一、项目背景

为进一步促进课程建设的提升，培养学生注重实践与多元思考的能力，引导学生重视客观，理性辨析，提升创新力、实践力等核心能力，2017年南菁高级中学成功申报了江苏省“微科技课程基地”。微科技倡导的“微”强调课程的“创新实践”部分要基于学生兴趣、贴近学生实际，源于生产生活，源于课堂学习，在“小微”的系统实践中，激发学生的实践创新素养［1,2］。那么选用什么样的“小微”内容作为切入点，促进学生实践创新素养的提升，是在项目实施中摆在一线教师面前的主要难题。

苏教版教材中很多实验是与工业生产、生活密切联系的，现行的教材中出现的实验很多是用实验器材和试剂，模拟工业设计来体现化学反应原理，很多够直观但不够实际，有理性但不够感性，在实际教学中也很难提高学生学习此类原理性质的兴趣。在教学中将知识、原理与实际生活相结合，以学生已有知识结构为载体，借助小微项目理念，构建基于项目教学的普通高中化学实践教学［3］。采取层层递进优化，把学科知识系统融合，开发出跨学科的微项目，培养能够运用多学科知识解决问题的复合型人才，具有一定的现实意义，符合我国基础科学教育发展的需要。

基于以上思考，以苏教版教材为蓝本，遴选出必修2中专题3.2《酯油脂》涉及到的皂化反应，该部分内容，原理很简单，就是利用了油脂在碱性条件下水解成高级脂肪酸钠和甘油。然而出于应试，在实际教学中这个实验往往被忽视，而更着重的是掌握油脂水解的原理。其实手工皂目前被赋予了很多新的功能和功效，造型也是越做越漂亮，价格也越来越昂贵，试想如果学生在化学课上亲手用油脂制得一块漂亮的肥皂，那应该是多么令人兴奋的一件事。在深入研究皂化反应实验操作要点的基础上，对实验配方进行整合，从简单到复杂，将该实验制作进行项目化设计，运用于南菁高中校本课程中（4课时），学生在进行相关实验的研究、体验、合作中丰富了化学实验知识的内涵，激发了学习化学的兴趣，培养了学生运用多学科知识解决实际问题的能力，亲手制作体验了不含化学添加剂而富含甘油的手工皂，成品深受学生喜爱，取得了良好的教学效果。

二、项目内容

1.项目目的

（1）理解手工皂的制作原理。（2）对手工皂的制作工艺改进优化。（3）培养学生科研和创新能力。

2.项目原理

该项目实施主要依托皂化反应原理。皂化反应狭义上讲，仅限于油脂与氢氧化钠或氢氧化钾混合，得到高级脂肪酸的钠/钾盐和甘油的反应。这个反应是制造肥皂流程中的一步，因此而得名。它的化学反应机制于1823年被法国科学家Eugène Chevreul发现。

国内杨森林等人从中国旅游业的国际竞争地位、环境、目的、地位的角度出发，最早运用钻石模型进行旅游产业集群研究[6]。尹贻梅、庄军、王兆峰等学者指出旅游产业集群可以看作是一个良性合作的状态，是区域发展的必然结果。一般而言，旅游产业集群是旅游核心吸引物、旅游企业及旅游相关企业和部门，为了共同的目标，于地理空间上的一个集聚过程，继而提高旅游产业的核心竞争力或者持续优势的一种现象[7]-[9]。最近，方世川，陈潇潇从文化产业评价指数的视角探讨了红色旅游文化产业集群发展[10]。贺小荣，胡强盛基于推拉理论，探讨了湖南省旅游产业集群和区域经济发展之间的互动机制[2]。

在我国社会、科学迅速发展的今天，现代化技术已经得到有效应用和发展，电教媒体辅助小学语文教学，不仅可以丰富原有枯燥的教学资源，还能够让学生体会到创新性教学课堂的魅力，进而提高了学生的学习积极性、有效性和自主性。于此同时，教师在日后的教学工作中，应该尽可能的寻找将电教媒体等创新科学技术与小学语文教学有机结合的方式和关键点，进而优化小学语文教育。

如今，毛毡材料的运用范围已经不拘泥于从前的范围。与刺绣、编织、扎染、拼贴和毛毡材料相结合的作品也很常见。

油脂的皂化值是不同的［4］，在制备肥皂的时候，我们要根据需要计算实验中所需氢氧化钠与水的量，另外还要考虑肥皂的硬度，将肥皂的硬度控制在120-170之间［5］，如果硬度值较小，则做出来的肥皂比较软（常见油脂的皂化值，硬度值见表1）。

