“鋼鐵冶煉中的科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)”主題式教學(xué)及點(diǎn)評(píng)

嚴(yán)西平　倪娟

摘要：為促進(jìn)初中生認(rèn)知科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)、發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)決策能力，結(jié)合初中化學(xué)教材“鋼鐵冶煉”的內(nèi)容，嘗試了主題式“風(fēng)險(xiǎn)教育”的課堂教學(xué)，提出了“認(rèn)知-評(píng)估-決策”整體推進(jìn)的教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)；風(fēng)險(xiǎn)決策能力；化學(xué)教學(xué)；主題式教學(xué)

文章編號(hào)：1005-6629（2016）1-0041-05 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1.選題與設(shè)計(jì)思想

科技風(fēng)險(xiǎn)教育活動(dòng)，它的基本目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生正確理解科學(xué)的作用，具備科技關(guān)涉的責(zé)任倫理意識(shí)，形成良好的科技風(fēng)險(xiǎn)素養(yǎng)。傳統(tǒng)的學(xué)校風(fēng)險(xiǎn)教育活動(dòng)僅僅在于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害、突發(fā)事故及流行疾病等所必要的自救自保的技巧和能力，存在不能完全呈現(xiàn)客觀存在的各種風(fēng)險(xiǎn)，且形式與內(nèi)容嚴(yán)重脫節(jié)等顯見(jiàn)弊端。

“鋼鐵冶煉”是滬教版初中化學(xué)教材第5章的主要內(nèi)容之一，傳統(tǒng)上其教學(xué)從理論到實(shí)踐，都沒(méi)有涉及“風(fēng)險(xiǎn)教育”，致使學(xué)生的“風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)”幾乎為零：氧化鐵肯定能還原生成鐵；實(shí)驗(yàn)都是百分百成功的；生產(chǎn)是絕對(duì)安全的；“三廢”排放對(duì)環(huán)境和生態(tài)的影響只是文字上的感覺(jué)……“風(fēng)險(xiǎn)決策能力”更是無(wú)從談起。如果重新審視這些被忽視的內(nèi)容，并加以合理重組，那么“科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)”的多種表現(xiàn)形式：認(rèn)知風(fēng)險(xiǎn)、實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)、生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等都能得到充分的表達(dá)，“風(fēng)險(xiǎn)決策能力”以及科學(xué)認(rèn)知態(tài)度、遵守實(shí)驗(yàn)安全規(guī)程、正確應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)意外、安全生產(chǎn)的意識(shí)、環(huán)境生態(tài)影響的警覺(jué)等都能在學(xué)生的反應(yīng)得以表現(xiàn)。

按現(xiàn)行課標(biāo)的三維教育目標(biāo)，“科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)”和“決策能力”屬于情感態(tài)度價(jià)值觀維度的內(nèi)容，這種隱性教育功效是在常規(guī)教學(xué)中難以顯現(xiàn)的。我們認(rèn)為把認(rèn)知科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)、發(fā)展決策能力當(dāng)作主題，以“鋼鐵冶煉”內(nèi)容為載體，立足于學(xué)生的知識(shí)水平和生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)打通書本世界和生活世界隔閡的真實(shí)情景，那么將呈現(xiàn)“內(nèi)容更綜合、情景更生動(dòng)、學(xué)習(xí)更主動(dòng)、合作更密切”的特點(diǎn)。因此，以主題課形式嘗試情感態(tài)度價(jià)值觀教育成為我們?cè)O(shè)計(jì)本課的主導(dǎo)理念。

從課本走向生活，從實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)，“鋼鐵冶煉”內(nèi)容是“化學(xué)-技術(shù)-社會(huì)-環(huán)境”大系統(tǒng)的最佳投影之一。在筆者支教的張家港南豐鎮(zhèn)，就有一座現(xiàn)代化的鋼鐵企業(yè)——永聯(lián)鋼鐵（以下簡(jiǎn)稱永鋼），經(jīng)過(guò)短短30年從無(wú)到有、由弱變強(qiáng)的發(fā)展，已經(jīng)躋身為中國(guó)鋼鐵行業(yè)的第一方陣。永鋼所在的永聯(lián)村也已華麗蛻變?yōu)橹袊?guó)新農(nóng)村的標(biāo)桿。聯(lián)系永鋼發(fā)展，深化風(fēng)險(xiǎn)教育，讓鄉(xiāng)土素材成為農(nóng)村學(xué)生最接地氣的活教材，也更能體現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)教育的實(shí)用價(jià)值。

