三線四維：胃酸藥項目化教學的設計與實踐

沈柳清

（杭州市余杭高級中學，浙江 杭州 311100）

一、問題的提出

項目化學習起源于16世紀意大利工程教育孕育，1969年加拿大提出項目化學習，2017年我國將項目化學習融入課程標準。

《普通高中化學課程標準2017版》（本文簡稱新課標）和2019年人教版高中化學教材（本文簡稱新教材），相比老教材、老課標有了不少的改變，新教材欄目設置更多：如實驗探究類：[思考與討論][實驗X-X][探究][實驗活動][方法導引]5類；科學發展史類：[化學與職業][資料卡片][科學史話][科學.技術.社會][研究與實踐][信息檢索]6類；課后提升類：[練習與應用][研究與實踐][整理與提升][復習與提高]4類，共計出現14類。

由教學時間、進度、實驗設備等多維度影響，新教材很多有價值的欄目和素材在現階段沒有很好地被利用起來。如必修二第二冊第八章合理用藥，學生對于藥品發展、使用、劑量是不理解的，教師對于書本注解的價值屬性是弱化的。

如何讓項目化學習與新教材、新課標欄目設置之間更好地融合，產生出具有深度探究價值的課堂，是可以重點探索的。

二、三線四維概念界定

主干突出，三條主線即三線：分別為項目規劃，精準思考；項目實施，重構驅動；項目成果，全程評價。

分支細化，每條主線至少可細化出四個不同維度即四維：從學業標準、學科內容、學生認知、社會議題中尋找有真實情境的項目主題，生活中的主題使學生學有樂趣；從拆解任務、重構任務、問題驅動、素養任務最終形成驅動型項目實施，驅動式的方式讓學生學有方向；對項目主題、項目實施、項目結果、項目應用進行課前、課中、課后的項目全過程評價，評價的過程讓學生學有感悟。

三線四維路徑圖（見圖1），從左到右體現從教材到教學的學科設計，是“放電型”的輸出過程；從右到左體現教學到教材的學科理解，是“充電式”輸入歷程。兩者相輔相成，多角度、多層次地提升教師學科本源理解。

圖1 三線四維項目化設計路徑圖

三、三線四維課堂教學設計

1.項目主題，精準思考

1.1 精研學科內容，把握學業質量要求

抗酸藥位于人教版必修第二冊第八章化學品的合理使用，以[思考與討論]共100個文字呈現[1]（見圖2）。

圖2 書本抗酸藥的呈現方式

學業質量要求：遵循醫囑，合理用藥，從知識層次看學業要求不高。但如何服用，何時服用，藥劑多少，減少病灶的原理，其價值意義至關重要。

在教學設計上，此課例所給信息較少，教師自由發揮空間很大。

1.2 精析課程標準，科學制定教學目標

新課標：體會化學科學發展對于藥物合成的重要意義，樹立食品與藥品等方面的法律、法規意識，依據新課標設置以下教學目標：①精心設計實驗探究，體會證據推理下的抗酸藥有效成分探究；②由抑酸藥的發展歷程，理解結構決定性質，性質決定用途的素養；③強調化學與社會發展意識，強化社會責任感和使命感。

1.3 精判學生認知，思索前置概念

查閱文獻胃酸治療藥物有兩種類型：抗酸藥和抑酸藥。抗酸藥主要是中和胃酸，對于酸堿中和學生是有清晰認識視角的。抑酸藥是抑制過多酸的分泌，從源頭上控制酸量或者減慢過程中傳送速度，其原理是藥物與生命體結合的機理問題，需要設置問題階梯，幫助學生驅動產生生長點。

1.4 精思社會議題，確定素養價值

課堂價值的核心：是否承載關鍵能力（學科思維）、正確價值觀念和必備品格。通過合理用藥的學習，能準確理解用藥時間、用藥原理等常識性學科思維，為后續興奮劑、青蒿素等藥品學習鋪墊，形成正確的生命健康理念。

2.項目實施，重構驅動

2.1 拆解項目，理解教材屬性

化學教材：為教師提供了豐富的教學素材和可借鑒的教學策略，同時預留了教育空間。如抗酸藥以100個字的方式呈現，對教材進行拆解和重構。

拆解：即把物質解構成基本原始單元。如抗酸藥教材拆解：①名稱、形狀、儲存是藥品的主要成分；②功能主治、用法用量是藥品的使用原理；③安全性、有效性是實際達成的效果；④實驗驗證則是實施措施。

2.2 重構項目，梳理教學流程

重構：即將肢解的原始單位重新構成一個全新的、邏輯性強于以前的結構。本課以合理用藥為驅動性項目，分解為四個子項目，同時對于每一環節預留了教學評價線；具體拆解、重構流程（見表1）。

