李 佳

（淄博實(shí)驗(yàn)中學(xué) 山東淄博 255000）

創(chuàng)新是教育發(fā)展的動(dòng)力。目前我國(guó)正處于“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)的歷史交匯期，大批德才兼?zhèn)涞膭?chuàng)新人才是國(guó)家提升綜合國(guó)力的重要支撐［1］。學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)不僅是國(guó)家創(chuàng)新體系的重要組成部分，也是學(xué)生核心素養(yǎng)的重要內(nèi)涵。高中階段是人生的“孕穗期”，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力已初步形成，創(chuàng)新思維初顯萌芽，是創(chuàng)新素養(yǎng)培育的關(guān)鍵時(shí)期。這需要我們廣大教育者對(duì)學(xué)生聯(lián)動(dòng)校內(nèi)外資源進(jìn)行啟智潤(rùn)心，賦予他們更多創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維，為以后在更廣闊的平臺(tái)釋放更大的創(chuàng)新潛能、創(chuàng)造更大創(chuàng)新成果奠定基礎(chǔ)。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）》也明確提出：“要積極探索全社會(huì)合作育人的途徑和機(jī)制，共同開(kāi)發(fā)有特色的化學(xué)校本課程。應(yīng)加強(qiáng)與高等院校、科研院所、相關(guān)企業(yè)的聯(lián)系，可持續(xù)的交往渠道與互動(dòng)方式，建立一批課外學(xué)習(xí)基地［2］?！?/p>

學(xué)科基地是學(xué)科創(chuàng)新發(fā)展和建設(shè)的平臺(tái)，為學(xué)科發(fā)展提供多種學(xué)習(xí)渠道。淄博實(shí)驗(yàn)中學(xué)化學(xué)學(xué)科基地作為首批山東省學(xué)科基地，以發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)為導(dǎo)向，積極與山東理工大學(xué)、新華藥廠、傅山博物館等高校和企業(yè)聯(lián)系，建立高中化學(xué)研學(xué)基地，立足國(guó)家基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)上，積極開(kāi)發(fā)學(xué)生綜合實(shí)踐活動(dòng)課程。該課程以《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）》為準(zhǔn)則，結(jié)合學(xué)生已有的知識(shí)背景和學(xué)習(xí)資源，開(kāi)展相應(yīng)主題的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，全面落實(shí)立德樹(shù)人為根本任務(wù)、引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注與化學(xué)相關(guān)的社會(huì)問(wèn)題，提高學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)解決化學(xué)問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任感，搭建提高學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的臺(tái)階。同時(shí)化學(xué)學(xué)科基地對(duì)活動(dòng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)展具有完整的評(píng)價(jià)體系，為后續(xù)的實(shí)踐活動(dòng)的創(chuàng)新提供第一手資料，建立可持續(xù)發(fā)展的綜合實(shí)踐活動(dòng)課程。下面以研學(xué)活動(dòng)案例談?wù)勅绾伍_(kāi)展綜合實(shí)踐活動(dòng)。

一、確定活動(dòng)主題

學(xué)習(xí)完選擇性必修3有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)中有機(jī)合成這一節(jié)，學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)到有機(jī)合成的關(guān)鍵是官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化和構(gòu)建碳骨架，能夠從正逆方向分析合成有機(jī)化合物，具有設(shè)計(jì)合成有機(jī)物的能力。但是，學(xué)生更多地將有機(jī)合成當(dāng)成題目，無(wú)法將其與我們?nèi)粘Ｉ盥?lián)系，限制學(xué)生思維的發(fā)展。

作為研學(xué)基地的新華藥廠是全國(guó)乃至亞洲最大的解熱鎮(zhèn)痛類(lèi)藥物生產(chǎn)與出口基地，為全國(guó)乃至全球的醫(yī)藥發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，新華藥廠秉承創(chuàng)新“保護(hù)健康、造福社會(huì)”的企業(yè)使命，持續(xù)進(jìn)步、超越自我、追求更好的創(chuàng)新理念非常有利于學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)。藥廠的退燒藥產(chǎn)品布洛芬是學(xué)生家中常備的藥品，其主要成分中官能團(tuán)的性質(zhì)學(xué)生也已掌握?；诖?，選擇布洛芬的合成確定活動(dòng)主題，更能激發(fā)學(xué)生的求知欲，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

