基于创新素养开设综合实践活动课程*——以参观新华药厂为例

李 佳

（淄博实验中学 山东淄博 255000）

创新是教育发展的动力。目前我国正处于“两个一百年”奋斗目标的历史交汇期，大批德才兼备的创新人才是国家提升综合国力的重要支撑［1］。学生创新素养不仅是国家创新体系的重要组成部分，也是学生核心素养的重要内涵。高中阶段是人生的“孕穗期”，学生的创新意识和创新能力已初步形成，创新思维初显萌芽，是创新素养培育的关键时期。这需要我们广大教育者对学生联动校内外资源进行启智润心，赋予他们更多创新意识和创新思维，为以后在更广阔的平台释放更大的创新潜能、创造更大创新成果奠定基础。《普通高中化学课程标准（2017 年版）》也明确提出：“要积极探索全社会合作育人的途径和机制，共同开发有特色的化学校本课程。应加强与高等院校、科研院所、相关企业的联系，可持续的交往渠道与互动方式，建立一批课外学习基地［2］。”

学科基地是学科创新发展和建设的平台，为学科发展提供多种学习渠道。淄博实验中学化学学科基地作为首批山东省学科基地，以发展学生创新素养为导向，积极与山东理工大学、新华药厂、傅山博物馆等高校和企业联系，建立高中化学研学基地，立足国家基础课程的基础上，积极开发学生综合实践活动课程。该课程以《普通高中化学课程标准（2017 年版）》为准则，结合学生已有的知识背景和学习资源，开展相应主题的社会实践活动，全面落实立德树人为根本任务、引导学生关注与化学相关的社会问题，提高学生运用已有知识解决化学问题的能力，培养学生的科学精神和社会责任感，搭建提高学生创新素养的台阶。同时化学学科基地对活动的设计、开展具有完整的评价体系，为后续的实践活动的创新提供第一手资料，建立可持续发展的综合实践活动课程。下面以研学活动案例谈谈如何开展综合实践活动。

一、确定活动主题

学习完选择性必修3有机化学基础中有机合成这一节，学生已经认识到有机合成的关键是官能团的转化和构建碳骨架，能够从正逆方向分析合成有机化合物，具有设计合成有机物的能力。但是，学生更多地将有机合成当成题目，无法将其与我们日常生活联系，限制学生思维的发展。

作为研学基地的新华药厂是全国乃至亚洲最大的解热镇痛类药物生产与出口基地，为全国乃至全球的医药发展做出了巨大的贡献，新华药厂秉承创新“保护健康、造福社会”的企业使命，持续进步、超越自我、追求更好的创新理念非常有利于学生创新素养的培养。药厂的退烧药产品布洛芬是学生家中常备的药品，其主要成分中官能团的性质学生也已掌握。基于此，选择布洛芬的合成确定活动主题，更能激发学生的求知欲，启发学生的创新意识。

二、准备阶段

参观的两周前，加强学生的团结协作能力，在教师的指导下学生自由组合，分成5个活动小组，每个小组选出组长，组内成员分工明确，能够密切配合完成研究任务。教师安排如下课后任务：（1）观察日常生活中所用的退烧药布洛芬，它都有哪些形态？（2）布洛芬药物的主要成分是什么？（3）布洛芬具有哪些性质？教师指导学生从学科基地资料库、互联网等地方获得自己所需要的资料，并在课上展示成果：退烧药布洛芬存在固态和液态悬浊液，主要成分是异丁苯丙酸，在水中溶解度较小。学生搜集资料、整理相关的信息，将资料中的有效内容进行整合，提高学生搜集和处理信息的能力。

教师在课堂上以如何制备布洛芬的主要成分异丁苯丙酸为例，引导学生思考以对异丁基苯乙烯或对异丁基苯乙酮为原料，设计合成布洛芬的路线。学生以小组为单位，交流讨论并进行汇报各自的合成路线。师生共同总结出有机合成的一般思路：首先分析结构简式中有哪些官能团；对比原料和目标产物，对目标产物进行切割，通过特征反应引入新的官能团。学生的合成路线确定好后，为加强学生对有机合成的认识，教师告知学生实践活动课程的组织形式，要去亲身感受布洛芬合成的整个流程，瞬间点燃学生的热情，激发学生的求知的欲望。通过前期的准备，学生慢慢将自己沉浸在实验员的角色，因此对接下来的活动课程充满期待。

三、课程开展

学生经过前期准备工作，来到新华制药研发中心。技术员利用研发中心的宣传栏、多媒体等设施展示布洛芬的成长历程，学生解决下列问题：布洛芬的研发和量产推广经历了怎样的发展历程？布洛芬都有什么剂型？为什么会有剂型上的区别？

学生进入仪器设备实验室，不仅亲眼看到教材上及老师口中提到的色谱分析仪、磁力搅拌器、旋蒸仪以及完整的有机实验制备装置，而且还看到实验室的工作人员规范的操作、科学的分析、认真的态度。实验员看到学生好奇的样子，现场演示利用液相色谱仪检测的过程，并向学生讲解仪器的原理，并鼓励学生代表实践操作。这样学生将理论知识与实践相结合，不再去死记硬背原理，而是更深刻地去理解，使学生真正内化化学知识。

