基于創新素養開設綜合實踐活動課程*
——以參觀新華藥廠為例

李 佳

（淄博實驗中學 山東淄博 255000）

創新是教育發展的動力。目前我國正處于“兩個一百年”奮斗目標的歷史交匯期，大批德才兼備的創新人才是國家提升綜合國力的重要支撐［1］。學生創新素養不僅是國家創新體系的重要組成部分，也是學生核心素養的重要內涵。高中階段是人生的“孕穗期”，學生的創新意識和創新能力已初步形成，創新思維初顯萌芽，是創新素養培育的關鍵時期。這需要我們廣大教育者對學生聯動校內外資源進行啟智潤心，賦予他們更多創新意識和創新思維，為以后在更廣闊的平臺釋放更大的創新潛能、創造更大創新成果奠定基礎?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準（2017 年版）》也明確提出：“要積極探索全社會合作育人的途徑和機制，共同開發有特色的化學校本課程。應加強與高等院校、科研院所、相關企業的聯系，可持續的交往渠道與互動方式，建立一批課外學習基地［2］?！?/p>

學科基地是學科創新發展和建設的平臺，為學科發展提供多種學習渠道。淄博實驗中學化學學科基地作為首批山東省學科基地，以發展學生創新素養為導向，積極與山東理工大學、新華藥廠、傅山博物館等高校和企業聯系，建立高中化學研學基地，立足國家基礎課程的基礎上，積極開發學生綜合實踐活動課程。該課程以《普通高中化學課程標準（2017 年版）》為準則，結合學生已有的知識背景和學習資源，開展相應主題的社會實踐活動，全面落實立德樹人為根本任務、引導學生關注與化學相關的社會問題，提高學生運用已有知識解決化學問題的能力，培養學生的科學精神和社會責任感，搭建提高學生創新素養的臺階。同時化學學科基地對活動的設計、開展具有完整的評價體系，為后續的實踐活動的創新提供第一手資料，建立可持續發展的綜合實踐活動課程。下面以研學活動案例談談如何開展綜合實踐活動。

一、確定活動主題

學習完選擇性必修3有機化學基礎中有機合成這一節，學生已經認識到有機合成的關鍵是官能團的轉化和構建碳骨架，能夠從正逆方向分析合成有機化合物，具有設計合成有機物的能力。但是，學生更多地將有機合成當成題目，無法將其與我們日常生活聯系，限制學生思維的發展。

作為研學基地的新華藥廠是全國乃至亞洲最大的解熱鎮痛類藥物生產與出口基地，為全國乃至全球的醫藥發展做出了巨大的貢獻，新華藥廠秉承創新“保護健康、造福社會”的企業使命，持續進步、超越自我、追求更好的創新理念非常有利于學生創新素養的培養。藥廠的退燒藥產品布洛芬是學生家中常備的藥品，其主要成分中官能團的性質學生也已掌握?；诖?，選擇布洛芬的合成確定活動主題，更能激發學生的求知欲，啟發學生的創新意識。

二、準備階段

參觀的兩周前，加強學生的團結協作能力，在教師的指導下學生自由組合，分成5個活動小組，每個小組選出組長，組內成員分工明確，能夠密切配合完成研究任務。教師安排如下課后任務：（1）觀察日常生活中所用的退燒藥布洛芬，它都有哪些形態？（2）布洛芬藥物的主要成分是什么？（3）布洛芬具有哪些性質？教師指導學生從學科基地資料庫、互聯網等地方獲得自己所需要的資料，并在課上展示成果：退燒藥布洛芬存在固態和液態懸濁液，主要成分是異丁苯丙酸，在水中溶解度較小。學生搜集資料、整理相關的信息，將資料中的有效內容進行整合，提高學生搜集和處理信息的能力。