二、準(zhǔn)備階段

參觀的兩周前，加強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，在教師的指導(dǎo)下學(xué)生自由組合，分成5個(gè)活動(dòng)小組，每個(gè)小組選出組長(zhǎng)，組內(nèi)成員分工明確，能夠密切配合完成研究任務(wù)。教師安排如下課后任務(wù)：（1）觀察日常生活中所用的退燒藥布洛芬，它都有哪些形態(tài)？（2）布洛芬藥物的主要成分是什么？（3）布洛芬具有哪些性質(zhì)？教師指導(dǎo)學(xué)生從學(xué)科基地資料庫(kù)、互聯(lián)網(wǎng)等地方獲得自己所需要的資料，并在課上展示成果：退燒藥布洛芬存在固態(tài)和液態(tài)懸濁液，主要成分是異丁苯丙酸，在水中溶解度較小。學(xué)生搜集資料、整理相關(guān)的信息，將資料中的有效內(nèi)容進(jìn)行整合，提高學(xué)生搜集和處理信息的能力。

教師在課堂上以如何制備布洛芬的主要成分異丁苯丙酸為例，引導(dǎo)學(xué)生思考以對(duì)異丁基苯乙烯或?qū)Ξ惗』揭彝獮樵?，設(shè)計(jì)合成布洛芬的路線(xiàn)。學(xué)生以小組為單位，交流討論并進(jìn)行匯報(bào)各自的合成路線(xiàn)。師生共同總結(jié)出有機(jī)合成的一般思路：首先分析結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中有哪些官能團(tuán)；對(duì)比原料和目標(biāo)產(chǎn)物，對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行切割，通過(guò)特征反應(yīng)引入新的官能團(tuán)。學(xué)生的合成路線(xiàn)確定好后，為加強(qiáng)學(xué)生對(duì)有機(jī)合成的認(rèn)識(shí)，教師告知學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)課程的組織形式，要去親身感受布洛芬合成的整個(gè)流程，瞬間點(diǎn)燃學(xué)生的熱情，激發(fā)學(xué)生的求知的欲望。通過(guò)前期的準(zhǔn)備，學(xué)生慢慢將自己沉浸在實(shí)驗(yàn)員的角色，因此對(duì)接下來(lái)的活動(dòng)課程充滿(mǎn)期待。

三、課程開(kāi)展

學(xué)生經(jīng)過(guò)前期準(zhǔn)備工作，來(lái)到新華制藥研發(fā)中心。技術(shù)員利用研發(fā)中心的宣傳欄、多媒體等設(shè)施展示布洛芬的成長(zhǎng)歷程，學(xué)生解決下列問(wèn)題：布洛芬的研發(fā)和量產(chǎn)推廣經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展歷程？布洛芬都有什么劑型？為什么會(huì)有劑型上的區(qū)別？

學(xué)生進(jìn)入儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)室，不僅親眼看到教材上及老師口中提到的色譜分析儀、磁力攪拌器、旋蒸儀以及完整的有機(jī)實(shí)驗(yàn)制備裝置，而且還看到實(shí)驗(yàn)室的工作人員規(guī)范的操作、科學(xué)的分析、認(rèn)真的態(tài)度。實(shí)驗(yàn)員看到學(xué)生好奇的樣子，現(xiàn)場(chǎng)演示利用液相色譜儀檢測(cè)的過(guò)程，并向?qū)W生講解儀器的原理，并鼓勵(lì)學(xué)生代表實(shí)踐操作。這樣學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，不再去死記硬背原理，而是更深刻地去理解，使學(xué)生真正內(nèi)化化學(xué)知識(shí)。

隨后技術(shù)員帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入藥物合成實(shí)驗(yàn)室，由專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)人員介紹布洛芬合成反應(yīng)的機(jī)理，包括原材料的選擇、溶劑的確定、反應(yīng)條件的選擇與調(diào)控、產(chǎn)物分離提純方法的選擇。為了使學(xué)生對(duì)有機(jī)合成流程有清晰的認(rèn)識(shí)和體會(huì)，實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)“布洛芬中間產(chǎn)物合成”。學(xué)生以小組為單位，提出自己在之前課上預(yù)設(shè)的布洛芬理論合成路線(xiàn)。技術(shù)員對(duì)學(xué)生提出的合成路線(xiàn)進(jìn)行原理性和可行性的評(píng)價(jià)，并對(duì)學(xué)生提出怎樣確定合成路線(xiàn)進(jìn)行解答。此外，技術(shù)員告訴學(xué)生合成路線(xiàn)的確定需要研發(fā)工作人員查閱大量文獻(xiàn)資料，然后討論出多種可行性方案，再經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的嘗試實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)溶劑、溫度、催化劑等反應(yīng)條件的調(diào)試確定最終產(chǎn)品的合成路線(xiàn)，講解員介紹布洛芬合成后，演示交聯(lián)反應(yīng)，制備凝膠。并展示制得的凝膠經(jīng)粉碎、干燥，再粉碎、研磨，最后壓片裝盒的全過(guò)程。使學(xué)生通過(guò)實(shí)踐過(guò)程加深對(duì)有機(jī)合成的認(rèn)識(shí)與理解，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。