2.教學(xué)主線及流程

我們?yōu)檫@節(jié)課設(shè)計(jì)了三條主線，一條是“風(fēng)險(xiǎn)種類”的認(rèn)知；另一條是“風(fēng)險(xiǎn)大小”評(píng)估；再有一條是“風(fēng)險(xiǎn)決策”的培養(yǎng)。三條線橫向推進(jìn)、縱向關(guān)聯(lián)、全面提升。具體見(jiàn)圖1：

3.教學(xué)過(guò)程及點(diǎn)評(píng)

3.1對(duì)“科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)”和“決策能力”的了解

[展示]天氣預(yù)報(bào)中的“紫外線強(qiáng)度”（見(jiàn)圖2）

[討論]如何防止皮膚曬傷？

[小組匯報(bào)]如果把陰雨天的紫外線照射強(qiáng)度引發(fā)的曬傷風(fēng)險(xiǎn)定為0，而把烈日下曬脫皮風(fēng)險(xiǎn)定為100%的話，那么圖2中的天氣風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)是多少？（教師指導(dǎo)學(xué)生移動(dòng)小展板上磁條來(lái)定位本小組認(rèn)定的評(píng)估值，最后由教師匯總報(bào)出6個(gè)小組的平均值，約35%，見(jiàn)圖3。下同）

點(diǎn)評(píng)：引入比較自然。“科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)”和“決策能力”對(duì)初中生來(lái)說(shuō)是比較陌生和難以理解的概念。怎樣在課的一開始就能讓學(xué)生很快接受并理解呢？引入易懂的天氣預(yù)報(bào)術(shù)語(yǔ)，學(xué)生一下子就明白了“紫外線照射強(qiáng)度”就是潛在的對(duì)皮膚的傷害風(fēng)險(xiǎn)程度，就是一種天氣現(xiàn)象中的“科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)”。同時(shí)學(xué)生很快就能想出應(yīng)對(duì)的措施：打傘、戴墨鏡、避免暴曬等。這其實(shí)就是“決策能力”的表現(xiàn)。有了這層鋪墊，學(xué)生接下來(lái)對(duì)“鋼鐵冶煉中的科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)”有了參照，回答和討論明顯直入主題。另外，科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)設(shè)計(jì)形象生動(dòng)，用學(xué)生最熟悉的百分制來(lái)度量，能調(diào)動(dòng)學(xué)生參與評(píng)估的積極}生。

[情景導(dǎo)入]視頻《永鋼30年發(fā)展》

[引導(dǎo)]在我們美麗的家鄉(xiāng)，有一座現(xiàn)代化的鋼鐵城，它就是我們的驕傲——永聯(lián)鋼鐵！我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了在高爐里冶煉赤鐵礦的初步知識(shí)，從反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)操作再到實(shí)際生產(chǎn)會(huì)不會(huì)也有科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)呢？

3.2對(duì)“一氧化碳還原氧化鐵”反應(yīng)的再認(rèn)識(shí)

[板演]一氧化碳還原氧化鐵的反應(yīng)方程式（學(xué)生分組在小展板上書寫）

[展示]（1）新舊版本教材中兩種“一氧化碳還原氧化鐵”的實(shí)驗(yàn)裝置圖（見(jiàn)圖4）；兩種實(shí)驗(yàn)條件下產(chǎn)物的對(duì)比檢驗(yàn)（分別用磁鐵吸引和滴加稀鹽酸：都能被吸引，但是只有B中的產(chǎn)物才產(chǎn)生氣泡）。

（2）資料：氧化鐵在不同溫度下逐步還原的過(guò)程（即氧化鐵-四氧化三鐵-氧化亞鐵-鐵，逐步失氧，見(jiàn)圖5）

[視頻]數(shù)字化測(cè)溫。A中酒精燈外焰峰值約658℃；B中酒精噴燈外焰峰值約887℃。

【展示】

[討論】（1）條件不同產(chǎn)物會(huì)不會(huì)不同呢？對(duì)“取樣加稀鹽酸”檢查產(chǎn)物是如何理解的？

（2）除了金剛石、石墨外你還知道哪些新的碳單質(zhì)？碳的氧化物只有一氧化碳和二氧化碳嗎？鐵跟氧氣的反應(yīng)只能是在點(diǎn)燃條件下生成四氧化三鐵嗎？

（3）在學(xué)習(xí)過(guò)程中我們應(yīng)該秉持什么樣的認(rèn)知態(tài)度？

[展示]針對(duì)（2），展示C60、石墨烯等微觀模型示意圖和C2O3、C5O2等化學(xué)式。針對(duì)（3）總結(jié)出以下觀點(diǎn)：不僵化、不守舊、不一成不變：不要只盯著課本，要多看課外科普書籍雜志，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，拓展視野；要用發(fā)展的眼光看待人類認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界所取得的成就，包容開放、與時(shí)俱進(jìn)等。

