曹葵 王巧玲

摘要：通過利用學(xué)生周邊常見事物作為項目式學(xué)習(xí)的課題，學(xué)生可以深入、主動地參與到教學(xué)過程中，將原來簡單的淀粉性質(zhì)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)楦男缘矸鄣闹苽錀l件與方案研究，不但學(xué)習(xí)了淀粉的知識，還進(jìn)行了科學(xué)思維方法的訓(xùn)練，提高學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);改性淀粉;項目式學(xué)習(xí);探究式教學(xué)

文章編號：1008-0546（2021）05-0043-03中圖分類號：G632.41

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.05.011

項目式學(xué)習(xí)（PBL），起源于美國教育家杜威的“做中學(xué)”教育理論，1918年，教育家克伯屈在其發(fā)表的《項目教學(xué)法：在教學(xué)過程中有目的的活動的應(yīng)用》中首次提到了項目學(xué)習(xí)的概念，將項目作業(yè)引入教學(xué)實踐領(lǐng)域⑴。中國學(xué)生核心素養(yǎng)頒布，其中明確要求學(xué)生要學(xué)會學(xué)習(xí)和要具有科學(xué)精神。發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，不是局限于具體知識的獲得，是從學(xué)科觀念的認(rèn)識高度認(rèn)清知識本體價值，注重學(xué)科方法與思想的總結(jié)⑵。

項目式教學(xué)通過學(xué)生自己設(shè)計并動手實驗，與傳統(tǒng)的講授式教學(xué)相比對培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)具有明顯的優(yōu)勢。侯肖、胡久華老師明確了項目式教學(xué)要解決六個關(guān)鍵問題⑶。學(xué)生需在自己體驗的過程中學(xué)習(xí)。

一、課題的選定

項目式學(xué)習(xí)要緊密圍繞著學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容， 以課程標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，選擇學(xué)生在已有知識和技能儲備能滿足要求的情況下開展課題教學(xué)。同時學(xué)生對該課題的內(nèi)容還應(yīng)該有直接的感性認(rèn)知，才可以很方便地著手進(jìn)行學(xué)習(xí)。

淀粉是學(xué)生日常生活中非常熟悉的物質(zhì)，并且在中學(xué)課本中多次涉及叩刃⑹⑺。從小學(xué)科學(xué)課、初中到高中逐步深入，并且生物和化學(xué)都在講解，且很多基本內(nèi)容是一致的，簡單重復(fù)課本內(nèi)容的講授，學(xué)生在已經(jīng)具備基本常識的背景下并沒有很大興趣。如果將教學(xué)停留在簡單的淀粉基本知識的講解上，重復(fù)碘與淀粉反應(yīng)的實驗，學(xué)生就是等同于進(jìn)行復(fù)習(xí)，沒有新意，這就給以淀粉為主體進(jìn)行項目式學(xué)習(xí)創(chuàng)造了客觀條件。其次是學(xué)生日常生活中接觸到的很多食品中存在各種形式的淀粉，而其中很多淀粉存在形式是學(xué)生不了解的，既滿足學(xué)生的好奇心，也就給學(xué)生留出了足夠展現(xiàn)自我的空間。同時有關(guān)淀粉的研究文獻(xiàn)比較充裕，學(xué)生通過閱讀有關(guān)文獻(xiàn)可以達(dá)到教師的預(yù)期目標(biāo)。幾個方面綜合起來，學(xué)生進(jìn)行改性淀粉研究的項目式學(xué)習(xí)具備了主觀條件。因此本課題將目標(biāo)確定為制作改性淀粉。

二、教學(xué)目標(biāo)設(shè)定與難點(diǎn)分析

改性淀粉是在原來淀粉的基礎(chǔ)上經(jīng)過適當(dāng)化學(xué)處理，引入某些化學(xué)基團(tuán)使分子結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)發(fā)生變化，生成的淀粉衍生物。在眾多的改性淀粉中酯化淀粉不但使用廣泛，制備條件也最為簡單，酯化淀粉改性的過程，不需要有很復(fù)雜的操作和儀器，主要就是在一定的pH條件下與酸反應(yīng)，在中學(xué)的實驗條件下就可以完成，對于中學(xué)生而言也就具備了展開實驗教學(xué)的客觀條件。因此最終確定在眾多的改性淀粉中選用制作酯化改性淀粉作為項目式學(xué)習(xí)的選題。學(xué)生的實驗過程就是一個控制溫度與pH的過程。對于學(xué)生而言，如何確定改性淀粉依然屬于淀粉，改性實驗的條件如何控制，改性實驗是否成功的檢測將是本課題的難點(diǎn)與重點(diǎn)。