最后，針對(duì)學(xué)生提出制藥生產(chǎn)過(guò)程中如何解決產(chǎn)生的三廢問(wèn)題，我們實(shí)地參觀了解藥廠的三廢處理過(guò)程，通過(guò)蒸餾、萃取等物理方法，氧化、還原等化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)資源的回收利用，通過(guò)更換原料、改進(jìn)操作方法、采用新工藝的方法從源頭上杜絕或減少污染，提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，彰顯化學(xué)學(xué)科的應(yīng)用價(jià)值。

四、研學(xué)活動(dòng)總結(jié)

返校后，為了使學(xué)生對(duì)本次實(shí)踐活動(dòng)有更深刻的感悟，組織學(xué)生將這次實(shí)踐活動(dòng)以報(bào)告的形式與同學(xué)分享。在報(bào)告中，學(xué)生紛紛寫(xiě)下自己的感悟。有的學(xué)生寫(xiě)道，人類(lèi)終將在科學(xué)的道路上越走越遠(yuǎn)，作為新時(shí)代的火苗，我們一定要增強(qiáng)知識(shí)，奉獻(xiàn)于科學(xué)，做一個(gè)有貢獻(xiàn)的人；這一次極大激勵(lì)了我對(duì)化學(xué)的好奇心，增加了我的化學(xué)興趣。還有學(xué)生寫(xiě)道，這些令人驚嘆的科學(xué)技術(shù)，都是在研發(fā)人員遇到難題時(shí)憑借著過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和堅(jiān)持不懈的美好品質(zhì)鉆研出的智慧的結(jié)晶；正因有他們，人們才能免遭苦難、健康生活；正因有他們，國(guó)家富強(qiáng)、人民幸福才得以實(shí)現(xiàn)；懷著對(duì)研發(fā)人員的敬畏、對(duì)中國(guó)醫(yī)藥的自豪之感，我希望，我將腳踏實(shí)地、志存高遠(yuǎn)，待學(xué)成歸來(lái)能致力于科研事業(yè)，為實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)貢獻(xiàn)自己的一份力量。

五、社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)的思考與認(rèn)識(shí)

1.培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度，樹(shù)立學(xué)生社會(huì)責(zé)任感

嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，高度的社會(huì)責(zé)任感是藥品質(zhì)量的重要保障。在檢測(cè)藥物穩(wěn)定性的過(guò)程中，學(xué)生了解到實(shí)驗(yàn)員需要對(duì)合成的藥物效果進(jìn)行批次抽樣檢測(cè)，分別對(duì)半年、一年后藥品中有效成分和雜質(zhì)的變化進(jìn)行記錄。不僅如此，實(shí)驗(yàn)室還需要對(duì)藥品在極端條件下進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)定，確定藥品有效成分的變化。

此外學(xué)生了解到大腦工作系統(tǒng)復(fù)雜，有血氧屏障。腦部藥物制備過(guò)程中，需要對(duì)藥物進(jìn)行納米級(jí)處理，在均勻性研究實(shí)驗(yàn)室中，藥品通過(guò)物理混合保證后續(xù)均勻。合成藥物在溫度、濃度、攪拌等嚴(yán)格條件下分散成納米級(jí)的顆粒，溶解進(jìn)入大腦。通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生不僅體會(huì)到膠體分散和聚沉在藥物中的應(yīng)用，實(shí)際生產(chǎn)中條件的選擇與粒子大小有緊密聯(lián)系，更能夠深刻理解化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)具有實(shí)用性。

