通過(guò)STSE教育的構(gòu)建,培養(yǎng)高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

劉吉祥

新時(shí)期的教學(xué)改革為高中化學(xué)教學(xué)提出了新的要求，教師不僅要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)理論與問(wèn)題解決能力，還要重視對(duì)其核心素養(yǎng)的培育。高中化學(xué)教師要重視對(duì)STSE教育理念、教學(xué)方法的學(xué)習(xí)，做好STSE教育的構(gòu)建工作，為促進(jìn)學(xué)生綜合發(fā)展奠定基礎(chǔ)。本文結(jié)合現(xiàn)階段高中化學(xué)實(shí)際教學(xué)情況，對(duì)STSE教育核心概念、教學(xué)特點(diǎn)加以概述，討論通過(guò)構(gòu)建STSE教學(xué)框架培養(yǎng)高中學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的具體教學(xué)策略，以供參考。

一、STSE教育的核心概念及其日常教育教學(xué)特點(diǎn)

STSE具體指代Science、Technology、Society、Environment四個(gè)英文單詞，即科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境。STSE教育理念強(qiáng)調(diào)理科教學(xué)應(yīng)用的重要性，要求教學(xué)者探索綜合實(shí)踐活動(dòng)等教育實(shí)施路徑，其教學(xué)基礎(chǔ)以構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論為主，重視對(duì)科學(xué)知識(shí)與社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐、環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約的深度融合。一些教育學(xué)家認(rèn)為，STSE教育應(yīng)將教學(xué)重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)特的價(jià)值觀和民主行為、多元的科學(xué)思想與較強(qiáng)的操作時(shí)間能力上，使學(xué)生客觀看待科學(xué)技術(shù)發(fā)展的利弊，促進(jìn)其自我提升。

STSE教育具有以下特征：一，具有綜合性強(qiáng)的特征。這種教育模式下科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境教學(xué)資源與課標(biāo)內(nèi)容充分滲透、融合，教師可以從更多的角度對(duì)課程展開(kāi)教學(xué)，在開(kāi)闊學(xué)生課程學(xué)習(xí)視野的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。二，具有探究性強(qiáng)的特征。STSE教育是一種生本化的教育，強(qiáng)調(diào)課堂回歸學(xué)生，重視對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位的突顯，通過(guò)在課上組織師生互動(dòng)、生生互動(dòng)活動(dòng)讓學(xué)生探索學(xué)科內(nèi)容的本質(zhì)，體會(huì)理論、實(shí)踐學(xué)習(xí)的趣味，強(qiáng)化其探究意識(shí)，從而提升學(xué)生的科學(xué)探究積極性。三，具有實(shí)效性良好的特征。STSE教育與社會(huì)生活接軌，重視對(duì)實(shí)際案例、問(wèn)題的分析教學(xué)。學(xué)生在思考問(wèn)題、解決問(wèn)題時(shí)能明確本學(xué)科與其他學(xué)科的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，理解保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、回歸社會(huì)的重要性，社會(huì)責(zé)任感得到增強(qiáng)。

二、STSE教育培養(yǎng)高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的策略

（一）重視科學(xué)理論教學(xué)，培養(yǎng)理論分析素養(yǎng)

1.創(chuàng)設(shè)理論教學(xué)情境，培養(yǎng)宏微結(jié)合素養(yǎng)

從宏觀與微觀兩個(gè)角度展開(kāi)教學(xué)對(duì)加深學(xué)生對(duì)化學(xué)問(wèn)題本質(zhì)的理解，以及提升其分析、推理、預(yù)測(cè)能力有著重要意義。實(shí)際教學(xué)中，部分學(xué)生缺乏微觀意識(shí)，不能宏微結(jié)合地對(duì)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行辨證學(xué)習(xí)，理論學(xué)習(xí)浮于表面，不利于宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)的生成。教師可從激趣教學(xué)著手，通過(guò)口述、做游戲、播放多媒體課件等方式創(chuàng)設(shè)理論教學(xué)情境，讓學(xué)生將注意力轉(zhuǎn)移到微觀世界上，引導(dǎo)其從宏觀、微觀兩個(gè)角度思考問(wèn)題，從而培養(yǎng)其宏微結(jié)合素養(yǎng)。

