三線四維：胃酸藥項目化教學的設(shè)計與實踐

沈柳清

（杭州市余杭高級中學，浙江 杭州 311100）

一、問題的提出

項目化學習起源于16世紀意大利工程教育孕育，1969年加拿大提出項目化學習，2017年我國將項目化學習融入課程標準。

《普通高中化學課程標準2017版》（本文簡稱新課標）和2019年人教版高中化學教材（本文簡稱新教材），相比老教材、老課標有了不少的改變，新教材欄目設(shè)置更多：如實驗探究類：[思考與討論][實驗X-X][探究][實驗活動][方法導引]5類；科學發(fā)展史類：[化學與職業(yè)][資料卡片][科學史話][科學.技術(shù).社會][研究與實踐][信息檢索]6類；課后提升類：[練習與應(yīng)用][研究與實踐][整理與提升][復習與提高]4類，共計出現(xiàn)14類。

由教學時間、進度、實驗設(shè)備等多維度影響，新教材很多有價值的欄目和素材在現(xiàn)階段沒有很好地被利用起來。如必修二第二冊第八章合理用藥，學生對于藥品發(fā)展、使用、劑量是不理解的，教師對于書本注解的價值屬性是弱化的。

如何讓項目化學習與新教材、新課標欄目設(shè)置之間更好地融合，產(chǎn)生出具有深度探究價值的課堂，是可以重點探索的。

二、三線四維概念界定

主干突出，三條主線即三線：分別為項目規(guī)劃，精準思考；項目實施，重構(gòu)驅(qū)動；項目成果，全程評價。

分支細化，每條主線至少可細化出四個不同維度即四維：從學業(yè)標準、學科內(nèi)容、學生認知、社會議題中尋找有真實情境的項目主題，生活中的主題使學生學有樂趣；從拆解任務(wù)、重構(gòu)任務(wù)、問題驅(qū)動、素養(yǎng)任務(wù)最終形成驅(qū)動型項目實施，驅(qū)動式的方式讓學生學有方向；對項目主題、項目實施、項目結(jié)果、項目應(yīng)用進行課前、課中、課后的項目全過程評價，評價的過程讓學生學有感悟。

三線四維路徑圖（見圖1），從左到右體現(xiàn)從教材到教學的學科設(shè)計，是“放電型”的輸出過程；從右到左體現(xiàn)教學到教材的學科理解，是“充電式”輸入歷程。兩者相輔相成，多角度、多層次地提升教師學科本源理解。

圖1 三線四維項目化設(shè)計路徑圖

三、三線四維課堂教學設(shè)計

1.項目主題，精準思考

1.1 精研學科內(nèi)容，把握學業(yè)質(zhì)量要求

抗酸藥位于人教版必修第二冊第八章化學品的合理使用，以[思考與討論]共100個文字呈現(xiàn)[1]（見圖2）。

圖2 書本抗酸藥的呈現(xiàn)方式

學業(yè)質(zhì)量要求：遵循醫(yī)囑，合理用藥，從知識層次看學業(yè)要求不高。但如何服用，何時服用，藥劑多少，減少病灶的原理，其價值意義至關(guān)重要。

在教學設(shè)計上，此課例所給信息較少，教師自由發(fā)揮空間很大。

1.2 精析課程標準，科學制定教學目標

新課標：體會化學科學發(fā)展對于藥物合成的重要意義，樹立食品與藥品等方面的法律、法規(guī)意識，依據(jù)新課標設(shè)置以下教學目標：①精心設(shè)計實驗探究，體會證據(jù)推理下的抗酸藥有效成分探究；②由抑酸藥的發(fā)展歷程，理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途的素養(yǎng)；③強調(diào)化學與社會發(fā)展意識，強化社會責任感和使命感。

1.3 精判學生認知，思索前置概念

查閱文獻胃酸治療藥物有兩種類型：抗酸藥和抑酸藥。抗酸藥主要是中和胃酸，對于酸堿中和學生是有清晰認識視角的。抑酸藥是抑制過多酸的分泌，從源頭上控制酸量或者減慢過程中傳送速度，其原理是藥物與生命體結(jié)合的機理問題，需要設(shè)置問題階梯，幫助學生驅(qū)動產(chǎn)生生長點。

