STSE教育視角下高中化學(xué)綠色主題教學(xué)應(yīng)用探究

張細妹

（福建省屏南縣第一中學(xué)，福建屏南 352300）

引 言

STSE教育是現(xiàn)代社會普遍關(guān)注的熱點教育問題。高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)明確提出了“科學(xué)精神與社會責任”的教育要求，這為我們創(chuàng)新化學(xué)教育教學(xué)，探索設(shè)計STSE教育的有效策略，優(yōu)化實施主題教學(xué)提供了研究新視角和新方向。

一、STSE教育與化學(xué)綠色主題教學(xué)

（一）STSE教育

STSE即科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、社會(Society)、環(huán)境(Environment)的英文縮寫。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，生態(tài)和環(huán)境問題日益凸顯，切實保護好人類賴以生存的環(huán)境成為促進當今社會可持續(xù)發(fā)展的重大課題。STSE教育思想是科學(xué)指導(dǎo)和創(chuàng)新實施課程教育教學(xué)的新型理念，是推進化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)教育的重要方面。

（二）綠色主題教學(xué)

綠色主題教學(xué)與STSE教育理念是相一致的。實施綠色主題教學(xué)活動，旨在堅持綠色和環(huán)保的教育理念，通過精選典型性的、系列化的主題式教育教學(xué)實踐活動，優(yōu)化設(shè)計主題活動環(huán)節(jié)和程序，創(chuàng)新指引主題式探究學(xué)習，將綠色教育理念和可持續(xù)發(fā)展理念真正融入學(xué)生的學(xué)習和實踐中去，促進學(xué)生深度把握知識、理論和規(guī)律，培養(yǎng)其良好的學(xué)科素養(yǎng)[1]。

二、高中化學(xué)綠色主題教學(xué)的現(xiàn)狀分析

（一）“綠色”不明，功利化明顯

有些教師在開展化學(xué)主題教學(xué)活動時，越來越呈現(xiàn)出明顯的功利化傾向，只注重化學(xué)知識的大量灌輸和考試成績的提高，經(jīng)常簡化化學(xué)實踐活動學(xué)習形式，應(yīng)有的“綠色”特征不再鮮明，對課程標準中倡導(dǎo)綠色化學(xué)教育的思想內(nèi)涵把握缺乏深度，對新教材中蘊含的豐富的綠色化學(xué)內(nèi)容挖掘力度不足，不善于在實驗教學(xué)中靈活應(yīng)用更綠色、更環(huán)保的實驗方法，忽視對學(xué)生學(xué)習能力和環(huán)保意識的培養(yǎng)。

（二）創(chuàng)新不足，主題不突出

在高中化學(xué)教學(xué)中，不少教師對創(chuàng)新實施STSE教育的重要性認識不足，很少嘗試開展主題教學(xué)，并缺乏設(shè)計主題教學(xué)的積極性，常忽視應(yīng)用型學(xué)習和解題策略的有效指導(dǎo)，從而制約了學(xué)生參與應(yīng)用性、實踐性主題學(xué)習的興趣，影響了學(xué)生化學(xué)學(xué)科綜合能力的培養(yǎng)。

三、高中化學(xué)綠色主題教學(xué)的實踐應(yīng)用

在STSE教育背景下，科學(xué)設(shè)計高中化學(xué)綠色主題教學(xué)，可以從課堂活動、實驗教學(xué)、媒體資源和第二課堂等方面，探索有效的教學(xué)策略，來進一步增強化學(xué)主題教學(xué)的實效[2]。

（一）巧創(chuàng)綠色課堂，滲透STSE教育

化學(xué)課堂是實施STSE教育的主渠道。創(chuàng)新開展化學(xué)綠色主題教學(xué)，首先必須創(chuàng)設(shè)綠色化學(xué)課堂環(huán)境，即要巧妙利用互動討論、焦點辯論、游戲扮演、問題探究等多樣化的主題性課堂活動，將教學(xué)內(nèi)容、目標與活動情境融為一體，建立起一種師生互動好，課堂效益高，更加民主平等、和諧靈動的化學(xué)生態(tài)課堂，充分發(fā)揮情境育人的重要作用，真正實現(xiàn)學(xué)生課堂主體地位，營造一種溫馨、良好的學(xué)習氛圍。

