摘 要 化学社会课程资源是链接课堂学习和生产生活实际、弥补教学缺乏感性认知和实践体验的缺憾、在真实情境中促进学习品质提升的优质课外资源。具体阐述了人力、物质和文化三种社会课程资源类型,构建了以社会物质课程资源“开发路径-教学实施-拓展应用”为核心的实施路径,并以“海带中的甘露醇提取”为例予详细展示,最后提供了化学社会资源开发要注重联系区域实际、建立学习共同体以及协同多方支持的若干实施建议。
关键词 初中化学 社会课程资源 学科育人
新课程改革的重要理念之一是课程的内容和实施应该与经济、社会生活实际紧密结合。美国课程专家泰勒强调:“(1)要最大限度地利用学校的资源;(2)加大校外课程的开发与实现;(3)帮助学生与学校以外的环境打交道。”[1]我国著名教育家陶行知先生一直提倡“教育是要拆除学校与社会之间的高墙,把学校里的一切伸张到大自然和社会中去”。教育要与生活密切联系,教学内容及方式要面向生活、社会,实现“学以致用”的教学目标,在实践过程促进教学相长。初中化学是化学教育的启蒙阶段,充分挖掘和利用区域社会资源,通过梳理筛选、整合重组后与教学融合,使之在教学目标、内容、方法等方面与现有资源整合使用,形成优势互补。
一、化学社会课程资源的内涵
课程资源是课程设计、实施和评价等整个课程教学过程中可资利用的一切人力、物力以及自然资源的总和,包括教材、教师、学生、家长以及学校、家庭和社区中所有利于实现课程目标,促进教师专业成长和学生有个性的全面发展的各种资源[2],如与学科相关的政府部门、化工企业、博物馆、科研单位、大专院校、社区、专业人员等。社会课程资源是一种校外课程资源,是校内课程资源的重要、实在且有益的补充。
从资源所处的场所、性质和时空视角,社会课程资源一般分为人力资源、物质资源和文化资源三种类型[3]。就化学学科来说,社会人力资源是具有多向性、丰富性的课程资源,如化学学者、行业专家、政府人员、化工专业人士以及家长等等;社会物质资源是一种隐性、间接的课程资源,如当地的医疗机构、化工企业、社会管理部门、科研机构、河流土地等等;社会文化资源体现为有形的物质载体和无形的精神资产,主要包括图书馆、博物馆、科技馆、青少年活动中心、大专院校、历史遗迹、民间工艺、民俗风情等。同一化学社会课程资源对于不同化学学习活动具有不同的用途和价值[4],例如当地自来水厂和钢铁厂,既可以作为课外活动课的调查参观资源,又可以作为项目化学习供学生探究。化学社会课程资源需要师生自觉主动地开发才能转化为有效的教学资源,它既可以作为真实情境直接进入教学过程,又能在动态的师生互动中被灵动赋值或智慧转换,不断地演绎出新的生长点。
二、化学社会课程资源的价值
当下学生的化学学习资源还是有时空局限性的,开发和利用社會课程资源对于丰富化学课程内容、缓解化学课堂主要依托教材和经验进行知识传承、弥补教学匮乏感性认知和实践体验的缺憾、促进学生积极主动地学习有着重要意义。
1.构建优质资源,丰富课堂教学的素材
根据当下课程标准和教学目标的要求,通过对社会课程的梳理和甄别、内化和利用,形成有价值的课堂教学方案或实践方案,解决当前初中化学课程资源匮乏、课堂教学情境单一等问题,积累化学学习素材。依据教学主题邀请各领域的专业人士来校进行讲座或者对专业人员进行专访。例如通过聆听四药集团博士的《化学与药物制造》报告,学生了解了研制药品的基本程序包括:原理探究—实验设计—有效成分—质量检测……临床试验—投入生产—包装设计—市场开发等很多环节,且长达几年甚至十几年的时间,深刻体会到化学在医药研发中不可取代的核心地位及其在人们日常生活中不可或缺的重要作用。
2.提供真实情境,感受现场学习的魅力
现场教学是加强化学与社会联系的重要形式,是一堂生动的社会化学课。学生带着真实的问题去观察思考、整合重组、有效利用社会课程资源,让学习与真实世界、生活经验、兴趣点相联系,引导其从社会生活中提炼化学知识。例如在江南石墨烯基地学生了解到,华为推出的Mate20X搭载了7nm麒麟980处理器,在全球第一次使用了石墨烯散热,在连续一小时视频后其正反面温度分别为37.4℃和38.1℃。许多学生对石墨烯这样的高科技产品产生了极其浓厚的兴趣和研究热情,这对于学生的化学启蒙有着深远的意义。课程资源的开发、内化和利用不仅让课程资源有序地执行和传递,更重要地是根据学生的认识水平、心理状况、兴趣类型对课程资源重新组织,纳入其认识和经验结构。
3.优化学习品质,彰显学科育人的价值