比如，在人教版高一化學(xué)必修第一冊(cè)“離子反應(yīng)”一課的教學(xué)中，教師通過(guò)談話引入課程內(nèi)容：“為什么家長(zhǎng)用醋酸除水垢、鹽酸除銹？為什么環(huán)境保護(hù)人員用氨水處理硫酸工業(yè)廢水？它的原理是什么？”在問(wèn)題情境下播放硫酸銅與氯化鋇化學(xué)反應(yīng)視頻，同時(shí)展開(kāi)追問(wèn)：“觀看視頻時(shí)，你發(fā)現(xiàn)了什么？這個(gè)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是怎樣的？”由問(wèn)題引發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的宏觀現(xiàn)象與微觀實(shí)質(zhì)進(jìn)行分析，使其觀察H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl產(chǎn)生白色沉淀的過(guò)程，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象講解電解質(zhì)電離知識(shí)：“電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是離子之間的反應(yīng)，氯化鋇和硫酸中的鋇離子與硫酸根離子結(jié)合、氫離子與氯離子結(jié)合產(chǎn)生鹽酸與硫酸鋇沉淀?！边@時(shí)教師再結(jié)合情境醋酸除水垢的實(shí)例讓學(xué)生分析，進(jìn)一步提升其宏觀觀察與微觀探析素養(yǎng)。教師以談話的方式引入生活中的化學(xué)現(xiàn)象并提問(wèn)，通過(guò)創(chuàng)設(shè)生活情境、問(wèn)題情境激發(fā)學(xué)生的探究興趣。之后播放具體化學(xué)視頻，讓學(xué)生觀看化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象并對(duì)其本質(zhì)進(jìn)行探究，讓其在觀察、分析、探究問(wèn)題過(guò)程中形成良好的化學(xué)核心素養(yǎng)。

2.分析典型理論問(wèn)題，培養(yǎng)模型認(rèn)知素養(yǎng)

高中化學(xué)教學(xué)包含許多復(fù)雜、抽象的概念知識(shí)，忽視概念教學(xué)會(huì)導(dǎo)致學(xué)生理解困難，學(xué)習(xí)受阻，影響化學(xué)課程教學(xué)效率。SETE下的化學(xué)教學(xué)要重視夯實(shí)學(xué)生的科學(xué)基礎(chǔ)，做好概念模型教學(xué)，使其能學(xué)會(huì)使用化學(xué)符號(hào)、文字、圖像總結(jié)事物的化學(xué)規(guī)律，從而培養(yǎng)其模型認(rèn)知素養(yǎng)。對(duì)此，教師可在課上引入典型的化學(xué)理論問(wèn)題，讓學(xué)生使用概念圖或其他工具對(duì)問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析，提升學(xué)生總結(jié)事物特征、梳理知識(shí)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)能力。

比如，在人教版高一化學(xué)必修第一冊(cè)“物質(zhì)的量”一課的教學(xué)中，教師提出典型問(wèn)題：“我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中可以用器具稱(chēng) 克碳，卻難以稱(chēng)量 個(gè)碳原子，可稱(chēng)量的物質(zhì)與難以稱(chēng)量的原子、分子有什么關(guān)系？ 克的碳、 克的氧氣、 克的二氧化碳所含微粒數(shù)是多少呢？”學(xué)生在探析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中，初步建立了“微觀的微粒數(shù)目”與“宏觀的質(zhì)量”的聯(lián)系，這時(shí)教師展示數(shù)據(jù)資料：1999年巴西和美國(guó)科學(xué)家發(fā)明了能稱(chēng)量 千克物體的納米稱(chēng)，能稱(chēng)量單個(gè)病毒的質(zhì)量，隨后德國(guó)科學(xué)家研制出能稱(chēng)量單個(gè)原子的納米稱(chēng)，一個(gè)C原子的質(zhì)量為[1.993×10-26]千克。結(jié)合資料內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生回到題目中，根據(jù)碳原子數(shù)= 克/一個(gè)碳原子的質(zhì)量計(jì)算出碳原子的數(shù)量[N（C）=0.012kg1.993×10-26kg≈6.02×1023]。這時(shí)，教師再提出問(wèn)題：“ 克的碳含有多少碳原子？如何表示？”引導(dǎo)學(xué)生將[6.02×1023]作為一個(gè)微?？醋饕粋€(gè)集合體，建立一個(gè)新的物理量（物質(zhì)的量），讓學(xué)生嘗試使用數(shù)學(xué)模型與化學(xué)模型解決此類(lèi)問(wèn)題。這樣，學(xué)生就能輕松理解物質(zhì)的量的概念，在腦海中形成具體的化學(xué)模型，主動(dòng)梳理物質(zhì)的量、體積、質(zhì)量相關(guān)知識(shí)的內(nèi)在關(guān)系。教師出示典型例題集中學(xué)生注意力，在講解問(wèn)題的過(guò)程中滲透模型知識(shí)，按部就班地引導(dǎo)學(xué)生推斷出化學(xué)模型。接著，教師出示同類(lèi)型問(wèn)題讓學(xué)生解決，在此過(guò)程中強(qiáng)化其模型思想，使其主動(dòng)進(jìn)行建模，從而培養(yǎng)其模型認(rèn)知素養(yǎng)。