在教學(xué)過程中，因為學(xué)生已經(jīng)掌握淀粉的基本常識，例如碘與淀粉反應(yīng)變藍(lán)的性質(zhì)，但是普遍缺少淀粉在實際生活中的應(yīng)用常識，故而要充分利用學(xué)生已經(jīng)能夠掌握的化學(xué)知識，讓學(xué)生發(fā)揮主動性，學(xué)習(xí)掌握有關(guān)的知識和技能。

改性淀粉的制備原理簡單，而實際操作過程的條件控制要求較高，因此引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出實驗條件與步驟是教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

三、教學(xué)過程

科學(xué)研究的認(rèn)知過程一般包括明確問題、逐步求證、檢驗完善和分析總結(jié)4個環(huán)節(jié)⑻，教學(xué)過程就要讓學(xué)生完整地經(jīng)歷這一過程，因此教學(xué)過程不是簡單在課上完成，而是需要大量課外時間，在課上時間僅僅完成實驗驗證。

提前一節(jié)課老師就布置了作業(yè)：回家去找不一樣的淀粉，所謂不一樣是指不是一般常見的玉米淀粉、土豆淀粉等，是淀粉但不是簡單地就叫淀粉？到哪里去找呢？在各種食品標(biāo)簽中去尋找。

課堂伊始，老師提問：同學(xué)們有沒有在食品標(biāo)簽中找到名字奇怪的淀粉？或者自己認(rèn)為是淀粉的物質(zhì)？

有學(xué)生回答：找到了。學(xué)生說出了幾種他們找到的名稱中有淀粉字樣的物質(zhì)，如乙酰化二淀粉磷酸酯，乙酰化雙淀粉己二酸酯，改性淀粉等。

教師隨手將學(xué)生說出的淀粉名稱寫出。而后繼續(xù)提問：這些名字中有淀粉字樣的還是不是淀粉？

學(xué)生回答：是。

教師追問：為什么還是淀粉，明明最后寫的是酯？

此時有同學(xué)回答：還是淀粉，因為百度上將其劃在淀粉類。

教師提問：百度說是就是嗎？用什么方法證明這些淀粉就是淀粉？

學(xué)生回答：用碘水檢驗，變藍(lán)就屬于淀粉。

老師：很好，凡是與碘反應(yīng)變藍(lán)的就是淀粉。問題在于為什么要把原來的淀粉改性呢？

學(xué)生，為了使用方便。

老師：你們說對了，但是沒有解決問題。使用方便體現(xiàn)在哪個具體方面？

學(xué)生無人回答。

教師繼續(xù)問：有同學(xué)在家做飯用過淀粉嗎？

無人回答。

教師再問有人在家沖過藕粉嗎？

有學(xué)生答：先用溫水調(diào)開，再用開水沖。

教師：藕粉中的主要成分就是淀粉，那么從這個沖藕粉的過程我們可以推測，淀粉溶解性特性是什么？

學(xué)生，不溶于涼水，但是溶于開水。

教師：非常好，同學(xué)們進(jìn)行碘與淀粉反應(yīng)的實驗時，使用的淀粉溶液也是這樣配制的。以前的學(xué)習(xí)和習(xí)題中已經(jīng)知道高溫下淀粉遇碘不變藍(lán)。下面我們看一個食品標(biāo)簽（見圖1），這是西餐中經(jīng)常使用的番茄沙司，從食品配料表中我們可以看到除了淀粉，其他成分都是溶于水的，這意味著什么？如果使用一般的淀粉就要用開水，使得生產(chǎn)流程中就需要單獨(dú)將淀粉用開水溶解的環(huán)節(jié)，如果把熱的淀粉加入產(chǎn)品中，就可能會影響到食品的口感風(fēng)味。那么食品工業(yè)就需要淀粉的性質(zhì)發(fā)生什么變化？

學(xué)生：淀粉必須溶解于冷水。

教師：非常好，這就是淀粉必須進(jìn)行改性的原因之一，為了食品工業(yè)以及其它工業(yè)生產(chǎn)的需要，對淀粉進(jìn)行必要的化學(xué)處理加工，這里有幾篇關(guān)于改性淀粉的科研文章體現(xiàn)了改性淀粉的性質(zhì)特點(diǎn)[9][10][11][12][13][14]， 使其在某一方面的物理或者化學(xué)性質(zhì)發(fā)生符合我們要求的改變。那么為什么還叫做淀粉呢？就因為其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)依然符合淀粉的特性。