课堂教学是培养德智体美劳全面和谐发展人才的主渠道。化学社会课程资源的开发利用,让学生用绿色化、环境友好的观点去分析、处理、制造生活中的化学品,进而用化学知识来改善生活,热爱化学而不恐惧,贴近化学而不远离。通过真实的社会活动,满足学生的好奇心和参与意识,使学生具备一定的分析问题和解决问题的能力,建立社会责任感和科学世界观。如在钢铁的冶炼车间访谈技术工人,了解到钢铁工业流程间的无缝对接和工人对技术的精益求精。学生不仅深入了解这些职业的内容、性质和特点,还对工人工作环境、工作辛劳、职业道德与能力等有了更深刻的认识,学生通过分析自身的优势和不足,可以较为清晰地认识到自己未来职业的发展方向。学生在聆听中感知、发现、内化学科知识,在思考中建立、凝练、完善学科观念。
三、化学社会课程资源的实施路径
社会课程资源的开发是指师生、家长等组建学习共同体,充分探寻、挖掘、整理有可能进入教学过程的社会资源,通过参观、考察、体验、探究使之成为课程资源的过程。社会课程资源的利用是指将经过筛选、转化、重组后,有效课程资源成为教学资源或者学习资源的过程,可以直接进入课堂现场进行教学活动,也可以通过讲座、报告、图片等形式引导学科教育,服务于学生的学科认知和理解。以下以“海带中甘露醇的提取”为例复习”溶解现象“单元,探讨社会课程资源以“开发路径-教学实施-拓展应用”为核心的实施路径。
1.化学社会课程资源的开发路径
课堂教学要注重建构“以学习为中心”的教学形态,重视问题情境的创设,让有价值的课程资源成为学生的学习资源。在社会资源开发的过程中,以生为本,主动参与,一般可采用图1流程,在合作、探究中不断完成资源的探寻、整理和重组。
(1)调查需求,明晰资源
“溶解现象”与生活实际有着广泛而紧密的联系,通过课前与学生的交流和沟通,了解到学生对基础知识如溶解、溶液、溶解度的概念已经掌握,对饱和溶液中的溶质结晶过程和溶液质量分数的计算也比较熟悉,但对于溶解度曲线图中“点、线”的意义理解不深,遇到常见熟悉的试题能够解答,但遇到实际问题往往难以灵活应用。课程设计不仅需要关注核心概念和重点知识,更要通过问题情境促进对概念的深层理解和关键能力提升,所以本节课需要寻找到合适的课程资源(教学素材),体会溶液在生产生活中的应用价值,从而完成本章知识的建构。
(2)解读教材,分析资源
教师根据课程标准的要求,认真研究教材提供的资源:如用硝酸钙、硝酸钾、磷酸二氢铵、硫酸镁等化合物的无土栽培营养液;医院用8%的CuSO4溶液为患者进行糖尿病检验;医疗和研究单位常需要比冰更低温度的冷冻混合物;某兴趣小组进行碘在水和汽油中的溶解性实验研究;在实验室配制10%NaCl溶液等。以上内容学生在新授课学习时已经有所了解,但还缺乏加以整合和综合利用的体验。在一些医用药品的生产和配制过程中涉及到影响物质溶解的因素、饱和溶液与不饱和溶液的转化、利用溶解度进行混合物分离等化学学科知识,这为“溶解”复习课教学的社会课程资源开发提供了启示,从而实现化学学科知识与社会资源的紧密关联。
(3)梳理甄别,确立资源
葡萄糖注射液和氯化钠注射液在医院中最为常见,于是师生利用课余时间走访了常州市第二人民医院药剂科。大家与药剂师交流访谈、研究探讨,不但知道了很多常用药液,如甘露醇注射液、复方甘草口服溶液、甘草酸二铵注射液(商品名“甘利欣”)、青蒿素注射剂、缩宫素注射液等,也初步了解了一些药剂的成分、来源和配制方法。据药剂师介绍甘露醇可以从日常的海带中提取,其实购买海带时其表面的“白粉”就是甘露醇。学生十分好奇,本都以为是食盐呢!结合生活经验,海带对于学生又比较熟悉,于是大家很有兴趣把“甘露醇”作为研究和学习的对象。
2.化学社会课程资源的教学实施
化学社会课程资源教学实施流程(见图2)分为前置学习、展示分享和整理评价三个阶段,一般设置自学、实践、汇报、质疑、点评、总结等学习环节[5]。在“前置学习”中围绕收集的问题,通过参观实践、查阅资料等方式获得社会课程资源;在“展示评价”中将获取的有效资源与课堂学习有效链接;在“整理评价”中师生协同,完成知识体系的建构。
(1)前置学习
学生小组合作梳理出海带中甘露醇提取的相关问题(见表1),然后分组查阅资料,海带在生产海藻酸盐的同时,将提碘后的海带浸泡液,经多次提浓、除杂、离交、蒸发浓缩、冷却结晶而得到甘露醇[6],画出工业流程图(见图3、图4)。
(2)展示分享