（二）優(yōu)化技術(shù)方法教學(xué)，培養(yǎng)實(shí)踐探究素養(yǎng)

Technology（技術(shù)教育）是SETE教育的關(guān)鍵，也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力的主要渠道。結(jié)合高中化學(xué)核心素養(yǎng)的具體教學(xué)要求，教師要重視對(duì)SETE教育中T的教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)、活動(dòng)教學(xué)中多給學(xué)生實(shí)踐操作的機(jī)會(huì)，以此培養(yǎng)其化學(xué)變化與平衡素養(yǎng)、化學(xué)證據(jù)推理素養(yǎng)。

1.設(shè)計(jì)化學(xué)平衡實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)變化平衡素養(yǎng)

化學(xué)的本質(zhì)是變化，只有從化學(xué)變化的表現(xiàn)形式、內(nèi)在本質(zhì)、符號(hào)表示三方面展開(kāi)教學(xué)，才能深化學(xué)生的化學(xué)認(rèn)知。教師可在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生變化觀念與平衡思想素養(yǎng)，使學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)的守恒與變化，不僅要深入挖掘課程教學(xué)的內(nèi)涵，還要重視對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)、教學(xué)細(xì)節(jié)的把控，讓學(xué)生充分參與到自主操作、合作實(shí)踐過(guò)程中，強(qiáng)化其化學(xué)認(rèn)知。

比如，在人教版高一化學(xué)必修第一冊(cè)“鐵及其化合物”一課的教學(xué)中，教師提出問(wèn)題：“生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，常溫下的鐵與水不發(fā)生反應(yīng)，那么為什么鋼鐵廠生產(chǎn)時(shí)出土的模具必須充分干燥？”學(xué)生思考問(wèn)題時(shí)，教師出示實(shí)驗(yàn)裝置圖片，在高溫條件下使用水蒸氣反應(yīng)裝置、還原鐵粉、濕棉花、肥皂液、燃燒的火柴演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析可能的生成物，探究實(shí)驗(yàn)原理。演示后，將操作裝置、實(shí)驗(yàn)材料下發(fā)到學(xué)生手中，要求其以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。比如，確定試驗(yàn)?zāi)康?、思?Fe+4H2O==（高溫）Fe3O4+4H2↑反應(yīng)方程式中電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目、試驗(yàn)中的氧化劑與還原劑等問(wèn)題。此外，教師還可提出具體問(wèn)題：“鐵單質(zhì)在什么條件下轉(zhuǎn)化為 價(jià)？在什么條件下轉(zhuǎn)化為 價(jià)？”讓學(xué)生在具體草果過(guò)程中探究氧化還原原理，使其理論達(dá)到結(jié)構(gòu)化水平，實(shí)現(xiàn)對(duì)其化學(xué)變化與平衡素養(yǎng)的有效培養(yǎng)。教師綜合教科書(shū)內(nèi)容、核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求、SETE教育理念設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，先演示實(shí)驗(yàn)整體流程讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作產(chǎn)生初步認(rèn)知，再組織學(xué)生合作實(shí)驗(yàn)讓其在實(shí)際操作過(guò)程中挖掘?qū)嶒?yàn)本質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其化學(xué)變化平衡素養(yǎng)的有效培養(yǎng)。