1.4 精思社會議題，確定素養(yǎng)價值

課堂價值的核心：是否承載關(guān)鍵能力（學科思維）、正確價值觀念和必備品格。通過合理用藥的學習，能準確理解用藥時間、用藥原理等常識性學科思維，為后續(xù)興奮劑、青蒿素等藥品學習鋪墊，形成正確的生命健康理念。

2.項目實施，重構(gòu)驅(qū)動

2.1 拆解項目，理解教材屬性

化學教材：為教師提供了豐富的教學素材和可借鑒的教學策略，同時預留了教育空間。如抗酸藥以100個字的方式呈現(xiàn)，對教材進行拆解和重構(gòu)。

拆解：即把物質(zhì)解構(gòu)成基本原始單元。如抗酸藥教材拆解：①名稱、形狀、儲存是藥品的主要成分；②功能主治、用法用量是藥品的使用原理；③安全性、有效性是實際達成的效果；④實驗驗證則是實施措施。

2.2 重構(gòu)項目，梳理教學流程

重構(gòu)：即將肢解的原始單位重新構(gòu)成一個全新的、邏輯性強于以前的結(jié)構(gòu)。本課以合理用藥為驅(qū)動性項目，分解為四個子項目，同時對于每一環(huán)節(jié)預留了教學評價線；具體拆解、重構(gòu)流程（見表1）。

表1 抗酸藥教學流程

項目的實施既是一個拆解過程，也是一個重構(gòu)的過程，是極其復雜的雙向歷經(jīng)過程。其實質(zhì)是對學科知識本原的深度思考。

2.3 問題驅(qū)動，落實核心素養(yǎng)

胃酸藥教學設(shè)計（節(jié)選）

環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設(shè)情境，理論預測療效

【問題1】造成胃病的主要因素是什么？胃酸過多如何處理？

【學生答案】選擇弱堿類或者強堿弱酸鹽類（物質(zhì)分類觀）。

【展示】生活中相對應(yīng)的兩類藥品：氫氧化鋁片和碳酸氫鈉片。

【問題2】書寫NaHCO3與HCl反應(yīng)的化學方程式，Al（OH）3與HCl反應(yīng)的離子方程式，結(jié)合方程式闡述哪一種藥療效更好？

①等質(zhì)量下，氫氧化鋁消耗鹽酸更多；

②氫氧化鋁是難溶物，接觸面積不如碳酸氫鈉。

【設(shè)計意圖】上述回答是對于酸堿中和、溶解度大小的知識理論預判能力，從預判過渡到實驗，則是證據(jù)下的釋因過程，通過實驗感知、解決問題，形成證據(jù)推理的素養(yǎng)意識。

環(huán)節(jié)二：實驗探究，證據(jù)分析療效

【問題3】化學實驗室哪些儀器可以模擬人體胃酸實驗？

信息1：①胃是有彈性的，胃的大小約為200ml左右；②胃在不斷地蠕動，胃酸pH為0.9～1.5；③胃液每日分泌量大約在1.5到2.5升。

【學生活動】依據(jù)信息1，討論、分析，用三頸燒瓶模擬胃，用磁力攪拌器模擬胃的蠕動，用恒壓滴液漏斗模擬胃酸分泌，并連接成如下裝置（見圖3）。

圖3 模擬人體胃酸實驗

【實驗探究】搭好的儀器中加入藥品，分別加入2片藥片碳酸氫鈉片和氫氧化鋁片與200mL pH=1.8的HCl反應(yīng)，采集pH變化的數(shù)據(jù)。

碳酸氫鈉片：①反應(yīng)速率快；②在適宜pH范圍內(nèi)時間短；③pH變化過大。

氫氧化鋁片：①反應(yīng)速率慢；②在適宜pH范圍內(nèi)時間長；③pH變化不大。

【設(shè)計意圖】學生依據(jù)胃的工作原理和大小，設(shè)計出人體模擬胃酸儀器并連接好裝置，體現(xiàn)學為中心的課堂，培養(yǎng)知識遷移和創(chuàng)新意識的素養(yǎng)，進一步引出改良研發(fā)復合型新藥物。

