■沈菊明
初中化学传统课程教学内容固定,照本宣科已难以适应当前的教学要求,需要教师以现有课程为基础,联系学生生活实际,将一些地方资源、社会热门事件和化学最新成果等有机整合,创设出初中化学创意课程。学生在课程实施过程中拓展化学学习的思维空间,形成正确的价值观念、必备品格和关键能力。本案例以地方特色——蚕丝为资源,开发初中化学创意课程。
义务教育阶段的化学教育要注意从学生已有的经验出发,让他们在熟悉的生活情境和社会实践中感受化学的重要性,了解化学与日常生活的密切关系,逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题。在漫漫历史长河中,中国蚕丝已渗透到社会的各个领域,形成独具风格的蚕丝文化。我国也提出了“一带一路”(The Belt and Road)倡议。我校处于“蚕丝之乡”,自古盛产丝绸,享誉海内外,据此开发出初中化学创意课程,可以让“小蚕宝”们在熟悉的生活情境和社会实践中学习掌握蚕丝的性质及应用,逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题,感受并赞赏化学对社会发展的重大贡献并逐步树立珍惜资源、合理使用化学物质的可持续发展观念。
化学创意课程“蚕丝”旨在探究蚕丝的相关性质及应用,具体学习目标如下:
(1)通过对蚕丝性质的一系列探究,使学生了解蚕丝是一种天然的动物蛋白,在灼烧、遇酸碱溶液、遇氧化剂(如84消毒液)时会发生变化,从化学的角度初步认识物质世界,培养科学探究能力;
(2)通过对蚕丝、棉线、化纤三种材质围巾的鉴别,引导学生学会运用蛋白质的性质对生活中的现象加以解释和应用,发展关键能力。
从参观我校省级蚕丝课程基地并观看从蚕茧中抽出蚕丝的缫丝工艺视频引入课程学习,以学生对蚕丝化学性质的探究为主线,分为观察发现提出问题、实验探究揭秘性质、知识拓展了解应用、课堂总结相互交流等主要环节。课程学习流程见表1。
我校省级蚕丝课程基地的陈列以蚕的历史进化为主线,种桑、养蚕、择茧、缫丝、织造、印染、刺绣……展示了蚕桑发展与人类文明的关系。缫丝时,小小的一粒蚕茧竟能抽出1000米左右的蚕丝,着实让学生震撼不已。通过一系列图文、视频资料和实物观摩,学生了解了家乡的特色产业,增强了自豪感,激发了学习的使命感。
只有20到30微米的细蚕丝为什么会在生活中有着极为广泛的应用呢?学生拿着呈长椭圆形的蚕茧看了又看。有的学生拉开蚕茧表面的絮状蚕丝后,发现其内壁的丝纹很有规律。“我听说蚕丝被不能在太阳底下晒得太久。”“我妈妈的真丝衣服都是手洗的,不用肥皂和洗衣粉的呢。”……学生提出了很多生活中的相关问题。
表1“蚕丝”学习流程
(1)讨论研究思路。
教师:大家通过刚才的观察学习,提出了很多亟待解决的问题,接下来我们可以怎么做?
学生:可以上网查关于蚕丝的资料,还可以设计实验来探究。
教师:“互联网+”时代获取信息简单又快捷,但网上得来终觉浅,绝知此事要躬行,我们可以怎样设计探究实验呢?