2.組織小組討論活動(dòng)，培養(yǎng)證據(jù)推理素養(yǎng)

技術(shù)是使用科學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的有效手段，培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)運(yùn)用能力是SETE教育的教育目標(biāo)之一。化學(xué)教學(xué)中，教師要打破高考的局限，注意將理論知識(shí)與實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合，在課上積極組織師生互動(dòng)、生生互動(dòng)教學(xué)活動(dòng)，在活動(dòng)中引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)原理解釋生活現(xiàn)象，增強(qiáng)其科學(xué)意識(shí)。同時(shí)，教師也可將問(wèn)題結(jié)局展示給學(xué)生，并為學(xué)生提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料，讓學(xué)生根據(jù)課程內(nèi)容、相關(guān)資料對(duì)問(wèn)題進(jìn)行推理，培養(yǎng)其良好的證據(jù)推理素養(yǎng)。

比如，在人教版高一化學(xué)必修第二冊(cè)“化學(xué)反應(yīng)與能量變化”一課的教學(xué)中，結(jié)合本節(jié)課關(guān)于化學(xué)反應(yīng)中熱效應(yīng)與焓變的關(guān)系等知識(shí)點(diǎn)，教師組織學(xué)生討論問(wèn)題：“‘暖寶寶有一個(gè)透氣袋，撕開(kāi)包裝后氧氣進(jìn)入透氣袋后逐漸產(chǎn)生熱量，你知道暖寶寶為什么會(huì)產(chǎn)生熱量嗎？”同時(shí)，教師給出拓展閱讀資料：“暖寶寶”的原料層是由鐵粉、石、活性炭、無(wú)機(jī)鹽、水等合成的聚合物，無(wú)毒無(wú)副作用。讓學(xué)生綜合“暖寶寶”的放熱現(xiàn)象、原材料對(duì)“暖寶寶”的反應(yīng)原理展開(kāi)討論，讓其從物質(zhì)所具有的能量角度、化學(xué)鍵角度、能量變化角度對(duì)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程進(jìn)行推理，加深其對(duì)4Fe（OH）2+2H2O+O2==4Fe（OH）3↓、2F（OH）2==Fe2O3+3H2O氧化反應(yīng)放熱性能的理解。教師結(jié)合課程教學(xué)需求提出討論問(wèn)題，同時(shí)為學(xué)生提供課外拓展閱讀資料，讓學(xué)生綜合課內(nèi)外知識(shí)討論問(wèn)題，從不同角度出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論、推理、論證問(wèn)題，讓其結(jié)合具體的化學(xué)反應(yīng)方程式解釋問(wèn)題原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生證據(jù)推理素養(yǎng)的有效培養(yǎng)。

（三）引入社會(huì)教育資源，培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)

Society（社會(huì)教育）是SETE教育的重要構(gòu)成部分之一，其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)價(jià)值觀。實(shí)際教學(xué)工作中，教師可結(jié)合社會(huì)教育的具體要求、高中化學(xué)核心素養(yǎng)關(guān)于科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)要求整合教學(xué)資源，通過(guò)引入社會(huì)實(shí)踐案例、組織社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)探究意識(shí)。對(duì)此，教師可結(jié)合現(xiàn)階段的社會(huì)實(shí)際需求設(shè)置綜合實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生作為活動(dòng)主體運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，使其學(xué)有所用、學(xué)以致用，培養(yǎng)其科學(xué)探究素養(yǎng)。

