“美丽?化学成就”实验选修课的教学实践与思考

陈媛媛

摘要： 基于上海高考改革对学生“综合素质评价”的新要求，介绍了“美丽·化学成就”实验选修课的开设背景、课程设置、课例分析等内容，并对课程实施的结果、创新点以及存在的问题进行了总结和反思，为新形势下化学学科实验教学和课程的进一步开发提供一些参考。

关键词： 化学与化妆品; 选修课设计; 化学实验; 化学教学

文章编号： 10056629（2020）01005104

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

1课程背景

在传统高考制度的框架下，化学学科由于课时有限和作为“3+1”科目的压力，其实验学科的界定已经名不符实。例如，上海市各高中都开设了学生实验课，但实际上大部分学校每个学期的学生实验只达到1～2课时，并且基本局限在实验操作合格考要求的范围之内。久而久之无论是教师还是学生都更多地注重理论教学而忽视实验训练，更不必说课题探究。学生也习惯于走马观花式的实验课，不注重操作规范、实验结果及数据分析。实验课几乎成了高中化学教学中食之无味弃之可惜的尴尬角色。2014年，上海高考改革正式拉开序幕，新高考政策中对学生“综合素质评价”[1]的强调打破了化学教学的现状，各学校也应声而动，在教学形式、教学策略上做出了相应的调整[2]。例如复旦大学附属中学已经开始在全校三个年级实施每学期为期两个星期、共计5课时的“实验周”计划。教师不惜花费大量课时开设连续的、有设计性的学生实验，就是为了改变学生只会纸上谈兵的现状，培养学生解决实际问题的能力。

上海新高考政策对学校、教师和学生提出了新的要求。作为教师，我们应跳出唯分数论的怪圈，立足于学生的综合素质，依托自身专业优势不断提升课程设计与开发的能力[3]，开设更多的系统而又贴近生活、贴近科技前沿的课程，与兴趣相投的学生共同探索，丰富学生的知识储备，提高学生的动手能力，使学生的视野更加开阔，甚至清晰自己未来的职业选择。化妆品的研发与生产作为化学工业的一个重要分支，无疑是当今最具活力的经济产业之一。化妆品研发与生产过程涉及到无机化学、有机化学、物理化学、胶体化学等众多化学内容以及微生物学、皮肤学等生物学内容。化妆品的使用与每个人的日常生活都密切相关。因此，对化学与化妆品的研究具有重要的理论和现实意义。希望通过开设“美丽·化学成就”这门课程让学生了解真实的化学，并希望未来选择化学专业的学生是因为了解化学、喜欢化学而报考化学专业，并非望文生义、盲目投报。

2课程的设计与实践

2.1课程目标

（1） 引导学生从化学的角度去理解化妆品的研发策略、配方成分及其制备方法，学会利用化学知识辨别化妆品的好坏。

（2） 使学生感受与体验化学世界的奇妙，激发学生对化学学习和研究的兴趣，提高学生的综合能力。

（3） 引领学生立足于课堂而又走出课堂，感受课本知识与实际生活、生产的关联，使学生建立完整的化学学科印象，帮助学生了解与化学相关的行业，为学生未来高考志愿的选择甚至职业规划提供参考。

2.2课程形式

课程面向高一、高二学生开设，共计安排课堂教学11次、外出实践教学2次。课堂教学每次时长90分钟，由一位教师总负责。外出实践教学则是利用适當时间在授课教师与学校的统筹安排下进行。教学中采用三种方式进行授课，即理论教学、实验教学及外出参观。

鉴于化妆品的研发与生产过程涉及到众多化学内容以及生物学内容，特设置3次理论教学，对与化妆品的研发和生产密切相关的理论知识进行讲解，为后续顺利开展实验教学做好铺垫。考虑到选修课与必修课在教学要求上的差异，以及学生在选课时更多注重选修内容是否具备趣味性等因素，我们尽量压缩理论教学课时，最大限度地将时间交还给学生去进行实验。

理论教学部分完成后则进入实验教学部分。该部分采取学生分组实验的方式进行（两人一组），同时教师给予操作指导。实验过程中要求学生做好实验现象和数据的记录，并完成相应的实验报告或总结，据此作为课程评价参考标准之一。教师也会对学生每次实验操作的规范程度、完成的实物作品进行评价，计入课程成绩。

受中学实验条件有限的制约，无法做到完全模拟化妆品的真实研发过程，例如反应釜、生物抗菌测试等。幸运的是上海家化、欧莱雅等国际知名化妆品公司的研发中心均落户于上海，因此我们尝试联系这些企业的相关部门，组织学生参观企业研发中心并听取相关讲座，尽可能地给学生还原一个完整、真实的化妆品研发过程和化妆品企业的运行方式。

2.3课程评价方式

课程采取过程评价与结果评价相结合的方式。具体如下：

（1） 过程评价1： 教师根据学生的课堂参与度、实验操作的规范程度等两个方面进行打分，占总成绩的30%。

（2） 过程评价2： 学期末学生以小组为单位进行期末展示，并由教师、学生就展示提问。然后由教师及全体选课学生根据各小组所展示的内容、效果进行打分，占总成绩的20%。

（3） 结果评价： 教师根据学生提交的实验报告、完成的实物作品等两个方面进行打分，占总成绩的50%。

2.4课程内容

课时安排及具体内容见表1。

2.5课例及分析——水蒸气蒸馏法提取薄荷精油

2.5.1实验设计背景

香氛是化妆品配方中必不可少的成分之一。工业生产中所添加的香氛一般分为天然产物类香氛和人工合成类香氛。精油就是天然产物类香氛中的一种，但是由于精油的提取成本相比人工合成类香氛要高很多，所以一般只在高级化妆品中添加。水蒸气蒸馏法和压榨法是两种最常见的精油提取方法。其中，水蒸气蒸馏法是利用高温水蒸气将挥发性较强的植物精油携带出来形成油水混合物，冷却后再进行分离[9]。此法适用于玫瑰、薄荷、薰衣草等精油的提取，这类精油的特点是化学性质稳定、不易水解。水蒸气蒸馏法的实质就是化学学科中的蒸馏操作，是相对复杂的化学实验操作，且用到多种仪器，对学生的动手能力、耐心程度有较高的要求。薄荷精油的提取更是将蒸馏、萃取、分液、蒸发浓缩等中学重点要求的操作融为一体，可以说是一个整合度很高，同时具有理论和现实意义的学生实验。为此，设计以新鲜薄荷叶为材料，使用水蒸气蒸馏法提取薄荷精油的实验，所得产品作为后续化妆品生产过程中的原料。