随后技术员带领学生进入药物合成实验室，由专门的实验人员介绍布洛芬合成反应的机理，包括原材料的选择、溶剂的确定、反应条件的选择与调控、产物分离提纯方法的选择。为了使学生对有机合成流程有清晰的认识和体会，实验人员进行模拟实验“布洛芬中间产物合成”。学生以小组为单位，提出自己在之前课上预设的布洛芬理论合成路线。技术员对学生提出的合成路线进行原理性和可行性的评价，并对学生提出怎样确定合成路线进行解答。此外，技术员告诉学生合成路线的确定需要研发工作人员查阅大量文献资料，然后讨论出多种可行性方案，再经过无数次的尝试实验，通过对溶剂、温度、催化剂等反应条件的调试确定最终产品的合成路线，讲解员介绍布洛芬合成后，演示交联反应，制备凝胶。并展示制得的凝胶经粉碎、干燥，再粉碎、研磨，最后压片装盒的全过程。使学生通过实践过程加深对有机合成的认识与理解，培养学生证据推理与模型认知的核心素养。

最后，针对学生提出制药生产过程中如何解决产生的三废问题，我们实地参观了解药厂的三废处理过程，通过蒸馏、萃取等物理方法，氧化、还原等化学方法实现资源的回收利用，通过更换原料、改进操作方法、采用新工艺的方法从源头上杜绝或减少污染，提高学生的环保意识，彰显化学学科的应用价值。

四、研学活动总结

返校后，为了使学生对本次实践活动有更深刻的感悟，组织学生将这次实践活动以报告的形式与同学分享。在报告中，学生纷纷写下自己的感悟。有的学生写道，人类终将在科学的道路上越走越远，作为新时代的火苗，我们一定要增强知识，奉献于科学，做一个有贡献的人；这一次极大激励了我对化学的好奇心，增加了我的化学兴趣。还有学生写道，这些令人惊叹的科学技术，都是在研发人员遇到难题时凭借着过硬的专业知识和坚持不懈的美好品质钻研出的智慧的结晶；正因有他们，人们才能免遭苦难、健康生活；正因有他们，国家富强、人民幸福才得以实现；怀着对研发人员的敬畏、对中国医药的自豪之感，我希望，我将脚踏实地、志存高远，待学成归来能致力于科研事业，为实现中国梦贡献自己的一份力量。

五、社会实践活动的思考与认识

1.培养学生科学态度，树立学生社会责任感

严谨求实的科学态度，高度的社会责任感是药品质量的重要保障。在检测药物稳定性的过程中，学生了解到实验员需要对合成的药物效果进行批次抽样检测，分别对半年、一年后药品中有效成分和杂质的变化进行记录。不仅如此，实验室还需要对药品在极端条件下进行稳定性测定，确定药品有效成分的变化。

此外学生了解到大脑工作系统复杂，有血氧屏障。脑部药物制备过程中，需要对药物进行纳米级处理，在均匀性研究实验室中，药品通过物理混合保证后续均匀。合成药物在温度、浓度、搅拌等严格条件下分散成纳米级的颗粒，溶解进入大脑。通过实践活动，学生不仅体会到胶体分散和聚沉在药物中的应用，实际生产中条件的选择与粒子大小有紧密联系，更能够深刻理解化学基础知识具有实用性。

在药物复杂的合成过程中，学生感受到新华药厂工作人员认真钻研的科学态度，不懈的探索和攻坚克难的科学精神，更认识到化学对人类社会的重要作用。通过这次实践活动，坚定学生学好化学的决心，培养学生认真求实的科学态度，树立学生报效祖国的社会责任感。

2.拓展学生视野，培养学生创新精神

在实验员的解说下，学生对目前先进医药知识有所了解，肠溶微丸技术、渗透泵给药系统等，这些高科技医学知识都令学生惊叹万分，感受到化学是高科技医学知识的基础，也让学生对我们国家医药水平产生强烈民族自豪感。由于参观前学生熟悉药物布洛芬的合成路线，提出有关合成工艺的问题，比如选择对异丁基苯乙酮还是对异丁基苯乙烯去合成布洛芬。专家耐心从原料价格、合成路线的步骤、工艺条件的选择等角度回答学生问题，并向学生推荐几篇文章，建议学生查询相关资料加强对药物合成原理的理解，并鼓励学生遇到问题大胆猜想，查阅资料去找寻问题解决的办法，提高自身解决问题的能力，提升自身价值，为国争光。

3.培养学生科学方法，增强环保意识

在参观新华药厂废水、废气等处理系统，学生发现实验室工作人员采用不同的处理方法，其中有学生熟悉的吸附法、氧化法、沉淀法，很好地实践了课本上的原理知识与实际工业生产相结合的思想。工作人员告诉学生在习近平总书记提出的“碳达峰、碳中和”思想指导下，通过化学试剂将很多难降解的有机物转化为小分子有机原料进行回收利用，不能转化回收的物质就会通过处理达到环境友好标准再排放，充分体现绿色化学的重要性。研发人员也积极与国内外顶尖的实验室合作，寻找更友好的科学处理方法，既能实现废物的循环利用，提高公司的生产效益，又能实现人与自然和谐发展。

学生环保意识明显增强，他们体会到化学并不是造成污染的学科，而是能够成为人类解决生产生活问题的有力工具，为人类的衣食住行带来便利。返校后学生开展化学与环境系列主题活动，不仅如此，学生做实验不再像以前一样随意使用和处理化学试剂，他们尽可能减少化学试剂的用量，而且针对废液缸中的废液，还向实验人员提出行之有效的处理建议。

4.提高学生合作能力，开拓学生创新能力

在前期搜集有关布洛芬的资料时，学生组建团队，责任分配，将任务进行细化，提高学生团队合作能力。课堂上，学生集思广益，分析搜集资料并进行整合，交流讨论并提出布洛芬合成的路线，增强学生信息处理能力，培养合作学习的模式。参观药厂研发实验室，学生大胆发问，勇敢尝试，使学生在实际操作中发挥主观能动性，激发学生的创新意识，开拓学生的创新能力。