“新课标、旧教材”背景下的教学案例

逯瑞麟

摘要依据课程标准的要求，本节内容的性质、在高中生物知识体系中的地位和学生特点，结合学校的办学特色，开发“植物芳香油的提取”教学案例，探讨“旧教材、新课标”下的生物学教学问题。

关键词一体两翼;STEM理念;课程思政;教学案例

为全面深化课堂教学改革，我校构建了“一体两翼”的发展模式，“一体”是以课堂为主体，“两翼”是思政课和STEM教育理念，旨在培养学生的爱国情怀、文科素养、创新意识和动手能力。如何将思政和STEM理念渗透在生物教学中？以植物有效成分的提取为例设计教学案例，探寻在生物教学中渗透思政教育和STEM理念的思路。

1 教材分析

“植物有效成分的提取”是整合自人教版《生物·选修1·生物技术实践》专题6的内容，该专题共包含两个课题，分别是“植物芳香油的提取”和“胡萝卜素的提取”。生物课程标准（2003版）对于该内容的要求是“研究从生物材料中提取某些特定成分”，2017版新课标未对该内容提出明确要求，在模块3次位概念4.1.3说到“举例说明次生代谢产物生产利用植物细胞工程提高效率”，其中次生代谢产物这一概念与植物有效成分有直接关联。在选修课程，职业规划前瞻“生物制药”模块，说到药物的炮制，比如干馏、煨、煮等手段，是植物有效成分提取技术的具体化和专业化表现。因此制定教学思路如下：以青蒿素的发现为例，在教学中渗透思政教育，该内容融合大量化学知识且具有可操作性，将两节内容进行整合调整，主要学习三种提取方法，作为STEM项目“自制厕所除味剂”的理论基础。

思政教育点青蒿素的提取方法为乙醚低温提取，与本节内容中植物有效成分的提取有相似之处，通过了解青蒿素的发现历程和医学应用，学生可以体会科研道路的艰难和科学家的坚持，同时在科学前沿中看到课本知识，初步建立科学探究的勇气和乐趣。

STEM理念体现本节内容以玫瑰精油的提取为例，简单介绍植物精油的来源和提取方法。至于为什么要提取精油？教材上的三种方法能否获得精油？网络上精油推广的广告是否可信？等一系列实际生活中的问题，学生应用书本上的理论无法解决。为避免理论与实际相剥离这一问题出现，在课后要求学生组队亲身实践查找资料、提取植物精油，并将提取的精油应用于生活是非常必要的。

2学情分析

在知识方面，通过化学学科的学习，高二学生已掌握蒸馏、萃取等化学知识，同时熟悉化学实验中常见的实验设备，例如蒸馏装置、冷凝装置等。但是，对不同实验原料的性质了解不足。

在能力方面，高二学生具备一定的观察、比较、分析及动手操作能力，可较好地完成实验操作。但是对设计实验、评价实验的宏观把握性欠缺;缺乏一定的预见性和持久性。

在情感态度方面，高中阶段的学生乐于学习、乐于合作探究，具备实事求是的态度。

3教学目标与重难点

3.1教学目标  （1）了解提取芳香油的基本原理，研究从生物材料中提取特定成分的方法，能针对原料的不同特点，初步学会选择适宜的提取方法。（2）了解玫瑰精油的提取方法、提取装置和流程。

3.2重难点  提取植物有效成分的三种技术原理及方法;针对原料的不同特点，采用适宜的提取方法。

4教学流程

4.1重温青蒿，激趣导入  通过多媒体呈现数字4.25和一株小草图片，并请学生思考其特殊之处，学生心生困惑，小声猜测。接着解开谜题，4.25是世界防治疟疾日，这种植物叫做青蒿，学生能迅速说出“屠老师，青蒿素，疟疾“等名词。教师设问，青蒿素是如何被提取出来的？与本节植物芳香油的提取方法类似。

设计意图 时隔5年，师生共同回顾屠老师团队做出的贡献，重拾青少年内心对于科研工作者的崇拜和感动。对于提取方法留疑，引发学生对本节内容的学习兴趣。

4.2真实经历，感知来源  提供教具，包含：柑橘皮、薄荷叶片、百合叶片、杏仁、生姜、吸油纸等。学生随机拿取，感受气味并说明植物部位属于的器官种类。初步得出结论，植物芳香油可以从不同植物的六大器官中提取。