【問題4】現(xiàn)實中有沒有這樣能同時達到三個效果的藥呢？

展示達喜主要成分【Al2Mg6（OH）16CO3.4H2O】

書寫胃酸與達喜反應(yīng)的離子方程式：

Al2Mg6（OH）16CO3.4H2O+18H+==2Al3++6Mg2++CO2+21 H2O

【PH傳感器數(shù)字實驗】2片達喜與200mL pH=1.8的HCl反應(yīng)pH的變化（見圖4）。

圖4 三種常見抗酸藥的數(shù)據(jù)對照

【設(shè)計意圖】通過pH傳感器和CO2的現(xiàn)場變化，讓學生了解到復合藥見效快，療效久，pH變化不大的優(yōu)勢。同時保留Mg2+和Al3+在臨床醫(yī)學中的用途，為后續(xù)繼續(xù)學習留有伏筆。

環(huán)節(jié)三：信息檢索，研發(fā)新藥方向

【問題5】現(xiàn)階段醫(yī)院治療胃酸藥物主要以替丁類為主，而非前面我們所探索的弱堿類或者強堿弱酸鹽類物質(zhì)，這是為什么呢？

【研究前沿】胃酸的產(chǎn)生①接收器②傳送信息源的質(zhì)子泵有關(guān)。1988年，詹姆斯.布萊克首次通過控制接收器減少胃酸產(chǎn)生，合成第一代抑酸藥西咪替丁，獲得諾貝爾化學獎。2000年之后，醫(yī)學的研究方向轉(zhuǎn)向質(zhì)子泵抑制劑，開發(fā)出了奧美拉唑腸溶片、囊蘭索拉唑腸溶片、埃索美拉唑腸溶片、艾普拉唑腸溶片，為胃病患者帶來了巨大的福音。

環(huán)節(jié)四：基于性質(zhì)，服務(wù)生產(chǎn)生活

【科學小預測】依據(jù)信息2，預測抗酸藥（鋁碳酸鎂）和抑酸藥（西咪替丁）的最佳服用時間？

信息2：胃是持續(xù)分泌胃酸的，當食物進入胃中時，胃酸即開始分泌餐后1小時左右達到高值入睡后逐漸消失，清晨醒來之前最低當食團進入胃中時，pH值可降低2-3之間。

抗酸藥選擇在餐后，胃酸產(chǎn)生最大的時候服用中和過多胃酸。而抑酸藥則在產(chǎn)生之前，即餐前服用或早上醒來抑制胃酸產(chǎn)生。

【生活一點通】近日，“大胃王吃播秀”在抖音、斗魚等網(wǎng)絡(luò)平臺盛行，說說你的想法？

【設(shè)計意圖】簡單呈現(xiàn)抗酸藥、抑酸藥的反應(yīng)機理，培養(yǎng)信息檢索能力。養(yǎng)成合理用藥、適時服藥、保護好胃的健康意識和化學為人類服務(wù)的使命意識。

3.項目成果，全程評價

新課標教學與評價建議：實施“教、學、評”一體化，有效開展化學日常學習評價。注重過程性評價和結(jié)果性評價相結(jié)合，靈活運用活動表現(xiàn)，紙筆測驗和學習檔案評價等多樣化的評價方式。

評價因其多元化、多樣性、多變化的特質(zhì)，很難量化統(tǒng)一形成相應(yīng)的閉環(huán)格式，但評價作為教學評一體化中的重要一環(huán)，是不可或缺。

圍繞上述學科實踐活動可形成全覆蓋、全過程的三線四維融合性教學評價體系。即項目主題精準思考：為何選擇此課題，師生前置概念是否合理考量，課題社會議題價值如何；項目實施重構(gòu)驅(qū)動：拆解任務(wù)是否合理、重構(gòu)任務(wù)是否精確、子項目問題驅(qū)動是否具有合理階梯；項目成果全程評價：達成的學習效果如何、過程中生成性問題是否溯源，課堂產(chǎn)生的后續(xù)延展價值都可進行持續(xù)性評價（見表2）。

表2 三線四維抗酸藥的合理使用融合性評價表

四、三線四維教學反思

教育的進階取決于課堂，促思維發(fā)展的課堂才是高階課堂。三線四維項目化課堂比傳統(tǒng)課堂，思考的維度更多，發(fā)散的廣度更遠，考慮的層次更深，思考的深度、廣度、維度實質(zhì)就是對于課本欄目設(shè)置的追本溯源和高階理解。

其次，三線四維從項目規(guī)劃到項目評價本質(zhì)就是教材的處理與教學的輸出過程，其本質(zhì)是怎么教的過程；項目的評價又會診斷教學的輸出，反思內(nèi)化為教學的輸入，是為什么這樣教的反思。二者相輔相成，提升學科理解力。