围绕“海带中甘露醇提取流程图”,课堂进行四个主题(见表2)的小组汇报展示、交流分享。经过充分展示、相互质疑和评价,大家得出结论:甘露醇的溶解度受温度和溶剂的影响较大。为了降低甘露醇在水中的溶解度,浓缩后选择67%乙醇-水溶液为宜,然后采用降温结晶法得到粗产品。有同学查阅资料得知,粗制甘露醇经过几次重结晶后加入活性炭浓缩得到结晶甘露醇,经检验合格后,用蒸汽在105~110℃干燥为药用甘露醇成品。20℃时甘露醇在水中溶解度为1∶5.5,甘露醇成品按剂量溶于注射用水溶液,经灭菌等得甘露醇注射液。一般医用20%甘露醇注射液是常温下的过饱和溶液,遇有温度下降、异物、振摇等情况容易析出结晶,使用前需要在热水中加热或用力震摇,待结晶完全溶解后方可使用,否則剂量会受到影响。
(3)整理评价
学生在方案“本次学习活动中你的收获是什么?”一栏中这样写道:化学知识在生产生活中有许多应用,比如溶质从溶液中析出,可以选择减少溶剂也可以降低其溶解度,但首先要从不饱和溶液转化成饱和溶液,一般除了降低温度外,选择合适浓度的溶剂也很重要,需要综合考虑;从产品到药品,工业生产往往需要很多流程,比实验室复杂很多且要考虑很多实际问题;药品在使用过程中还必须注意保存和使用方法等。
资源的开发与实施,转变了原先的认识偏差,促进学科知识的深度理解,如根据溶解度20℃时饱和甘露醇溶液溶质的质量分数为15.6%,与资料中的18%存在差异;增强了与生活社会关联,使得学生对研究产生兴趣,如市场上海带的选择和甘露醇的应用研究;自主合作学习方式形成了学习自信,如出现的过饱和溶液,虽然不够稳定,但也是物质存在的一种状态,值得课后去研究和探讨等。
3.化学社会课程资源的拓展应用
课余时间学生围绕“海带和甘露醇”这种资源继续进行跨学科的研究性学习。主题选择可以是“海带的质量和市场选购”“过饱和溶液”“甘露醇的应用前景”“甘露醇的最新提取工艺”等,通过组建研究小组的方式,围绕不同主题采用不同的实施路径。学校也要为学生的研究搭建平台或者提供帮助,邀请学科专家、行业人士、家长进行讲座等,将社会课程中的人力资源、物质资源和文化资源融为一体,协同开发。
通过研究性学习,学生不仅可收获化学学科基础知识和技能,更可贵的是体验到严谨与坚持的科学精神,迸发出学习的动力与潜能。例如,学生调查得知,海带中的甘露醇在出水风干或者天冷的时候容易结晶析出而附着于表面,它没有毒性、可食用且营养价值还较高;由于甘露醇溶于水,干海带不宜在水中长时间浸泡,这样会降低其营养价值;在购买海带时尽量挑干一点的、表面有“白霜”的且叶块整齐、厚度均匀的;甘露醇不仅在医药,在食品、塑料工业也有广泛应用,我国95%的甘露醇用于生产甘露醇的注射液、药品辅助添加剂、无糖型食品添加剂等。
四、化学社会课程资源开发的实施建议
1.结合当地区域实际,整合课程资源
开发地方课程资源是新课程的要求,教学要紧贴社会和区域实际,紧密结合课程标准和教材主题,围绕当地真实存在的资源环境充分进行调研。教师通过对社会资源的梳理甑别,重组整合,使之变成有效的课程资源,成为有利于知识构建、情境创设、多元探究和适应不同层次学生学习的素材。
2.强化教师开发意识,支持教师开发课程资源
初中化学教师要树立自身发展的意识、信心和勇气,努力克服课程资源开发手段缺乏和利用不畅等问题,社会、学校也要大力支持和积极鼓励教师的资源开发的意识和精神。学校可以建立教师开发课程资源的奖励和激励机制,强化教师校本课程开发的意识,可以进行课程资源开发的专门培训,让化学教师真正从课程的实施者变成课程的开发者。
3.扩展课程开发主体,构建“学习共同体”
开发和利用课程资源的过程也就是师生共同建构、共同分享的过程。化学社会课程资源开发的主体需要多元化,教师是课程资源的主要探寻者和开发者,也是实践者和学习者,更需要调动和发挥专业人士、家长和社会群体的积极性,构建学习共同体,让他们也成为课程资源开发的重要主体。
参考文献
[1] 泰勒.课程与教学的基本原理[M].施良方,译.北京:人民教育出版社,1994.
[2] 陈治国.中学化学课程资源的有效开发与利用[J].教育与教学研究,2009(12)
[3] 何松,李远蓉,常雯.中学社区化学课程资源电子分布图的绘制及其使用[J].化学教育,2009(07).
[4] 李玉杰.区域资源与环境课程资源在高中化学教学中的应用研究[D].内蒙古:内蒙古师范大学,2019.
[5] 詹发云.化学社会课程资源开发及教学范例——水的净化与资源保护[J].化学教育,2019(04).
[6] 苏伟怡,贾娜,周丽娜,等.D-甘露醇多晶型在溶液中的热力学研究[J].河北工业大学学报,2016,45(01).
【责任编辑 郭振玲】