比如，在高一化學(xué)必修第二冊(cè)“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”一課的教學(xué)為例，教師結(jié)合我國(guó)的制鹽歷史，教師組織“如何除去粗鹽中的可溶性雜質(zhì)”實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生從化學(xué)角度分析制鹽問(wèn)題。先分析粗鹽水中的可溶性雜質(zhì)，如鈣離子、鎂離子、硫酸根離子等，讓學(xué)生綜合BaCl2+Na2SO4=BaSO4+2NaCl、CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl、MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2+2NaCl等反應(yīng)選擇合適的去除雜質(zhì)試劑。后讓學(xué)生結(jié)合社會(huì)上人們對(duì)食用鹽的具體需求探究試劑添加順序，如先添加氯化鋇溶液、碳酸鈉溶液，再添加氫氧化鈉溶液過(guò)濾;先添加氯化鋇溶液、氫氧化鈉溶液，再添加碳酸鈉溶液過(guò)濾等。教師將課程教學(xué)內(nèi)容與社會(huì)教學(xué)資源完美結(jié)合，設(shè)置社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中運(yùn)用相關(guān)化學(xué)知識(shí)，增強(qiáng)其科學(xué)認(rèn)知，使其學(xué)會(huì)使用具體知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，在潛移默化的過(guò)程中提升學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

（四）分析環(huán)境發(fā)展問(wèn)題，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)

Environment（環(huán)境教育）是SETE教育中不可分割的一部分，對(duì)增強(qiáng)學(xué)生環(huán)保意識(shí)、資源節(jié)約意識(shí)、污染防治意識(shí)有著積極作用。將環(huán)境教育與高中化學(xué)教育相結(jié)合，可以讓學(xué)生明確現(xiàn)階段自然環(huán)境面臨的處境，激發(fā)其使用化學(xué)知識(shí)解決環(huán)境問(wèn)題的熱情。課上，教師可引入與課程內(nèi)容有關(guān)的環(huán)境新聞，提煉出新聞中的問(wèn)題，讓學(xué)生嘗試用化學(xué)手段解決問(wèn)題，讓學(xué)生在動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)的過(guò)程中養(yǎng)成良好的社會(huì)責(zé)任感。

比如，在人教版高一化學(xué)必修第二冊(cè)“環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)”一課的教學(xué)中，教師將“第一批新能源汽車(chē)電池接近報(bào)廢，電池污染亂象浮出水面”“六安：購(gòu)買(mǎi)廢舊鉛蓄電池拆解、熔煉7人射線污染環(huán)境受審”等新聞引入課堂，為學(xué)生講解廢舊電池污染的危害。同時(shí)提出問(wèn)題：“如何回收利用廢舊電池？有其他更好的保護(hù)環(huán)境的方法嗎？”讓學(xué)生結(jié)合原電池、物質(zhì)分離提純等知識(shí)對(duì)探討廢舊電池回收利用的方法，結(jié)合綠色化學(xué)概念對(duì)廢舊電池的原子利用率展開(kāi)分析，讓學(xué)生通過(guò)理論分析、實(shí)驗(yàn)探究解決化學(xué)污染問(wèn)題，感受化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系。接著，教師回顧學(xué)習(xí)過(guò)程，為學(xué)生介紹世界環(huán)境日，在回顧、總結(jié)的過(guò)程中點(diǎn)明課程主題，升華環(huán)保教育主旨。教師將環(huán)境教育與化學(xué)學(xué)科教育充分融合，通過(guò)引入具體的新聞案例、講解環(huán)境污染危害強(qiáng)化學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，再讓學(xué)生運(yùn)用具體的化學(xué)知識(shí)解決相關(guān)污染問(wèn)題，在整個(gè)學(xué)習(xí)流程中強(qiáng)化學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)的培養(yǎng)。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，STSE教育綜合科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境四方面教學(xué)內(nèi)容，在極大程度上豐富了高中化學(xué)課程內(nèi)涵，為高中化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)提供了便利條件。教師必須掌握STSE教育的核心概念，同時(shí)創(chuàng)新理論、實(shí)驗(yàn)、活動(dòng)教學(xué)方法，在概念分析、模型展示、案例剖析、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等過(guò)程中滲透核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高中學(xué)生科學(xué)觀念、探究精神、社會(huì)責(zé)任觀感的有效培養(yǎng)。

注：本文為甘肅省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021專(zhuān)項(xiàng)課題“核心素養(yǎng)視角下STSE教育理念在化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐研究”（課題立項(xiàng)號(hào)：GS[2021]GHB1685）研究成果。

（吳淑媛）