解熱鎮痛的作用。而且近年來,隨著醫學界對阿司匹林研究的深入,科學家們發現了它更多更廣泛的藥物功效,可謂“歷經百年依然充滿生機”。
阿司匹林的學名是“乙酰水楊酸”(見圖1),它的結構并不像其他藥物那么復雜,官能團含酯基和羧基,分子中有一個苯環。無論是分析其物理化學性質還是完成其制備都是高中生可以勝任的。
2.2 基于學情的分析
我校處于高二第二學期的理科生已經完成了有機化學的學習,熟悉了常見的有機合成原理,而且在《化學與生活》選修模塊中對阿司匹林這種重要的合成藥物也做了初步了解[2],為本課題的開展奠定了良好的化學學科基礎。
從初三開始至今,學生走進實驗室親自動手實踐的機會越來越多,高中《化學必修1》第一章更是重點介紹了從實驗學化學的基本方法[3],所以學生對實驗室的儀器設備、試劑藥品、操作方法等都有了一定的掌握,具備了完成有機合成實驗、記錄實驗結果、定性定量分析的基本能力。
另一方面,經過初中兩年和高二第一學期生物學科的學習,學生對基本的生物學概念有了理性的認識,對阿司匹林在生活中的使用可以做出初步的推測和解釋。所有這些都說明開展本課題對學生來說是可行和可操作的。
所以,我們將本課題定義為“阿司匹林的制備及對月季花保鮮功能的研究”。
3 “阿司匹林”主題活動的教學目標
3.1 知識與技能
(1)能夠綜合運用所學知識,分析阿司匹林的結構與性質。結合實踐活動,將化學與生物關聯起來,共同解決生活中的問題,解釋實驗現象,形成學科間的交叉學習觀念。
(2)掌握實驗探究的基本方法,加深對學科知識的認識和理解,關注學科本質以及實驗探究的方法和規律。
3.2 過程與方法
(1)通過對阿司匹林的合成以及花朵保鮮作用的實踐研究,進一步理解化學反應的過程和原理,提升控制變量和設置對照實驗的探究意識。
(2)通過本課題中的系列實踐活動,增強查閱資料、敢于質疑、勤于思考、自主學習、團隊協作的能力。
3.3 情感態度與價值觀
(1)激發學生學習化學和生物學科的興趣,體驗科學探究的艱辛與喜悅,感受科學在指導健康生活中的重要價值和意義。
(2)通過從多角度分析異常實驗結果,有助于樹立科學的辯證唯物主義世界觀,增強勇于創新,敢于實踐,崇尚科學的意識。
4 “阿司匹林”主題活動的教學過程
在自由選課的基礎上由學校教務處隨機選取30名學生參與此校本課程,每周上一次課,“阿司匹林”主題活動課共歷時五節課的時間完成。
4.1 第一課時——自主查閱資料,深入了解阿司匹林
帶領學生走入學校的ipad教室,引導他們查閱與“阿司匹林”有關的所有知識,重點關注阿司匹林的發現史、醫學作用、合成原理、制備方法、新功效及副作用等知識,并把要點記錄在學案上,尤其要寫清楚阿司匹林制備反應的方程式、具體操作步驟、分離提純方法等內容,準備在第二節課的時候進行匯報交流。
通過本節課的活動,學生對阿司匹林這種經典藥物有了全面了解,比原來的感性認識上升了一個臺階,能利用自己的學科知識對陌生信息進行分析和理解。在了解阿司匹林發現史的過程中體會到了科學研究與發展的一般規律和方法。
4.2 第二課時——分組匯報交流,明確阿司匹林的制備方法
把30名學生分成十個組,每兩個小組承擔一個匯報內容,相互借鑒和補充。具體包括阿司匹林的結構與物理化學性質、發現歷史、醫學功效、副作用及處理方法、實驗室合成方案等五個部分。小組成員之間先用5分鐘時間溝通交流,之后選派代表上臺匯報。
在此過程中不僅加強了組員之間的交流與合作,而且鍛煉了部分學生的梳理和表達能力,更能加深學生對阿司匹林的認識和理解。在本節課的最后階段,師生共同確定了基于學校實驗室條件下的合成反應機理(見圖2),每個學生都清楚了解每一步實驗操作的目的與方法,為下一節課走進實驗室做好準備。

4.3 第三課時——走進實驗室,動手實踐合成阿司匹林
依然按照上一節課分組的情況開展合成阿司匹林的實踐活動,盡管在實驗室條件下只能實現上述一個環節的合成,但是在此過程中卻蘊含了豐富的實驗原理和操作方法,對學生實踐能力和思考能力有較大的挑戰。具體有以下8個步驟:
量取藥品→水浴加熱→降溫結晶→減壓過濾(取濾渣)→洗滌晶體→加試劑除雜→減壓過濾(取濾液)→加試劑酸化→減壓過濾(取濾渣)→洗滌晶體→干燥
由于步驟較多,這節課耗時較長,耗用了大約一個半小時,大大超出了一節課的時間,但是學生們依然興致勃勃,當看到晶瑩的片狀固體阿司匹林最終結晶在濾紙上時,學生們享受到了極大的成就感。
4.4 第四課時——走進實驗室,探究阿司匹林對月季花的保鮮功效
第二次走進實驗室,大家首先看到了自己之前制備的阿司匹林已經干燥好了,學生們很快就想到了檢驗阿司匹林中是否混有水楊酸的方法:將三氯化鐵溶液滴入用阿司匹林配置的懸濁液中,并沒有出現紅色,說明同學們制備的產品純度很高。
在查閱資料時,大家發現阿司匹林除了有解熱鎮痛、抗風濕、防血栓等傳統功效外,在生活中也有很多妙用,比如“去頭屑、治粉刺、除老繭、鮮花保鮮、活化土壤、治療蚊蟲叮咬等”,那么這些網絡上的報道是否屬實呢?