表1 抗酸藥教學流程

項目的實施既是一個拆解過程，也是一個重構的過程，是極其復雜的雙向歷經過程。其實質是對學科知識本原的深度思考。

2.3 問題驅動，落實核心素養

胃酸藥教學設計（節選）

環節一：創設情境，理論預測療效

【問題1】造成胃病的主要因素是什么？胃酸過多如何處理？

【學生答案】選擇弱堿類或者強堿弱酸鹽類（物質分類觀）。

【展示】生活中相對應的兩類藥品：氫氧化鋁片和碳酸氫鈉片。

【問題2】書寫NaHCO3與HCl反應的化學方程式，Al（OH）3與HCl反應的離子方程式，結合方程式闡述哪一種藥療效更好？

①等質量下，氫氧化鋁消耗鹽酸更多；

②氫氧化鋁是難溶物，接觸面積不如碳酸氫鈉。

【設計意圖】上述回答是對于酸堿中和、溶解度大小的知識理論預判能力，從預判過渡到實驗，則是證據下的釋因過程，通過實驗感知、解決問題，形成證據推理的素養意識。

環節二：實驗探究，證據分析療效

【問題3】化學實驗室哪些儀器可以模擬人體胃酸實驗？

信息1：①胃是有彈性的，胃的大小約為200ml左右；②胃在不斷地蠕動，胃酸pH為0.9～1.5；③胃液每日分泌量大約在1.5到2.5升。

【學生活動】依據信息1，討論、分析，用三頸燒瓶模擬胃，用磁力攪拌器模擬胃的蠕動，用恒壓滴液漏斗模擬胃酸分泌，并連接成如下裝置（見圖3）。

圖3 模擬人體胃酸實驗

【實驗探究】搭好的儀器中加入藥品，分別加入2片藥片碳酸氫鈉片和氫氧化鋁片與200mL pH=1.8的HCl反應，采集pH變化的數據。

碳酸氫鈉片：①反應速率快；②在適宜pH范圍內時間短；③pH變化過大。

氫氧化鋁片：①反應速率慢；②在適宜pH范圍內時間長；③pH變化不大。

【設計意圖】學生依據胃的工作原理和大小，設計出人體模擬胃酸儀器并連接好裝置，體現學為中心的課堂，培養知識遷移和創新意識的素養，進一步引出改良研發復合型新藥物。

【問題4】現實中有沒有這樣能同時達到三個效果的藥呢？

展示達喜主要成分【Al2Mg6（OH）16CO3.4H2O】

書寫胃酸與達喜反應的離子方程式：

Al2Mg6（OH）16CO3.4H2O+18H+==2Al3++6Mg2++CO2+21 H2O

【PH傳感器數字實驗】2片達喜與200mL pH=1.8的HCl反應pH的變化（見圖4）。

圖4 三種常見抗酸藥的數據對照

【設計意圖】通過pH傳感器和CO2的現場變化，讓學生了解到復合藥見效快，療效久，pH變化不大的優勢。同時保留Mg2+和Al3+在臨床醫學中的用途，為后續繼續學習留有伏筆。

環節三：信息檢索，研發新藥方向

【問題5】現階段醫院治療胃酸藥物主要以替丁類為主，而非前面我們所探索的弱堿類或者強堿弱酸鹽類物質，這是為什么呢？

【研究前沿】胃酸的產生①接收器②傳送信息源的質子泵有關。1988年，詹姆斯.布萊克首次通過控制接收器減少胃酸產生，合成第一代抑酸藥西咪替丁，獲得諾貝爾化學獎。2000年之后，醫學的研究方向轉向質子泵抑制劑，開發出了奧美拉唑腸溶片、囊蘭索拉唑腸溶片、埃索美拉唑腸溶片、艾普拉唑腸溶片，為胃病患者帶來了巨大的福音。

環節四：基于性質，服務生產生活

【科學小預測】依據信息2，預測抗酸藥（鋁碳酸鎂）和抑酸藥（西咪替丁）的最佳服用時間？

信息2：胃是持續分泌胃酸的，當食物進入胃中時，胃酸即開始分泌餐后1小時左右達到高值入睡后逐漸消失，清晨醒來之前最低當食團進入胃中時，pH值可降低2-3之間。

抗酸藥選擇在餐后，胃酸產生最大的時候服用中和過多胃酸。而抑酸藥則在產生之前，即餐前服用或早上醒來抑制胃酸產生。

【生活一點通】近日，“大胃王吃播秀”在抖音、斗魚等網絡平臺盛行，說說你的想法？

【設計意圖】簡單呈現抗酸藥、抑酸藥的反應機理，培養信息檢索能力。養成合理用藥、適時服藥、保護好胃的健康意識和化學為人類服務的使命意識。

3.項目成果，全程評價

新課標教學與評價建議：實施“教、學、評”一體化，有效開展化學日常學習評價。注重過程性評價和結果性評價相結合，靈活運用活動表現，紙筆測驗和學習檔案評價等多樣化的評價方式。

評價因其多元化、多樣性、多變化的特質，很難量化統一形成相應的閉環格式，但評價作為教學評一體化中的重要一環，是不可或缺。

圍繞上述學科實踐活動可形成全覆蓋、全過程的三線四維融合性教學評價體系。即項目主題精準思考：為何選擇此課題，師生前置概念是否合理考量，課題社會議題價值如何；項目實施重構驅動：拆解任務是否合理、重構任務是否精確、子項目問題驅動是否具有合理階梯；項目成果全程評價：達成的學習效果如何、過程中生成性問題是否溯源，課堂產生的后續延展價值都可進行持續性評價（見表2）。

表2 三線四維抗酸藥的合理使用融合性評價表

四、三線四維教學反思

教育的進階取決于課堂，促思維發展的課堂才是高階課堂。三線四維項目化課堂比傳統課堂，思考的維度更多，發散的廣度更遠，考慮的層次更深，思考的深度、廣度、維度實質就是對于課本欄目設置的追本溯源和高階理解。

其次，三線四維從項目規劃到項目評價本質就是教材的處理與教學的輸出過程，其本質是怎么教的過程；項目的評價又會診斷教學的輸出，反思內化為教學的輸入，是為什么這樣教的反思。二者相輔相成，提升學科理解力。