[小組匯報(bào)]“認(rèn)知風(fēng)險(xiǎn)”指數(shù)為多少？（同上，教師統(tǒng)計(jì)，6個(gè)小組評(píng)估值均約為30%）

點(diǎn)評(píng)：強(qiáng)調(diào)“認(rèn)知風(fēng)險(xiǎn)”是對(duì)傳統(tǒng)知識(shí)教學(xué)的有益補(bǔ)充。一線教師在中高考的壓力下'不敢放開手腳，割舍了不少適應(yīng)未來(lái)社會(huì)生活應(yīng)有素養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容。于是課文就是金科玉律，不得觸碰：概念背記一字不差、方程式書寫亙古不變、實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象視而不見(jiàn)……這樣的教與學(xué)一點(diǎn)“風(fēng)險(xiǎn)”都沒(méi)有了，當(dāng)然學(xué)生也會(huì)喪失理解化學(xué)本質(zhì)的新途徑，分析能力、批判性思維和創(chuàng)見(jiàn)性思維也會(huì)受到影響，“形成科學(xué)決策能力”將變?yōu)闊o(wú)米之炊。一味拋棄知識(shí)的復(fù)雜性，背離了化學(xué)“本真教學(xué)”的目標(biāo)，學(xué)生認(rèn)知固化了、思維僵化了、行動(dòng)鈍化了，后續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)教育難以取得明顯的效果。另夕卜展開拓展性討論并形成應(yīng)秉持的認(rèn)知觀并不是節(jié)外生枝，是一種較好的由點(diǎn)及面的深化形式。

3.3對(duì)“一氧化碳還原氧化鐵”實(shí)驗(yàn)的再認(rèn)識(shí)

[展示]教師實(shí)驗(yàn)片段

[討論]（1）為什么要先通一氧化碳？

（2）尾氣處理的酒精燈何時(shí)點(diǎn)燃？

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)為什么要先停止酒精噴燈的加熱，繼續(xù)通一氧化碳？

（4）出現(xiàn)玻璃管燒穿的意外情況，該怎么辦？

[小組匯報(bào)]“實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)”指數(shù)為多少？（同上，教師統(tǒng)計(jì)，6個(gè)小組評(píng)估值均約為65%）

點(diǎn)評(píng)：在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件下，玻璃管受高熱破裂屬于隨機(jī)風(fēng)險(xiǎn)事件，其風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)較高，難以避免。在不知道這一風(fēng)險(xiǎn)的情況下，當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)突然產(chǎn)生時(shí)，人的本能反應(yīng)是保護(hù)自己和身邊的人不受傷害，因而有了學(xué)生的回答“戴手套”、用坩堝鉗拆破損的裝置。而站在筆者的角度，想保留玻璃管中的固體，因而用木塊“堵”，但沒(méi)有成功，從而啟用了備用裝置。通過(guò)這一事例，可以教育學(xué)生，在面對(duì)未知的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，要理智地、正確地應(yīng)變，以保護(hù)自己和身邊的人的安全為前提，同時(shí)想出應(yīng)對(duì)事故的補(bǔ)救措施，將突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)造成的負(fù)面影響降到最低。

[過(guò)渡]為什么實(shí)際生產(chǎn)不用課本上的實(shí)驗(yàn)裝置，而用高爐呢？這樣的好處在哪里？會(huì)帶來(lái)什么更大的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)嗎？

3.4對(duì)“鋼鐵冶煉”過(guò)程中生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)

[展示]（視頻）某鋼廠的轉(zhuǎn)爐爆炸事故

[閱讀]資料卡之1《鋼鐵安全生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)》

[小組匯報(bào)]“生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)”指數(shù)是多少？（同上，教師統(tǒng)計(jì)，6個(gè)小組評(píng)估值均約為70%）

3.5對(duì)伴隨“鋼鐵冶煉”而來(lái)的環(huán)境、生態(tài)等諸多挑戰(zhàn)的認(rèn)識(shí)

[展示]鋼鐵冶煉過(guò)程對(duì)環(huán)境、生態(tài)、健康的影響（觀看視頻：“高爐灰”為何成了香餑餑？）

[閱讀]資料卡之2《鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的“三廢”》

[小組匯報(bào)]“環(huán)境、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)”指數(shù)是多少？（同上，教師統(tǒng)計(jì)，6個(gè)小組評(píng)估值均約為60%）