表1 常见油脂的皂化值和硬度值

油脂蓖麻油花生油椰子油棕桐油菜籽油皂化值（SV）0.1286 0.136 0.190 0.141 0.124硬度值（LNS）0.095 0.099 0.258 0.145 0.056

例：花生油的皂化值是0.136，则100g的花生油需要13.6g的氢氧化钠来完全皂化。

有棕桐油100g，椰子油100g，菜籽油100g，棕桐油的皂化值是0.141，椰子油是0.19，菜籽油是0.124、则需要氢氧化钠 45.5g（100×0.141+100×0.19+100×0.124＝45.5g）。水的质量一般为氢氧化钠质量的2.33-2.35倍。

图2为不同输入交流电压时,输出电压U随时间t的变化曲线,分析输出直流电压发现,整流电路能够很好的将输入的交流电转换为直流电U,输出直流电压随输入交流电压的升高而上升。并且输出电压相对稳定,输入电压越低,输出直流电压稳定性越好。随着输入电压的升高,输出电压出现波纹,但波纹较小,通过本文第3部分分析,该波纹能够通过后续电压变换电路得到很好的抑制。

3.项目实施过程

（1）试剂和仪器

酒精灯、三角架、石棉网、烧杯、打火机、温度计、玻璃棒、电子称、模具若干、油、氢氧化钠、蒸馏水。

（2）项目步骤

①称量试剂：家用食用油（花生油或菜籽油）100g、氢氧化钠13.6g/12.4g、水31.7/28.9g；

②配制氢氧化钠溶液：将氢氧化钠缓缓倒入水中，用玻璃棒搅拌至完全溶解，等待降至合适温度；

③混合氢氧化钠和油脂：将氢氧化钠溶液和油脂混合，搅拌至沙拉酱状，整个过程中保持混合物温度45℃左右；

④入模：把皂液倒入模具，放入泡沫盒保温24小时；

⑤脱模：将皂置于通风干燥处，有一定的硬度即可脱模，一般约4周后成熟；

⑥验皂：将制得的肥皂放在水龙头下搓出泡沫，测其pH值，若为8-9则可以放心使用。

更为棘手的是，美国此次制裁伊朗对中国在伊石油工程企业恐将产生比之前更大的影响，这些石油工程企业将面临工程款回收难、应收账款不断增加和材料采购难、施工进度受影响等问题。在上一轮制裁中，伊朗国内每日有限的美元供应使中国的石油工程企业外采材料受到影响。随着美对伊制裁的加深，伊朗国家石油公司的美元储备将减少，必将影响其对中国工程企业工程款项的支付，造成工程企业应收账款不断增多。

（3）注意事项

①把氢氧化钠倒入水中，不要颠倒了次序；

②测量温度时不要把温度计的头置于烧杯底部；

③搅拌时速度要快，持续搅拌时长约30分钟左右。

（4）成品及优缺点

用单一的家用油制得的肥皂质地较软，用玻璃棒取少许试验洗涤效果，能产生较多泡沫，洗涤效果也不错。缺点是果冻壳较硬，基本无法脱模（成品如图1、图2）。

图1 花生油成品

图2 菜籽油成品

三、工艺优化

1.优化方案1

前期制得的肥皂成品功效还可以，但与市场销售的相差较大，如何顺利脱模，使得制得的肥皂起泡度、硬度、滋润度有所改进，学生们通过查阅相关资料了解到，一般制手工皂都是采用多种油按一定比例混合制备的，于是在原先基础上进行配方改良，根据油脂的皂化值和硬度值计算各组分所需的量，具体操作同上。

让学生毛遂自荐，对于有想法的学生，我会肯定他们的想法，并给他们表现能力的机会，充分地肯定他们的态度，当然为了避免出现学生任职不任责的情况，往往我会丑话说在前头，倘若工作过程中，不尽责，或表现不良的班干部，我会批评的更凶，甚至选择其他人选。相信给予他们一定的压力，才能更好的助力成长。

试剂配比：蓖麻油30g、椰子油30g、棕榈油40g、氢氧化钠15.2g、水35.4g，硅胶模具（来自网购）。

汽车在直线行驶时，由于前轮定位主要是前束与车轮外倾角匹配不合理而引起车轮对路面有横向作用力，反映在侧滑检验台上即为汽车的侧滑量。在实际检测中对所有侧滑量超过国家标准的汽车进行分析，出现问题的大部分车是设计上的原因，而非使用和装配上的原因，现在分别对货车和轿车进行分析。