在藥物復(fù)雜的合成過(guò)程中，學(xué)生感受到新華藥廠工作人員認(rèn)真鉆研的科學(xué)態(tài)度，不懈的探索和攻堅(jiān)克難的科學(xué)精神，更認(rèn)識(shí)到化學(xué)對(duì)人類(lèi)社會(huì)的重要作用。通過(guò)這次實(shí)踐活動(dòng)，堅(jiān)定學(xué)生學(xué)好化學(xué)的決心，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，樹(shù)立學(xué)生報(bào)效祖國(guó)的社會(huì)責(zé)任感。

2.拓展學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神

在實(shí)驗(yàn)員的解說(shuō)下，學(xué)生對(duì)目前先進(jìn)醫(yī)藥知識(shí)有所了解，腸溶微丸技術(shù)、滲透泵給藥系統(tǒng)等，這些高科技醫(yī)學(xué)知識(shí)都令學(xué)生驚嘆萬(wàn)分，感受到化學(xué)是高科技醫(yī)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)，也讓學(xué)生對(duì)我們國(guó)家醫(yī)藥水平產(chǎn)生強(qiáng)烈民族自豪感。由于參觀前學(xué)生熟悉藥物布洛芬的合成路線(xiàn)，提出有關(guān)合成工藝的問(wèn)題，比如選擇對(duì)異丁基苯乙酮還是對(duì)異丁基苯乙烯去合成布洛芬。專(zhuān)家耐心從原料價(jià)格、合成路線(xiàn)的步驟、工藝條件的選擇等角度回答學(xué)生問(wèn)題，并向?qū)W生推薦幾篇文章，建議學(xué)生查詢(xún)相關(guān)資料加強(qiáng)對(duì)藥物合成原理的理解，并鼓勵(lì)學(xué)生遇到問(wèn)題大膽猜想，查閱資料去找尋問(wèn)題解決的辦法，提高自身解決問(wèn)題的能力，提升自身價(jià)值，為國(guó)爭(zhēng)光。

3.培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)方法，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)

在參觀新華藥廠廢水、廢氣等處理系統(tǒng)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室工作人員采用不同的處理方法，其中有學(xué)生熟悉的吸附法、氧化法、沉淀法，很好地實(shí)踐了課本上的原理知識(shí)與實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的思想。工作人員告訴學(xué)生在習(xí)近平總書(shū)記提出的“碳達(dá)峰、碳中和”思想指導(dǎo)下，通過(guò)化學(xué)試劑將很多難降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)原料進(jìn)行回收利用，不能轉(zhuǎn)化回收的物質(zhì)就會(huì)通過(guò)處理達(dá)到環(huán)境友好標(biāo)準(zhǔn)再排放，充分體現(xiàn)綠色化學(xué)的重要性。研發(fā)人員也積極與國(guó)內(nèi)外頂尖的實(shí)驗(yàn)室合作，尋找更友好的科學(xué)處理方法，既能實(shí)現(xiàn)廢物的循環(huán)利用，提高公司的生產(chǎn)效益，又能實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展。

學(xué)生環(huán)保意識(shí)明顯增強(qiáng)，他們體會(huì)到化學(xué)并不是造成污染的學(xué)科，而是能夠成為人類(lèi)解決生產(chǎn)生活問(wèn)題的有力工具，為人類(lèi)的衣食住行帶來(lái)便利。返校后學(xué)生開(kāi)展化學(xué)與環(huán)境系列主題活動(dòng)，不僅如此，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)不再像以前一樣隨意使用和處理化學(xué)試劑，他們盡可能減少化學(xué)試劑的用量，而且針對(duì)廢液缸中的廢液，還向?qū)嶒?yàn)人員提出行之有效的處理建議。

4.提高學(xué)生合作能力，開(kāi)拓學(xué)生創(chuàng)新能力

在前期搜集有關(guān)布洛芬的資料時(shí)，學(xué)生組建團(tuán)隊(duì)，責(zé)任分配，將任務(wù)進(jìn)行細(xì)化，提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力。課堂上，學(xué)生集思廣益，分析搜集資料并進(jìn)行整合，交流討論并提出布洛芬合成的路線(xiàn)，增強(qiáng)學(xué)生信息處理能力，培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)的模式。參觀藥廠研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生大膽發(fā)問(wèn)，勇敢嘗試，使學(xué)生在實(shí)際操作中發(fā)揮主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，開(kāi)拓學(xué)生的創(chuàng)新能力。