基于STSE教育理念的高中化學(xué)教學(xué)實踐探索

劉秀杰

摘 ?要 新一輪的課程改革，將STSE納入課程目標(biāo)、教材建設(shè)、高考命題方向與實踐教學(xué)之中。運用文獻(xiàn)法、案例法、經(jīng)驗總結(jié)法等，探討基于STSE教育理念的高中化學(xué)教學(xué)，以進(jìn)一步提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，為促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)筑堅實的人才后盾。

關(guān)鍵詞 STSE;科學(xué)教育;高中化學(xué);課程改革;核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.8 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）13-0097-03

1 前言

STSE是科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境的英文縮寫，將其滲透在各個學(xué)科教學(xué)之中，已經(jīng)成為國際化教育改革的潮流與熱點。那么，如何將STSE教育理念融入高中化學(xué)教學(xué)之中呢？新一輪的課程改革已經(jīng)將STSE納入課程目標(biāo)、教材建設(shè)、高考命題方向與實踐教學(xué)之中，讓學(xué)生從根本上認(rèn)識科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境四者之間的依存關(guān)系，使學(xué)生真正懂得如何與自然和諧相處，以進(jìn)一步提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，為促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)筑堅實的人才后盾。

2 背景研究：STSE的產(chǎn)生

20世紀(jì)中葉以后，以英國為代表的歐洲國家對STS進(jìn)行了研究，著重強(qiáng)調(diào)自然科學(xué)與社會科學(xué)的綜合教育，旨在為解決當(dāng)代廣泛存在的技術(shù)問題奠定技術(shù)基礎(chǔ);1982年，全美科學(xué)教師協(xié)會為了改善美國科學(xué)教育質(zhì)量，提出STS教育報告，著重強(qiáng)調(diào)科學(xué)與技術(shù)的融合，旨在提升學(xué)生的科學(xué)技術(shù)素養(yǎng);1984年，加拿大國家科學(xué)委員會發(fā)布的《普及科學(xué)教育：培育加拿大人以迎接未來》中也提出科學(xué)與技術(shù)的教育論點。20世紀(jì)80年代末期，STS已經(jīng)被認(rèn)為是“科學(xué)教育活動的焦點”。在此后十幾年的研究中，人們認(rèn)識到科技、生產(chǎn)的發(fā)展已經(jīng)影響到自己賴以生存的環(huán)境。1996年，美國在全國課程標(biāo)準(zhǔn)中將STS擴(kuò)展為STSE教育，隨后多個國家紛紛響應(yīng)，在課程標(biāo)準(zhǔn)或教學(xué)大綱中融入STSE教育理念。

在STSE教育方面，我國起步較晚。1987年，原國家教委在“七五”計劃中納入STS教育，并將北京師范大學(xué)附屬中學(xué)作為試點;1991年，全國教育科學(xué)“八五”規(guī)劃中將“理科教育中的STS研究”歸為國家教委重點課題;1993年5月，STS研究中心正式在中國社會科學(xué)院成立;21世紀(jì)，我國已經(jīng)明確地將科學(xué)、技術(shù)和社會教育融入基礎(chǔ)教育課程改革之中，并作為重要的教育理念之一，在課程標(biāo)準(zhǔn)、教科書、高考命題方向和實踐教學(xué)中有了廣泛的體現(xiàn)。近年來，隨著全球氣候、環(huán)境變化問題的日益嚴(yán)重，我國對可持續(xù)發(fā)展問題開始重點關(guān)注，STSE思想也越來越被人們重視，并逐步延伸為科學(xué)教育改革的主流。