在考慮了實驗的可行性之后,師生共同選擇了“月季花保鮮”這個課題來繼續探究阿司匹林的應用價值[4],由生物老師帶領學生們完成。共設置了四組對比實驗:(1)清水;(2)清水+營養液;(3)清水+營養液+自制阿司匹林;(4)清水+營養液+藥店購買的阿司匹林(乙酰水楊酸含量相同)。
每瓶500毫升上述溶液中放一支含苞待放的月季花,首先記錄鮮花的初始態,以后每天持續觀察月季花的動態變化,并記錄在實驗報告上,必要時可以拍照對比。
在此環節中,學生們不僅運用了所學的有機化學知識(如酚羥基的檢驗方法),而且在設計實驗方案時,他們也親自體驗到了變量控制和設置空白對照實驗的重要性。
4.5 第五課時——交流匯報實驗成果,總結反思主題活動的收獲
本節課的第一個環節是:每個組派代表帶著自己的四瓶溶液和鮮花進行匯報,并對實驗結果作出相應的分析和原因推測。
十個組中有七個組實驗結果和預期很接近,鮮花的保持狀態由好到差的是:自制阿司匹林>藥店購買阿司匹林>營養液>清水
有兩個組的實驗結果是:營養液>自制阿司匹林>藥店購買阿司匹林>清水
有一個組的結果是:營養液>清水>自制阿司匹林>藥店購買阿司匹林
學生們在此階段的匯報中已經加入了自己的思考,如有學生說:“大多數組都是自制的阿司匹林鮮花長得較好。但也有例外,我認為這其中可能有其他因素,例如瓶子本身未洗干凈,是否在同一環境下生長(陽光,溫度),這些都有可能影響結果。而購買阿司匹林那組為何不如自制組呢?可能因為藥片本身含有除阿司匹林以外的物質影響了結果?!?/p>
為了進一步了解學生的收獲和想法,在“阿司匹林”主題活動的最后一節課,筆者還讓學生們書面回答了三個問題:
(1)談談你對阿司匹林這種經典藥物的認識;
(2)談談你在本專題的學習、實踐操作、觀察探究中的收獲;
(3)請寫出你對本專題課程設置的意見或建議。
5 生活實踐類校本課程的教學反思
斯滕伯格的智力三元理論將人的智力分為“分析性智力、創造性智力、實踐性智力”三個方面,并且指出“成功智力”是三者的有機整體,是多層次的復雜體系,是一種貼近生活的智力,大家應該改變傳統教學注重以學業為主的分析性智力培養的做法,加強創造性智力和實踐性智力的培養與開發[5]。我們開發和實施的生活實踐類校本課程就是試圖能在一定程度上培養學生的創造性和實踐性智力,能讓學生更關注身邊的生活,能具備將抽象思維轉化為實際應用的能力,將學科知識和生活實踐切實聯系起來。
“阿司匹林”主題實踐活動初步實現了以下目標:較大地激發了學生的探究興趣,一定程度上發揮了學生的主體作用,提升了運用所學知識解決實際問題的能力,從而加深了對學科本質的理解。學生體驗了探究式學習的一般程序,在查閱資料、方案設計、動手操作、團隊合作、結果分析、交流表達等方面的能力得到了鍛煉。
有學生在最后的總結報告中寫道:“該專題的學習,讓我明白了一個新事物的誕生需要許多科學家的不斷努力和改進,也讓我實踐了制備阿司匹林的方法及具體操作,且了解了其在植物保鮮方面的作用及影響。該實驗拓寬了我的知識面,提升了我的動手操作、觀察記錄和數據分析的能力,使我受益匪淺。”
然而,在本課題活動中我們也發現了一些問題和不足,值得我們反思和改進:學生方案設計的思路與方法雖然不是直接來自老師,但也并不是原創,大部分來自于網絡搜索的結果,創造性的工作并不多,對學生創新能力的培養體現不充分。在小組合作過程中,大部分學生主動性很高,但也有個別學生參與度不夠,收獲不大,有“濫竽充數”的嫌疑。部分學生對前期理論知識的鋪墊和后期實驗報告的書寫缺乏熱情,他們更鐘情于進入實驗室進行實踐操作,所以在思考能力的培養上稍顯不足。
參考文獻:
[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準(實驗)[S].北京:人民教育出版社,2003:2.
[2]宋心琦主編.普通高中課程標準實驗教科書選修1(化學與生活)[M].北京:人民教育出版社,2013:35.
[3]普通高中課程標準實驗教科書·化學必修1 [M].人民教育出版社,2013:4.
[4]辛麗紅,孫銘.簡易保鮮劑對瓶插月季切花保鮮作用的研究[J].吉林農業科技學院學報,2005,(3):4.
[5]齊建芳主編.學科教育心理學[M].北京:北京師范大學出版社,2012:18.