学生:蚕丝不能在太阳下长时间暴晒,其实就是高温对蚕丝有影响,我们可以利用酒精灯作为热源来模拟。
学生:现在市场上大部分洗涤剂是碱性的,那么我们可以用氢氧化钠溶液开展探究。如果还要探究酸性物质对蚕丝造成的影响,可以用硫酸试试。
学生:有时候我的衣服沾了其他颜色,妈妈会用84消毒液来洗。能否用84消毒液清洗蚕丝衣物?这个我们也可以试试。
教师:同学们都拿出了可行的实验设计,接下来我们就一起来探究吧。
(2)开展实验探究。
教师提供10%的硫酸溶液、3%的氢氧化钠溶液、84消毒液、试管、酒精灯、镊子等实验器材,学生进行了灼烧蚕丝、蚕丝耐酸碱腐蚀情况、蚕丝遇氧化剂情况(如84消毒液)的探究后,交流讨论实验结果。
学生:在酒精灯火焰上点燃蚕丝,没有明显的火焰,有头发烧焦的气味,燃烧后成灰黑色,用手一捏就变成了粉末。
学生:蚕丝在酸溶液中浸泡后没有明显变化,但在碱溶液中浸泡后都断裂了。
学生:蚕丝在84消毒液中的情况就更坏了,我都看不到蚕丝了呢。
教师:说得很对,蚕丝是动物蛋白,灼烧后有烧焦羽毛的臭味,比较容易受到碱腐蚀。84消毒液中的次氯酸钠有很强的氧化性,可以将蛋白质中的氨基酸链切断,变成可溶性的蚕丝肽,所以我们会看到消毒液的颜色慢慢变黄,蚕丝慢慢消失。
(3)进行理论分析。
在学生确定了蚕丝的以上性质后,教师又对蚕丝的知识进行了相关的理论资料拓展。
教师:蚕茧中蛋白质含量在97%以上,有极强的吸湿性,吸湿后增重可达自身重量的30%。这为蚕丝制作成丝织品、蚕丝被等用品后的舒适性以及蚕丝面膜应用于美容行业起保湿功效提供了保障。蚕丝被具有良好的耐寒性和恒温性,还能抗螨抗菌抗过敏,改善睡眠。
学生:以前只知道蚕丝被柔软舒适,原来蕴藏着这么多科学原理啊。
(4)作出推理判断。
学生能否将已经掌握的蚕丝知识学以致用呢?教师提供蚕丝、棉线、化纤三种材质的围巾,让同学们讨论如何从中鉴别出蚕丝材质的围巾。
学生:可以用燃烧法,分别抽出部分纱线燃烧,看不见明火,有烧焦羽毛臭味的是蚕丝。
学生:也可以抽丝放在84消毒液中,消失不见的是蚕丝。
教师:这些方法都很好。30℃以下低温手洗、低温熨烫、不可暴晒、不可氯涤、不耐碱……蚕丝围巾吊牌上的这些内容看来大家已经理解了。
教师:随着化学科技的发展,蚕丝不仅可以用作高档服饰的面料,还用于开发制作蚕丝食品和保健品、护肤品和化妆品、生物医药领域仿生材料、医药材料等,具体有丝素饼干、糖果、饮料、婴幼儿爽身粉、蚕丝面膜、人造皮肤、丝素蛋白抗凝血材料等。
教师通过拓展蚕丝在纺织、医药、化工、食品等领域的应用,使学生感受科学知识的力量,引导学生认识化学、技术、社会、环境的相互关系,理解科学的本质,提高学生的科学素养。
学生依据掌握的蚕丝性质,总结之前提出问题的科学解释,收获了学习的成就感。可以尝试对蚕丝织物进行染色吗?可以选用哪些染色剂呢?紫色石蕊试液可以吗?或者就用桑葚中提取的色素?下次可以试试拓染吗?学生通过相互交流激发了学习兴趣,提高了学习的积极性和主动性。
在当今“立德树人”的总体教育目标下,以发展学生“核心素养”为主旨的课程改革正在由理论研究走向教学实践。创意课程是以学校为基地,在现行课程的基础上,根据学生兴趣爱好开发的具有各个学校特色的课程。化学学科由于和生活、生产、科技联系紧密,有多种多样的实验支撑,更易于开发丰富多彩的创意课程。
生态蚕丝进课堂,学生通过实地观察、实物探究、总结交流等一系列创意课程活动,不仅传承了优秀的蚕丝文化,掌握了蚕丝灼烧时不同于其他材料的典型现象,蚕丝遇酸碱溶液、强氧化剂的情况等引出的化学知识,更是通过自身实践增强了对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲望,深刻感受到化学对于社会发展的重大贡献。