例如，在必修二《化學(xué)反應(yīng)的利用》第二課時中，教師指導(dǎo)學(xué)生緊密圍繞“化學(xué)反應(yīng)的利用”主題，通過“互動交流+合作研討”的活動方式開展課堂學(xué)習，從更寬廣的視野、更多的視角深入了解化學(xué)在人類社會發(fā)展中的作用，認識當前化學(xué)研究的前沿內(nèi)容，從而深刻感受與體驗STSE教育。如在“討論互動”環(huán)節(jié)：（1）在生活中有哪些化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能的實例？（2）為提高能量轉(zhuǎn)化效率和熱能利用率提幾點建設(shè)性的意見。（3）能否描述出化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的應(yīng)用前景。在此環(huán)節(jié)中，教師指引學(xué)生緊扣“化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化”，激勵學(xué)生充分發(fā)揮想象，鼓勵他們合作設(shè)計、提出個性化的方案，并以此引入“化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能”和“原電池的工作原理”的學(xué)習。又如，在實驗探究環(huán)節(jié)，教師利用了“原電池的工作原理”將學(xué)生進行分組實驗，引導(dǎo)學(xué)生細致觀察實驗現(xiàn)象和反應(yīng)變化，合作探討、分析實驗中反應(yīng)的原因，特別注重鼓勵他們主動提出疑問：能不能用氧化還原知識來分析鋅片、銅片上發(fā)生反應(yīng)的情況。接著，由學(xué)生代表上臺展播課前搜集整理的“原電池的工作原理”f l ash動畫視頻，使他們加深了對“原電池利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的工作原理”的理解。此外，在“化學(xué)能與光能之間的相互轉(zhuǎn)化”探究環(huán)節(jié)中，教師讓學(xué)生通過學(xué)習小組開展合作研討，了解合理利用化學(xué)能源、太陽能利用的前景、安全利用能源等內(nèi)容。

可見，教師積極創(chuàng)建以學(xué)生為主體的化學(xué)主題學(xué)習活動，激勵他們開展合作探究學(xué)習，不僅有利于促使他們積極關(guān)注日常生活生產(chǎn)實際，認識化學(xué)科學(xué)與人類文明和社會發(fā)展之間的密切關(guān)系以及在能源開發(fā)和利用方面的重要應(yīng)用價值，而且又深化理解了化學(xué)規(guī)律和實質(zhì)，真實地體驗了STSE教育。

（二）巧設(shè)綠色實驗，優(yōu)化探究成效

開展化學(xué)綠色實驗也是實施STSE教育的重要途徑之一。教師靈活應(yīng)用化學(xué)知識，創(chuàng)新實驗方式方法，改進、設(shè)計綠色主題實驗活動，凸顯綠色化實驗?zāi)康?，對促進、提升實驗探究成效有著非常重要的作用。

高中化學(xué)實驗涉及眾多的化學(xué)藥品，其中還含有大量的強酸、強堿和重金屬元素。這些化學(xué)實驗藥品在進行實驗活動中經(jīng)常產(chǎn)生酸堿混合物、重金屬、有毒氣體等污染物質(zhì)，必然會對生活和自然環(huán)境造成不可忽視的影響。所以，在實驗教學(xué)中必須選用某些實驗試劑時，教師應(yīng)從綠色實驗的視角進行比較分析，反復(fù)試驗，適當改進有些實驗的原料和程序等，盡可能不選用有毒害的實驗物質(zhì)。例如，在“乙烯制備實驗”中，教師發(fā)現(xiàn)課本中是利用乙醇和濃硫酸為實驗原料，但在實驗時，即便增加了NaOH 溶液洗氣瓶，室內(nèi)彌漫的氣味仍然非常濃，洗氣瓶中的反應(yīng)物也漸漸變黑，最后會產(chǎn)生很多的碳渣，損耗了大量的乙醇，而乙烯的產(chǎn)出率卻很低；并且，當實驗結(jié)束時，要清洗黏在瓶壁上的碳渣也非常困難。所以，教師通過查找相關(guān)文獻資料，進行實驗操作和驗證，改用硫酸-磷酸（體積比例為5:1）和乙醇（與混酸的體積比例為1:2）來開展實驗制備乙烯，實驗效果良好。因為，當加入磷酸之后，硫酸的濃度得到降低，就減弱了氧化性，并且磷酸屬于中強酸，可利用為醇脫水來合成烯烴的催化劑。并且，硫酸-磷酸混合酸在170℃～200℃可順利發(fā)生反應(yīng)，很少產(chǎn)生碳渣，也沒有那些難聞的刺激氣味。

此外，在“乙炔制取實驗”“溶液導(dǎo)電性實驗”等實驗改進中，教師也可以靈活選用替代實驗的物質(zhì)，來降低有毒、有害化學(xué)反應(yīng)物的產(chǎn)生，提高實驗的綠色化水平，增強實驗探究成效。

