基于化学核心素养的课外活动以“手工皂制作”的实践与反思

(整期优先)网络出版时间:2022-08-24
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基于化学核心素养的课外活动以“手工皂制作”的实践与反思

张晓强

南宁市第三十六中学  530000

《课程标准(2017年版)》在三维目标研究基础上提出了化学学科核心素养,由知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观提升发展为“宏观辨识与微观辨析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“实验探究与创新意识”“科学精神与社会责任”5个方面。基于化学核心素养的要求,在学生培育阶段更多的是聚焦于未来学生在融入社会所需要的正确价值观、必备品格和关键能力,以及强调对学生发展的教育价值。

近几年许多专家学者、学校一线教师就“化学学科素养”这一概念从自己课堂教学实践展开了一系列的研究,大多从教材出发研究化学课程对学生发展核心素养的贡献。但是课外实践作为课堂活动的延伸并未有太多关注。笔者所在的学校为广西区南宁市某高中,广西区于2021年进入高中“三新”改革,基于以上综合考虑,如何在课外实践活动中发展学生的核心素养成为了课堂教学的补充和延伸,而这一评价环节显得尤为关键和重要。本文以“手工皂制作”为例,简单阐述在课外实践中如何培养学生的化学核心素养。

一、“手工皂”实践活动基本思路

课外活动具有很强的自主性和实践性,在活动实践中学生能走出课堂,更多的参与活动设计、方法思考、实践操作和自主创造。本次“手工皂”课外实践活动是基于课本理论知识的学习和延伸,理论和实践的相结合,让学生把课内学到的化学知识原理与实际生产生活相联系,切实感受化学就在我们身边。基于上述的思考,本次的课外实践活动基本思路旨在巩固及提升渗透学科思想的方法的知识,感受“宏观辨识与微观辨析”“实验探究与创新意识”“科学精神与社会责任”。

二、“手工皂”实践活动的具体设计

图1.“手工皂”制作流程

1.理论先行

本次课外活动以有机化学反应原理和物质性质为理论基础,让学生了解古人洗涤的历史,了解其有效成分,去污原理,让学生通过阅读文献和资料了解近代制皂的方法由哪些差别。

古人洗涤发展

捣衣杵(出处:长安一片月、万户捣衣声)-草木灰、贝壳灰(出处:《礼记·内则篇》“冠带垢,和灰清漱。)-澡豆、猪胰子、玉红膏(孙思邈千金方配方)-皂荚、肥皂团(出处:周密《武林旧事》、《本草纲目》“十月采荚,煮熟捣烂,和白面及诸香作丸,澡身面,去垢而腻润,胜于皂荚也。)-香皂(出处《红楼梦》)

去污原理

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肥皂制作原理

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制作方法

1、工业制造

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2手工制造

(1).皂基快速制造

(2).皂化反应纯天然制造(不经过盐析)

表格1.学生查阅资料完善上述表格

活动意图:教师设计的一系列问题,学生通过查阅图书馆资料或者网络的文献,了解清洁剂的发展史,重新认识有机化学的基本反应原理和生活的联系,为后续的实践活动打下理论基础,培养学生查阅文献能力,培养探究创新意识,了解其宏观和微观的辨识和辨析。

2.实践活动

本次实践活动采取两种方式来体验制作、学生分A组和B组两个不同的小组,一起来探究“手工皂”的制作和改进。

方式一:热熔法制皂

A、B组热熔法制皂方案

名称

材料

制作方法

表2.设计本组方案

“热熔法制皂”就是将皂基直接加热,加入色素和香味剂等添加剂,放入模具中,等待冷却就可以。

A、B组热熔法制皂方案

名称

材料

制作过程

A组“古龙皂”

天然皂基、烧杯、玻璃棒、古龙香水、加热套、刮刀、模具、色素添加剂

将皂基放入烧杯中,放入加热套中加热,用玻璃棒慢慢搅拌,待皂基融化后,将色素、古龙香水,慢慢加入烧杯中,充分搅拌,将热的混合液倒入模具中,缓慢加入,防止起泡,用刮刀把表面刮平,等待冷却即可。

B组“红酒皂”