教師：下面就要討論一下我們應(yīng)如何制備改性淀粉。今天我們要制備的是最簡單的酯化淀粉，也就是食品標(biāo)簽中的這類改性淀粉。文獻(xiàn)顯示這類酯化淀粉的制作要求在弱堿性條件下，一般是pH=8左右和乙酸酊進(jìn)行反應(yīng)，因為是有機(jī)反應(yīng)，所以反應(yīng)速率會比較慢，哪位同學(xué)能設(shè)計一下實驗方案？

學(xué)生：取少量淀粉加少量水，然后加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)到pH=8，而后逐滴滴加乙酸酊并且充分?jǐn)嚢琛?/p>

教師：乙酸酊是顯酸性還是堿性？

學(xué)生：應(yīng)該是酸性。

教師：既然是酸性，滴加乙酸酊之后，淀粉懸濁液還能是堿性嗎？如果不是，應(yīng)該如何改進(jìn)實驗方案呢？

學(xué)生思考后回答：不是堿性，可以加入乙酸酊反應(yīng)后，再滴加氫氧化鈉調(diào)節(jié)到弱堿性。

教師：很好，那么每次都要不斷地滴加氫氧化鈉

調(diào)節(jié)，為什么不能一次性多加入一些氫氧化鈉呢？

學(xué)生：加入過多的氫氧化鈉就會和乙酸酎反應(yīng)， 而不是乙酸酊和淀粉反應(yīng)了。

教師：非常好，那么怎么才能知道自己制備的酯化淀粉成功了呢？

學(xué)生：可以和碘水反應(yīng)變藍(lán)？

教師：淀粉和改性淀粉都可以與碘水反應(yīng)，因此這個方法不能鑒別淀粉還是酯化淀粉。

學(xué)生：通過檢測淀粉常溫情況下的溶解性。

教師：很好，通過在常溫水中是否溶解就可以檢測酯化淀粉的制備是否成功。但是限于我們的實驗條件，我們制備的酯化淀粉溶解溫度還不可能是常溫，但是會比原來的100℃開水溫度低很多。另外我們提供的顯微鏡，同學(xué)們可以在顯微鏡下觀察改性前后淀粉顆粒的外觀性狀，并且根據(jù)老師提供的參考文獻(xiàn)撰寫實驗研究報告。

隨后，學(xué)生自主開始進(jìn)行實驗操作，制備改性淀粉。并且均得到有效產(chǎn)品，限于中學(xué)的實驗條件和學(xué)生操作能力，不能始終將pH穩(wěn)定在最佳條件，最終產(chǎn)品的溶解溫度也各不相同，產(chǎn)品雖然做不到常溫溶解，一般都可以溶解在40-60°C溫水中，說明改性比較成功。

四、總結(jié)與反思

本次項目式教學(xué)實踐，在教學(xué)中通過師生共同討論、研究，確定最終的實驗方案，并且得到了有效的產(chǎn)品。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不再是被動接受教師的知識講解和技能訓(xùn)練，而是充分體現(xiàn)了學(xué)生主觀能動性的學(xué)習(xí)方式，首先讓學(xué)生親歷問題解決過程，教學(xué)過程注重過程技能的培訓(xùn)和指導(dǎo)（見圖2），為學(xué)生發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)提供了新的思路和可能⑻。

最終學(xué)生得到不僅僅是一次實驗的產(chǎn)物，而是一次研究的體驗過程，尤其是最后學(xué)生通過教師提供的課外讀物，可以再進(jìn)一步拓展知識面，加深對淀粉的認(rèn)知，提升綜合素養(yǎng)。

本課題再讓學(xué)生觀察淀粉顆粒形狀時，也留下了很多懸念，例如，學(xué)生在觀察時發(fā)現(xiàn)，不同的植物的淀粉顆粒外觀差異很大，其原因何在？酯化前后淀粉顆粒物外觀沒有顯著變化，但是體積均有明顯變化（見圖3），其原因何在？給學(xué)生留下了可以繼續(xù)深入研究的后續(xù)問題。

項目式教學(xué)首先教師需要養(yǎng)成實施項目式學(xué)習(xí)的教學(xué)觀念和教學(xué)行為口們，而選題則盡可能選擇最貼近生活的素材，高科技給學(xué)生帶來的往往屬于仰望星空，而最深奧的原理往往體現(xiàn)在最常見的生活現(xiàn)象中「⑺，用最常見的事物入手，則是腳踏實地。

化學(xué)教學(xué)的優(yōu)勢就在于實驗，通過合理安排實驗，讓學(xué)生在動手操作中學(xué)習(xí)掌握知識和技能，尤其是科學(xué)分析與研究的基本方法思路，掌握科學(xué)邏輯， 將最終滲透到學(xué)生的潛意識中，將知識內(nèi)化為常識，技能轉(zhuǎn)化為本能，對其未來的成長路徑產(chǎn)生有益的影響。

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