教師在課堂上以如何制備布洛芬的主要成分異丁苯丙酸為例，引導學生思考以對異丁基苯乙烯或對異丁基苯乙酮為原料，設計合成布洛芬的路線。學生以小組為單位，交流討論并進行匯報各自的合成路線。師生共同總結出有機合成的一般思路：首先分析結構簡式中有哪些官能團；對比原料和目標產物，對目標產物進行切割，通過特征反應引入新的官能團。學生的合成路線確定好后，為加強學生對有機合成的認識，教師告知學生實踐活動課程的組織形式，要去親身感受布洛芬合成的整個流程，瞬間點燃學生的熱情，激發學生的求知的欲望。通過前期的準備，學生慢慢將自己沉浸在實驗員的角色，因此對接下來的活動課程充滿期待。

三、課程開展

學生經過前期準備工作，來到新華制藥研發中心。技術員利用研發中心的宣傳欄、多媒體等設施展示布洛芬的成長歷程，學生解決下列問題：布洛芬的研發和量產推廣經歷了怎樣的發展歷程？布洛芬都有什么劑型？為什么會有劑型上的區別？

學生進入儀器設備實驗室，不僅親眼看到教材上及老師口中提到的色譜分析儀、磁力攪拌器、旋蒸儀以及完整的有機實驗制備裝置，而且還看到實驗室的工作人員規范的操作、科學的分析、認真的態度。實驗員看到學生好奇的樣子，現場演示利用液相色譜儀檢測的過程，并向學生講解儀器的原理，并鼓勵學生代表實踐操作。這樣學生將理論知識與實踐相結合，不再去死記硬背原理，而是更深刻地去理解，使學生真正內化化學知識。

隨后技術員帶領學生進入藥物合成實驗室，由專門的實驗人員介紹布洛芬合成反應的機理，包括原材料的選擇、溶劑的確定、反應條件的選擇與調控、產物分離提純方法的選擇。為了使學生對有機合成流程有清晰的認識和體會，實驗人員進行模擬實驗“布洛芬中間產物合成”。學生以小組為單位，提出自己在之前課上預設的布洛芬理論合成路線。技術員對學生提出的合成路線進行原理性和可行性的評價，并對學生提出怎樣確定合成路線進行解答。此外，技術員告訴學生合成路線的確定需要研發工作人員查閱大量文獻資料，然后討論出多種可行性方案，再經過無數次的嘗試實驗，通過對溶劑、溫度、催化劑等反應條件的調試確定最終產品的合成路線，講解員介紹布洛芬合成后，演示交聯反應，制備凝膠。并展示制得的凝膠經粉碎、干燥，再粉碎、研磨，最后壓片裝盒的全過程。使學生通過實踐過程加深對有機合成的認識與理解，培養學生證據推理與模型認知的核心素養。

最后，針對學生提出制藥生產過程中如何解決產生的三廢問題，我們實地參觀了解藥廠的三廢處理過程，通過蒸餾、萃取等物理方法，氧化、還原等化學方法實現資源的回收利用，通過更換原料、改進操作方法、采用新工藝的方法從源頭上杜絕或減少污染，提高學生的環保意識，彰顯化學學科的應用價值。

四、研學活動總結

返校后，為了使學生對本次實踐活動有更深刻的感悟，組織學生將這次實踐活動以報告的形式與同學分享。在報告中，學生紛紛寫下自己的感悟。有的學生寫道，人類終將在科學的道路上越走越遠，作為新時代的火苗，我們一定要增強知識，奉獻于科學，做一個有貢獻的人；這一次極大激勵了我對化學的好奇心，增加了我的化學興趣。還有學生寫道，這些令人驚嘆的科學技術，都是在研發人員遇到難題時憑借著過硬的專業知識和堅持不懈的美好品質鉆研出的智慧的結晶；正因有他們，人們才能免遭苦難、健康生活；正因有他們，國家富強、人民幸福才得以實現；懷著對研發人員的敬畏、對中國醫藥的自豪之感，我希望，我將腳踏實地、志存高遠，待學成歸來能致力于科研事業，為實現中國夢貢獻自己的一份力量。