按此配方制得的肥皂软硬度合适，起泡多，滋润，洗涤效果好（成品如图3）。使用有造型的硅胶模具，加上色素，成品漂亮又可爱，就像一块块可口的巧克力，学生爱不释手，是一次成功的制手工皂体验。

图3 添加色素后成品

2.优化方案2

想到曾经在商场多次拿到手工皂的试用样品，都是有色透明的，那我们能不能在实验室也制得透明香皂呢？孩子们网上查阅资料，小组系统对比讨论研究，在原先配料方案中，添加乙醇、甘油和砂糖，尝试以下配比方案。

试剂配比：棕榈油40g、椰子油30g、蓖麻油30g、乙醇50g、甘油23g、砂糖22g、氢氧化钠15g，水32g。

实验步骤：

（1）混合氢氧化钠与乙醇。将15g氢氧化钠和32g水混合，待温度降至70℃时加乙醇50g混匀备用。

[7][12][18]林寒生《闽东方言词汇语法研究》，昆明：云南大学出版社，2002 年，第19、18-19、6-25 页。

（2）混合油脂。将棕榈油40g、椰子油30g，蓖麻油30g混合，控制温度在70℃左右。

（3）混合油脂与氢氧化钠。将步骤1与步骤2所得混合液混合，温度维持在70℃左右，均匀搅拌至皂化反应完成。

（4）混合甘油、砂糖。取烧杯，将甘油23g，砂糖22g，水22g混合，搅拌均匀，预热至70℃呈透明状。

（5）混合皂化液与甘油混合液。将步骤4与步骤3中的物料加入到大烧杯中，搅匀直到满意的透明度。

（6）搅拌结束后即可装入模具内，用冰水浴迅速凝固，得透明皂（图4）。

图4 透明皂成品

3.优化方案3

肥皂做到这里，受到超市售卖的花式肥皂启发，能不能在细节方面创新一下，利用前面课程中得到的大量皂基，制得更加富有艺术气息的花式手工皂呢？孩子们经过商讨研究，充分发挥了他们的想象力，开始了进一步优化操作。

实验环境：windows10操作系统，intel Xeon E3-1501Mv6处理器，16 G内存，程序实现语言为java。

（1）对色素的优化

依据多学科研究成果，持续深化三个精细调整，努力提高水驱控制程度和油层动用厚度（图2）。在认清剩余油分布情况的基础上，根据“三提三控一稳”模板和选井选层原则以及调整幅度界限，加大平面、层间以及重点区块的控水控液力度[5]（图2、图3）。

3)历史数据查询与汇总。上机位软件可对PLC控制层上传的数据进行分类存储，并在需要的时候进行检索、查询和对比，并最终以图表形式呈现，方便集中管理。

把皂基熔化后加入色素，对皂基进行调色，可得到各种颜色的肥皂。若把色素滴在模具的不同区域，把皂液缓缓冲入模具中，让颜色自然流动，可得到颇具琉璃感的肥皂（图5）。

（2）对造型的优化

取出在模具中成型的肥皂，用小刀或一些有造型的工具在肥皂上切角，镂空等，再把处理过的肥皂放回模具，在缺角镂空处倒入其他颜色的皂液，成型后可得各种花样的肥皂（图6）。

图5 色素优化成品

在实际操作中，更有同学将两种方式配合使用，充分发挥创造力和想象力，得到各式各样的花式肥皂。

图6 造型优化成品

四、结束语

制作手工皂的活动前后开展了4个课时，制皂原理是简单的，但实际操作过程却不是想象的那么简单。从配方的改良优化，到透明皂基的改良，再到花式手工皂的改良，学生查阅资料的科研素养、不断螺旋进阶上升的工艺认知、小组合作探究的协作能力都得到了锻炼，实验方案的设计能力，解决问题的能力，动手能力、创新能力都有了极大的提高，为他们以后的化学研究打下了坚实的基础。

参考文献

［1］ 凌一洲，程鹏.有价值的异常现象“微科技”课题的教学实施［J］.化学教学，2018（3）：34-37

［2］凌一洲，陈静，陈鹏文，等.“银树镀铜”微科技项目的设计与教学［J］.化学教学，2018（11）：70-72

［3］ 赵玉泉，于乃佳.于“项目教学”的普通高中化学实践教学［J］.中学化学教学参考，2019（2）：12

［4］ 毕艳兰.油脂化学［M］.北京：化学工业出版社，2005

［5］ 陆启玉.油脂化工产品生产技术［M］.北京：化学工业出版社，2004