“美麗?化學成就”實驗選修課的教學實踐與思考

陳媛媛

摘要： 基于上海高考改革對學生“綜合素質評價”的新要求，介紹了“美麗·化學成就”實驗選修課的開設背景、課程設置、課例分析等內容，并對課程實施的結果、創新點以及存在的問題進行了總結和反思，為新形勢下化學學科實驗教學和課程的進一步開發提供一些參考。

關鍵詞： 化學與化妝品; 選修課設計; 化學實驗; 化學教學

文章編號： 10056629（2020）01005104

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

1課程背景

在傳統高考制度的框架下，化學學科由于課時有限和作為“3+1”科目的壓力，其實驗學科的界定已經名不符實。例如，上海市各高中都開設了學生實驗課，但實際上大部分學校每個學期的學生實驗只達到1～2課時，并且基本局限在實驗操作合格考要求的范圍之內。久而久之無論是教師還是學生都更多地注重理論教學而忽視實驗訓練，更不必說課題探究。學生也習慣于走馬觀花式的實驗課，不注重操作規范、實驗結果及數據分析。實驗課幾乎成了高中化學教學中食之無味棄之可惜的尷尬角色。2014年，上海高考改革正式拉開序幕，新高考政策中對學生“綜合素質評價”[1]的強調打破了化學教學的現狀，各學校也應聲而動，在教學形式、教學策略上做出了相應的調整[2]。例如復旦大學附屬中學已經開始在全校三個年級實施每學期為期兩個星期、共計5課時的“實驗周”計劃。教師不惜花費大量課時開設連續的、有設計性的學生實驗，就是為了改變學生只會紙上談兵的現狀，培養學生解決實際問題的能力。

上海新高考政策對學校、教師和學生提出了新的要求。作為教師，我們應跳出唯分數論的怪圈，立足于學生的綜合素質，依托自身專業優勢不斷提升課程設計與開發的能力[3]，開設更多的系統而又貼近生活、貼近科技前沿的課程，與興趣相投的學生共同探索，豐富學生的知識儲備，提高學生的動手能力，使學生的視野更加開闊，甚至清晰自己未來的職業選擇。化妝品的研發與生產作為化學工業的一個重要分支，無疑是當今最具活力的經濟產業之一。化妝品研發與生產過程涉及到無機化學、有機化學、物理化學、膠體化學等眾多化學內容以及微生物學、皮膚學等生物學內容。化妝品的使用與每個人的日常生活都密切相關。因此，對化學與化妝品的研究具有重要的理論和現實意義。希望通過開設“美麗·化學成就”這門課程讓學生了解真實的化學，并希望未來選擇化學專業的學生是因為了解化學、喜歡化學而報考化學專業，并非望文生義、盲目投報。

2課程的設計與實踐

2.1課程目標

（1） 引導學生從化學的角度去理解化妝品的研發策略、配方成分及其制備方法，學會利用化學知識辨別化妝品的好壞。

（2） 使學生感受與體驗化學世界的奇妙，激發學生對化學學習和研究的興趣，提高學生的綜合能力。

（3） 引領學生立足于課堂而又走出課堂，感受課本知識與實際生活、生產的關聯，使學生建立完整的化學學科印象，幫助學生了解與化學相關的行業，為學生未來高考志愿的選擇甚至職業規劃提供參考。

2.2課程形式

課程面向高一、高二學生開設，共計安排課堂教學11次、外出實踐教學2次。課堂教學每次時長90分鐘，由一位教師總負責。外出實踐教學則是利用適當時間在授課教師與學校的統籌安排下進行。教學中采用三種方式進行授課，即理論教學、實驗教學及外出參觀。

鑒于化妝品的研發與生產過程涉及到眾多化學內容以及生物學內容，特設置3次理論教學，對與化妝品的研發和生產密切相關的理論知識進行講解，為后續順利開展實驗教學做好鋪墊。考慮到選修課與必修課在教學要求上的差異，以及學生在選課時更多注重選修內容是否具備趣味性等因素，我們盡量壓縮理論教學課時，最大限度地將時間交還給學生去進行實驗。

理論教學部分完成后則進入實驗教學部分。該部分采取學生分組實驗的方式進行（兩人一組），同時教師給予操作指導。實驗過程中要求學生做好實驗現象和數據的記錄，并完成相應的實驗報告或總結，據此作為課程評價參考標準之一。教師也會對學生每次實驗操作的規范程度、完成的實物作品進行評價，計入課程成績。

受中學實驗條件有限的制約，無法做到完全模擬化妝品的真實研發過程，例如反應釜、生物抗菌測試等。幸運的是上海家化、歐萊雅等國際知名化妝品公司的研發中心均落戶于上海，因此我們嘗試聯系這些企業的相關部門，組織學生參觀企業研發中心并聽取相關講座，盡可能地給學生還原一個完整、真實的化妝品研發過程和化妝品企業的運行方式。

2.3課程評價方式

課程采取過程評價與結果評價相結合的方式。具體如下：

（1） 過程評價1： 教師根據學生的課堂參與度、實驗操作的規范程度等兩個方面進行打分，占總成績的30%。

（2） 過程評價2： 學期末學生以小組為單位進行期末展示，并由教師、學生就展示提問。然后由教師及全體選課學生根據各小組所展示的內容、效果進行打分，占總成績的20%。

（3） 結果評價： 教師根據學生提交的實驗報告、完成的實物作品等兩個方面進行打分，占總成績的50%。

2.4課程內容

課時安排及具體內容見表1。

2.5課例及分析——水蒸氣蒸餾法提取薄荷精油

2.5.1實驗設計背景

香氛是化妝品配方中必不可少的成分之一。工業生產中所添加的香氛一般分為天然產物類香氛和人工合成類香氛。精油就是天然產物類香氛中的一種，但是由于精油的提取成本相比人工合成類香氛要高很多，所以一般只在高級化妝品中添加。水蒸氣蒸餾法和壓榨法是兩種最常見的精油提取方法。其中，水蒸氣蒸餾法是利用高溫水蒸氣將揮發性較強的植物精油攜帶出來形成油水混合物，冷卻后再進行分離[9]。此法適用于玫瑰、薄荷、薰衣草等精油的提取，這類精油的特點是化學性質穩定、不易水解。水蒸氣蒸餾法的實質就是化學學科中的蒸餾操作，是相對復雜的化學實驗操作，且用到多種儀器，對學生的動手能力、耐心程度有較高的要求。薄荷精油的提取更是將蒸餾、萃取、分液、蒸發濃縮等中學重點要求的操作融為一體，可以說是一個整合度很高，同時具有理論和現實意義的學生實驗。為此，設計以新鮮薄荷葉為材料，使用水蒸氣蒸餾法提取薄荷精油的實驗，所得產品作為后續化妝品生產過程中的原料。