五、社會實踐活動的思考與認識

1.培養學生科學態度，樹立學生社會責任感

嚴謹求實的科學態度，高度的社會責任感是藥品質量的重要保障。在檢測藥物穩定性的過程中，學生了解到實驗員需要對合成的藥物效果進行批次抽樣檢測，分別對半年、一年后藥品中有效成分和雜質的變化進行記錄。不僅如此，實驗室還需要對藥品在極端條件下進行穩定性測定，確定藥品有效成分的變化。

此外學生了解到大腦工作系統復雜，有血氧屏障。腦部藥物制備過程中，需要對藥物進行納米級處理，在均勻性研究實驗室中，藥品通過物理混合保證后續均勻。合成藥物在溫度、濃度、攪拌等嚴格條件下分散成納米級的顆粒，溶解進入大腦。通過實踐活動，學生不僅體會到膠體分散和聚沉在藥物中的應用，實際生產中條件的選擇與粒子大小有緊密聯系，更能夠深刻理解化學基礎知識具有實用性。

在藥物復雜的合成過程中，學生感受到新華藥廠工作人員認真鉆研的科學態度，不懈的探索和攻堅克難的科學精神，更認識到化學對人類社會的重要作用。通過這次實踐活動，堅定學生學好化學的決心，培養學生認真求實的科學態度，樹立學生報效祖國的社會責任感。

2.拓展學生視野，培養學生創新精神

在實驗員的解說下，學生對目前先進醫藥知識有所了解，腸溶微丸技術、滲透泵給藥系統等，這些高科技醫學知識都令學生驚嘆萬分，感受到化學是高科技醫學知識的基礎，也讓學生對我們國家醫藥水平產生強烈民族自豪感。由于參觀前學生熟悉藥物布洛芬的合成路線，提出有關合成工藝的問題，比如選擇對異丁基苯乙酮還是對異丁基苯乙烯去合成布洛芬。專家耐心從原料價格、合成路線的步驟、工藝條件的選擇等角度回答學生問題，并向學生推薦幾篇文章，建議學生查詢相關資料加強對藥物合成原理的理解，并鼓勵學生遇到問題大膽猜想，查閱資料去找尋問題解決的辦法，提高自身解決問題的能力，提升自身價值，為國爭光。

3.培養學生科學方法，增強環保意識

在參觀新華藥廠廢水、廢氣等處理系統，學生發現實驗室工作人員采用不同的處理方法，其中有學生熟悉的吸附法、氧化法、沉淀法，很好地實踐了課本上的原理知識與實際工業生產相結合的思想。工作人員告訴學生在習近平總書記提出的“碳達峰、碳中和”思想指導下，通過化學試劑將很多難降解的有機物轉化為小分子有機原料進行回收利用，不能轉化回收的物質就會通過處理達到環境友好標準再排放，充分體現綠色化學的重要性。研發人員也積極與國內外頂尖的實驗室合作，尋找更友好的科學處理方法，既能實現廢物的循環利用，提高公司的生產效益，又能實現人與自然和諧發展。

學生環保意識明顯增強，他們體會到化學并不是造成污染的學科，而是能夠成為人類解決生產生活問題的有力工具，為人類的衣食住行帶來便利。返校后學生開展化學與環境系列主題活動，不僅如此，學生做實驗不再像以前一樣隨意使用和處理化學試劑，他們盡可能減少化學試劑的用量，而且針對廢液缸中的廢液，還向實驗人員提出行之有效的處理建議。

4.提高學生合作能力，開拓學生創新能力

在前期搜集有關布洛芬的資料時，學生組建團隊，責任分配，將任務進行細化，提高學生團隊合作能力。課堂上，學生集思廣益，分析搜集資料并進行整合，交流討論并提出布洛芬合成的路線，增強學生信息處理能力，培養合作學習的模式。參觀藥廠研發實驗室，學生大膽發問，勇敢嘗試，使學生在實際操作中發揮主觀能動性，激發學生的創新意識，開拓學生的創新能力。