點(diǎn)評(píng)：鋼鐵的大量生產(chǎn)所形成的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)以“風(fēng)險(xiǎn)社會(huì)化”的形式表現(xiàn)出來(lái)，成為全社會(huì)都必須面對(duì)的問(wèn)題。這一內(nèi)容的交流，也啟發(fā)我們對(duì)未知事物是否存在風(fēng)險(xiǎn)，可以用查找資料的方式來(lái)獲取其風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估信息、風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)以及降低風(fēng)險(xiǎn)可以采取的方法。這一環(huán)節(jié)中有一處學(xué)生的反應(yīng)出乎教師的預(yù)設(shè)，原以為做了很多鋪墊，學(xué)生應(yīng)該認(rèn)為鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的“三廢”對(duì)環(huán)境、生態(tài)的影響比較嚴(yán)重，但他們?cè)u(píng)估出的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)卻低于實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)和生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)此筆者機(jī)智地展開了深入探討，舉例說(shuō)明霧霾的主要來(lái)源之一就是鋼鐵企業(yè)排放的煙塵，首都鋼鐵廠都整體搬遷到了河北省。廢渣通過(guò)水體、土壤而帶來(lái)的危害經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間才能顯現(xiàn)出來(lái)，同學(xué)們身體現(xiàn)在感覺(jué)無(wú)恙，并不意味著這類風(fēng)險(xiǎn)小。這樣的即興教育收效比預(yù)設(shè)的更嫵

3.6對(duì)“永鋼與環(huán)境生態(tài)和諧發(fā)展”的期盼

[辯論]你的態(tài)度如何？

正方：積極關(guān)注。參考觀點(diǎn)：永鋼就在我們身邊，我們是南豐的未來(lái)；永鋼生產(chǎn)帶來(lái)的環(huán)境污染和生態(tài)破壞與我們每個(gè)人的健康長(zhǎng)壽息息相關(guān)；我們必須展示主人翁的責(zé)任感，關(guān)心我們家鄉(xiāng)的藍(lán)天碧水，積極參與永鋼的環(huán)保宣傳等。

反方：淡然處之。參考觀點(diǎn)：我們還是學(xué)生，要以學(xué)業(yè)為重；永鋼的環(huán)保做得還不錯(cuò)，感覺(jué)不到什么污染，身體目前還挺好的；環(huán)保的事情是大人的事，我們小孩不懂，也沒(méi)有資格去管；靠政府監(jiān)管和社會(huì)輿論的監(jiān)督就可以了等。

[展示]視頻《永鋼走上和諧發(fā)展之路》

[閱讀]資料卡之3-6《永鋼對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)》、《永鋼發(fā)展帶動(dòng)永聯(lián)村飛躍》、《工業(yè)“三廢”變成“小三寶”》、《高爐余熱‘催熟”新產(chǎn)業(yè)》

[討論]如何看待這種發(fā)展？（風(fēng)險(xiǎn)是否可控？怎樣處理企業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)、生態(tài)平衡、健康生命的關(guān)系？）

點(diǎn)評(píng)：永鋼勇于承擔(dān)社會(huì)道義責(zé)任，投入巨資，進(jìn)行科學(xué)的三廢治理，大幅降低生產(chǎn)排放的廢棄物，讓天更藍(lán)、水更清，形成人與自然的和諧統(tǒng)一。使鋼鐵廠周邊的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)得以大幅度地降低。這種低碳綠色發(fā)展的鮮活實(shí)例生動(dòng)地教育了學(xué)生：只要了解風(fēng)險(xiǎn)在能夠控制的范圍內(nèi)，做好防范風(fēng)險(xiǎn)的充分準(zhǔn)備，對(duì)社會(huì)發(fā)展有利的事應(yīng)該喝彩！這一環(huán)節(jié)充分利用鄉(xiāng)土素材，拉近了農(nóng)村學(xué)生和現(xiàn)代化工業(yè)的距離，增強(qiáng)了對(duì)家鄉(xiāng)和諧發(fā)展的關(guān)愛(ài)情懷。這種充滿正能量的辯論總結(jié)也把學(xué)生引領(lǐng)到認(rèn)知風(fēng)險(xiǎn)的價(jià)值高地，為價(jià)值觀教育增色不少c

3.7課堂小結(jié)（結(jié)合圖6，教師引導(dǎo)，師生總結(jié)）

[展示]（1）科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知伴隨化學(xué)學(xué)習(xí)整個(gè)過(guò)程，要培養(yǎng)這種意識(shí)。

（2）決策能力伴隨風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)的深化會(huì)逐步提高的。

點(diǎn)評(píng)：一種精心開發(fā)的概念圖統(tǒng)攝了學(xué)生的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知和決策能力，起到了畫龍點(diǎn)睛的效果，升華了本課的主題教學(xué)。