设计意图 通过亲自感受不同植物器官的气味，打破固有认知即植物芳香油是从花朵里获取，建立新知并认同植物芳香油来源的多样性，为STEM项目的开展奠定理论基础，学生在选择提取材料提供多种思路。学生通过挤压的手段感受橘皮、薄荷叶的味道，与压榨法有异曲同工之妙。

4.3学科交叉，总结方法  教师设疑：如何将乙醇从乙醇水溶液、溴从溴水中分离出来？学生结合已掌握的化学知识进行回答，利用乙醇与水沸点不同，通过蒸馏法获取乙醇，利用溴在四氯化碳和水中的溶解度不同，通过先萃取后蒸馏获得溴。教师进一步提问：芳香油的提取方法与之类似，有蒸馏法、压榨法、萃取法。确定原料后，采用哪种方法进行提取呢？引导学生思考，提取方法是由植物原料的特点决定的。

资料：①玫瑰为香料植物，从玫瑰花中提取的香料——玫瑰油，在国际市场上价格昂贵：1kg玫瑰油相当于1.25kg黄金的价格，所以有人称之为“液体黄金”。 玫瑰精油的主要成分是香茅醇，香茅醇是一种有机物，化学式为C10H20O，其化学性质稳定、易挥发、高温时不易分解，溶于乙醇和大多数非挥发性油及丙二醇。②橘皮精油主要贮藏在橘皮中，在橘皮上分布着密密麻麻的油囊，橘皮精油的有效成分为柠檬烯，无色油状液体，易溶于乙醇，在用温度较高时会发生部分水解，除此之外，橘皮在加热的过程中，易发生焦糊的现象。③青蒿素是无色针状晶体，易溶于有机溶剂乙醚，不溶于水，不易挥发，60℃以上易分解。获取途径主要是从黄花蒿中直接提取得到。

阅读资料后学生在小组内讨论确定提取方法。小组展示最终成果并说明依据，组间提出不同观点和修改建议，在玫瑰精油的提取方法的讨论中，萃取法产生争议，部分小组认为萃取剂乙醇为水溶性会影響提取效率，教师立刻提出影响萃取的因素，最终师生共同归纳总结三种提取方法的适用范围。

设计意图 借助学生熟知的化学知识引出三种提取方法，以材料的形式展示不同生物原料的特性，通过讨论最终确定合适的提取方法。使学生初步建立综合性的理科思维，在STEM项目中，能综合运用多学科知识去解决问题。学生讨论得出青蒿素的提取方法，揭开青蒿素提取的神秘面纱，增加志愿科研的动力和信心。

学生观看电影《Perfume》片段，观察视频中提取玫瑰精油的装置及提取成果，思考实验室蒸馏装置的安装顺序，多媒体呈现实验装置，继续引导学生思考：接收瓶中的液体是纯的精油吗？如果不是，如何去掉其中的杂质？结合化学知识，学生提出运用分液漏斗分离水油，继续追问：如何使分层明显？如何进一步清除油层中混有的少量的水？学生提出离心机、借助化学试剂等多种途径，讨论可行性。

设计意图 电影中运用水中蒸馏法提取到几滴玫瑰精油，与教学内容非常贴近，在问题串的引导下，学生能从科学性的视角分析视频内容，培养批判性思维，并能完整的罗列STEM项目所需要的实验仪器和材料。

展示“4年，191次，100%抑制率，第一枚”等关键词，讲述屠呦呦团队的科研故事，并提出STEM项目《自制除味剂》——厕所味道刺鼻，请查找资料，选取合适的植物，制作除味剂，选取适宜的装置，达到去除异味的效果。

设计意图 青蒿素的发现历程启迪激励学生积极参与科研，借助数据体现科研的不易，引出学习基础知识、提升动手操作能力的必要性，进而提出“自制除味剂”的STEM项目，这是学生应用理论知识解决现实问题的过程，在真实情境中学生会遇到真实问题，解决问题的过程就是科学思维培养的过程。

5教学反思

本节内容侧重生物技术实践，因此进行学生实验是非常必要的，但考虑到精油提取实际耗时很久，课上完成并不现实，因此在对比新旧课标和教材后，提出“自制厕所除味剂”的项目，学生在项目学习中能运用所学知识解决现实问题，打通知识与生活的联系，有助于学生获得学习的成就感，热爱学习热爱生活，升华社会责任核心素养。