3 內(nèi)容研究：領(lǐng)悟STSE教育的理念

美國科學(xué)教育協(xié)會認(rèn)為，STSE教育就是對科學(xué)的教學(xué)與學(xué)習(xí)，但應(yīng)在人類經(jīng)驗范圍內(nèi)。Yager認(rèn)為，科學(xué)教育的核心就應(yīng)該是STSE;Solomon認(rèn)為，STSE教育應(yīng)該是多元化的，不僅要致力于科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境的研究，更應(yīng)討論個人觀點、價值觀和多元文化的維度;我國部分學(xué)者認(rèn)為，STSE教育的核心在于將科學(xué)教育與社會生產(chǎn)、發(fā)展、生活、環(huán)境相結(jié)合，利用學(xué)生的學(xué)習(xí)情感，使學(xué)生主動關(guān)注社會發(fā)展，并在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生強(qiáng)烈的未來意識與參與意識，從而更主動地學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)，練就自己參與科學(xué)技術(shù)決策的本領(lǐng)，以將學(xué)生培養(yǎng)成為具有良好科學(xué)素養(yǎng)的人才。

筆者認(rèn)為，STSE教育應(yīng)包括科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法、科學(xué)思維和科學(xué)觀，讓學(xué)生了解科學(xué)、技術(shù)在人類生活中的影響，了解科學(xué)、技術(shù)對環(huán)境的影響，從而建立人與自然和諧相處的意識，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，并使學(xué)生能夠結(jié)合自己所學(xué)提出合理決策。當(dāng)然，在推行STSE教育的過程中，要圍繞我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展的實際情況，結(jié)合新課程改革思想，建立切實可行的對應(yīng)策略，以科學(xué)合理、長久有效地推行STSE教育。

4 融入化學(xué)：建立STSE教育的模式

化學(xué)是自然科學(xué)中最重要的領(lǐng)域之一。因此，將STSE教育理念融入高中化學(xué)教育是非?？尚械摹Ｔ谛抡n程改革中，課程教學(xué)注重生活化，不妨也融入其中，建立注重生活化、以STSE為教學(xué)理念的課堂模式，引導(dǎo)學(xué)生主動建構(gòu)概念，積極地將知識與科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境相結(jié)合，在實際應(yīng)用中培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，學(xué)會與自然和諧相處。在具體教學(xué)中將課堂分為五個環(huán)節(jié)，如圖1所示。

在教學(xué)中，教師將生活與化學(xué)知識相結(jié)合，以建立合適的生活情境;讓學(xué)生在對情境的觀察中調(diào)動原有認(rèn)知，從而發(fā)現(xiàn)問題;鼓勵學(xué)生進(jìn)行小組討論，積極對問題進(jìn)行猜想探究，并設(shè)置具體的實驗方法去操作和測量;引導(dǎo)學(xué)生對實驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整合，以收獲新知;將知識拓展到STSE領(lǐng)域，使學(xué)生面對實際問題，鼓勵學(xué)生給出相應(yīng)的解釋與解決策略。這樣的課堂可以讓學(xué)生切實領(lǐng)悟化學(xué)知識“從生活中來、到生活中去”，幫助學(xué)生建立大化學(xué)觀，有效提升學(xué)生的綜合能力。

5 課堂教學(xué)：展示STSE教育的實例

金屬在日常生活中最為常見，也是當(dāng)前工業(yè)研究的重點之一。本文就以“金屬的腐蝕與防護(hù)”為例，分析STSE教育視角下的教學(xué)過程設(shè)計。

創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)情懷 ?各種金屬腐蝕的圖片使學(xué)生的惋惜情感自然流出，不由自主地對相關(guān)知識傾注更多的關(guān)心與思考，這正是課堂所需要的學(xué)習(xí)動力。

【課堂情景1】讓學(xué)生想一想生活中有哪些生銹的鐵制品，給學(xué)生展示金屬腐蝕的典型照片。

【課堂情景2】“金屬的腐蝕與防護(hù)”始終是一個世界性的難題，每年由于金屬腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國民生產(chǎn)總值的2%～4%，在全世界造成的損失約達(dá)7000億美元，是火災(zāi)、臺風(fēng)、地震等自然災(zāi)害損失總和的六倍。另外，金屬腐蝕還為各行各業(yè)帶來巨大的災(zāi)難與損失，如造成鋼鐵橋梁突然斷塌、飛機(jī)墜毀、電廠忽然停電等。