天然皂基、烧杯、玻璃棒、干红、加热套、刮刀、模具、色素添加剂

将皂基放入烧杯中,放入加热套中加热,用玻璃棒慢慢搅拌,待皂基融化后,将色素、干红葡萄酒,慢慢加入烧杯中,充分搅拌,将热的混合液倒入模具中,缓慢加入,防止起泡,用刮刀把表面刮平,等待冷却即可。

活动意图:简单的“热熔法制皂”让学生熟悉生活化学实验的操作流程,了解各个环节注意的点,养成严谨的实验态度,熟悉定量实验,为后面复杂的冷制皂的制作作准备。

方式二:冷制法制皂

A、B组热熔法制皂方案

名称

材料

制作方法

表3.设计本组方案

“冷制法制皂”就是以低温(35-40℃)的方式将油和碱(NaOH)混合,发生反应,加入色素添加剂,倒入模具,冷制脱模。

A、B组热熔法制皂方案

名称

材料

制作方法

成果展示

A组“古龙皂”

量筒、烧杯、植物油、橄榄油、棕榈油、蒸馏水、氢氧化钠、模具、古龙香水、模具、刮刀

1、用量筒量取植物油、橄榄油、棕榈油各50ml于烧杯中,将氢氧化钠配成水溶液,冷却至室温。2、将油混合均匀后,放入加热套中加热,并将氢氧化钠水溶液缓慢加入混合油中,加入古龙香水,持续搅拌,若搅拌不方便可以用磁子进行搅拌,直至溶液出现粘稠。3、温度持续控制在40℃左右,倒入模具中,等待72h,脱模,再放置14天,进行阴干。

B组“红酒皂”

量筒、烧杯、植物油、橄榄油、棕榈油、蒸馏水、氢氧化钠、模具、干红葡萄酒、模具、刮刀

1、用量筒量取植物油、橄榄油、棕榈油各50ml于烧杯中,将氢氧化钠配成水溶液,冷却至室温。2、将油混合均匀后,放入加热套中加热,并将氢氧化钠水溶液缓慢加入混合油中,加入干红葡萄酒,持续搅拌,若搅拌不方便可以用磁子进行搅拌,直至溶液出现粘稠,3、温度持续控制在40℃左右,倒入模具中,等待72h,脱模,再放置14天,进行阴干。

活动意图:通过前面的“热熔法制皂”,学生对具体的操作流程和规范已经有初步的认识,冷制法制皂过程包含化学原理,肥皂起到清洁作用同样包含化学原理,学生想要成功的制作出一个好肥皂,需要将课内的理论和生产实际相联系,不断的探究其过程,查阅其文献改进其方案,提高工艺。

不同方式“手工皂”对比

学生用不同的方式制作了手工皂,通过用料、实验过程的对比,发现用冷制法制作的香皂使用起来更加细腻,使用起来更加柔。起泡和滋润度都较“热熔皂”好。基于以上对比学生通过资料以及微观符号方程式的观察,探究背后的原因。

活动意图:通过实验方案和成品效果对比,让学生自主探究原因,方式二的方案是否是最优方案,应该如何再加以改进。

方案设计,改进配方

有学生发现在方式二的“冷制皂”制作过程中,透明度不是很好,硬度也相对更加偏软,学生继续查阅资料数据发现INS值得大小会影响硬度,并通过定量计算出氢氧化钠的准确用量,继续改良工艺。

三.实践反思:

高中化学核心素养的落地并不是一蹴而就的事情,更多的需要一线教师在课堂内容的基础上,积极拓宽思维,运用多种渠道教学,进行多方面,多角度的培养其能力,而作为课堂延伸的实践活动,又可以为其添砖增瓦,我们课堂上的实验多为前人无数次真理后的实验,学生并没有机会对这种成熟的实验就行改进,在本次的课外实践活动中,学生从多角度制作手工皂,从成品后的缺陷来进行改进,让学生感受其中的思想、方法和规律,为日后生活实践开启一扇小小的窗。本次的课外实践因设备和时间,我们也会在后续的方案中继续完善我们的方案和内容。

参考文献:

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[3][1]陈静. 基于STEAM教育理念的高中化学教学设计的行动研究[D].信阳师范学院,2021.DOI: 10.274 35/d. cnki.gxsfc. 2021.000248.