（三）巧借綠色媒體，提升教育效果

優(yōu)設(shè)現(xiàn)代媒體教學(xué)是推進實施STSE教育的必要手段。綠色媒體強調(diào)的是教學(xué)活動中媒體應(yīng)用的充分程度和實際使用效率以及在支持創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、發(fā)揮課堂效益、增強綠色教育成效等方面的積極作用。綠色媒體即廣泛應(yīng)用于教育教學(xué)領(lǐng)域的影視資源、多媒體、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等便捷媒體，現(xiàn)代社會時興的微信、微博和QQ等交互性媒體以及微課、視頻、f l ash動畫等數(shù)字化媒體，它們已成為教學(xué)中的有效教輔媒介[3]。

教師靈活應(yīng)用綠色新媒體、新技術(shù)，有利于不斷提升主題教學(xué)的實效，強化綠色化學(xué)教育和STSE教育的目的。例如，在某些污染程度較重、實驗條件嚴苛、具有較大危險性或試劑價格昂貴的實驗中，整合利用多媒體和微課媒體，來模擬演示化學(xué)實驗，不僅能降低污染物的排放量，而且可以減少試劑和器材的耗費，實現(xiàn)綠色化學(xué)實驗的目的。又如，在有的實驗主題探究活動中，巧借微課視頻等媒體來模擬微觀結(jié)構(gòu)的實驗情景，有利于更形象地演示某些難以動手操作的實驗要項，能多次反復(fù)播放，更細致地變換觀察各個操作細節(jié)和反應(yīng)現(xiàn)象，查找實驗失敗原因，學(xué)會嚴格遵循實驗操作規(guī)程，按需取物；此外，還可適當引進“人與自然”“探索發(fā)現(xiàn)”“科技博覽”等影視主題視頻，借助多媒體展播給學(xué)生們，為化學(xué)課堂增添許多生動的色彩。

（四）巧拓第二課堂，踐行社會責任

第二課堂是開展主題教學(xué)、踐行STSE教育的重要途徑。化學(xué)發(fā)展史、化學(xué)常識、化學(xué)家事跡、化學(xué)重大事件、研究性學(xué)習、生活趣味化學(xué)等都是第二課堂的生動主題。教師積極拓展第二課堂活動，鼓勵學(xué)生走出課堂、走進社區(qū)、走進自然，對指引他們深入關(guān)注與化學(xué)相關(guān)的社會熱點問題，促進綠色化學(xué)觀念的養(yǎng)成，培育良好的社會責任感和嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度等都具有非常積極的實踐意義。

例如，高中化學(xué)研究性學(xué)習（如環(huán)境保護、生活中的化學(xué)問題、資源開發(fā)與利用、化學(xué)實驗改進與研究等主題）涵蓋著豐富的綠色科學(xué)、綠色技術(shù)和科學(xué)發(fā)展觀等STSE教育主題。創(chuàng)新開展研究性學(xué)習活動，能為STSE教育搭建一個生動的實踐平臺，而深入推進STSE教育反過來也能為深度開展研究性學(xué)習指明了研究和學(xué)習的方向。又如，結(jié)合學(xué)生社團活動，廣泛開展“生活中的趣味化學(xué)”，也是學(xué)生第二課堂的有益形式。在社團活動中，學(xué)生們積極行動起來，將生活中的趣味化學(xué)小實驗、小視頻、小知識、小故事、小游戲等收集整理起來，開展主題式學(xué)習活動，圍繞酸雨、光化學(xué)煙霧、水體富營養(yǎng)等環(huán)境問題開設(shè)豐富多彩的科技講座和主題學(xué)習論壇等。這些趣味學(xué)習活動不僅豐富了學(xué)生的化學(xué)知識，而且充分展現(xiàn)了他們的個性、風采和才華，使他們更深入地理解了化學(xué)、技術(shù)、社會和環(huán)境之間的密切聯(lián)系。

結(jié) 語

STSE教育是高中綠色化學(xué)教育的應(yīng)有主題。強化高中化學(xué)綠色主題教學(xué)應(yīng)用研究，必須始終緊扣綠色化主題，設(shè)計有效的教育教學(xué)模式，多層面地、有序地實施綠色化學(xué)教育，滲透STSE教育理念，力促在多樣豐富的主題式學(xué)習活動中不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，使他們的學(xué)習能力和綜合素質(zhì)得到全面發(fā)展。