【設(shè)計意圖】STSE教育視角下的“新課導(dǎo)入”，從學(xué)生熟悉的生活環(huán)境入手，讓學(xué)生觀察金屬腐蝕后的樣子，再通過資料閱讀讓學(xué)生了解金屬腐蝕的危害。通過以上方式讓學(xué)生對自己從不注意的金屬腐蝕產(chǎn)生興趣，使學(xué)生的情感交融到課堂情景之中，使學(xué)生能主動調(diào)用認(rèn)知融入學(xué)習(xí)中。

提出問題，材料閱讀 ?問題的提出是學(xué)生開始思考的起點。學(xué)生對問題的發(fā)現(xiàn)會使其更具主動性，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力，而且能讓其沉下心來查閱材料，為問題解決提供更為豐富的素材。

【教師引導(dǎo)】面對金屬腐蝕的危害，大家有什么感想？

【學(xué)生問題】金屬為什么會腐蝕？金屬腐蝕的實質(zhì)是什么？

【教師過渡】這些問題也是我想要提出的問題，怎么解決這一問題呢？大家可以查閱相關(guān)的化學(xué)資料，看看能不能給你更多的啟示。

【資料閱讀】金屬或合金的腐蝕主要是因為與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗。

【設(shè)計意圖】STSE教育視角下的問題提出，使學(xué)生學(xué)會了觀察、發(fā)現(xiàn)，為下一步的思考提供了方向。為了解決問題，學(xué)生會主動對相關(guān)資料進(jìn)行閱讀，為接下來的猜想探究提供一定的理論支持，以使自己的思考角度和深度上一個臺階。

猜想探究，實驗驗證 ?猜想是以一定的理論為依據(jù)的，并非隨心所欲地胡亂猜想。有了資料閱讀做支撐，教師就可以讓學(xué)生對金屬腐蝕進(jìn)行大膽猜想，并鼓勵其設(shè)計實驗進(jìn)行驗證。

【學(xué)生猜想】金屬腐蝕與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，液體的性質(zhì)不同，所發(fā)生的反應(yīng)也會有所不同吧？初中學(xué)過活潑金屬與酸反應(yīng)放出氫氣，也就是說如果溶液呈酸性，應(yīng)該能放出氫氣并生成亞鐵離子。

【學(xué)生猜想】如果溶液呈中性呢？溶液呈堿性呢？鐵就不會反應(yīng)了，這樣就能保護(hù)鐵了。

對這些觀點，學(xué)生進(jìn)行了激烈討論，并在相互傾聽、借鑒和整合中設(shè)計出探究實驗。

【實驗探究】如圖2所示，在一張白紙上放一些鐵粉和少量的炭粉，并混合均勻;將鐵粉和炭粉的混合物分別灑在用氯化鈉溶液和稀醋酸溶液潤濕過的兩個錐形瓶中，按照圖示連接好裝置;一段時間后，觀察U形管中水珠的變化和錐形瓶內(nèi)的現(xiàn)象。

【設(shè)計意圖】STSE教育視角下的猜想探究，是讓學(xué)生根據(jù)已有的認(rèn)知和通過資料查閱擁有自己的想法，并通過中性環(huán)境、酸性環(huán)境下金屬的腐蝕情況的研究，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力、觀察能力、分析能力。同時，注重對學(xué)生進(jìn)行安全意識教育。

歸納總結(jié)，獲取新知 ?歸納，就是在觀察的基礎(chǔ)上，找到事物的不同方向，然后歸納得出一般結(jié)論;總結(jié)，就是學(xué)生對所學(xué)知識的思考，在一項活動結(jié)束后的回顧，并尋找不足、總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)的過程。歸納總結(jié)讓學(xué)生對金屬腐蝕有一個全面細(xì)致的了解。

【學(xué)生歸納】我們發(fā)現(xiàn)潤濕醋酸的那個實驗中，水柱右高左低;潤濕氯化鈉溶液的那個實驗中，水柱左高右低。這是因為兩個條件下發(fā)生的反應(yīng)不同，如表1所示。

【設(shè)計意圖】STSE教育視角下的歸納總結(jié)，讓學(xué)生在對實驗的觀察、分析中獲得結(jié)論，利用比較、歸納、分類有條不紊地對知識進(jìn)行整理，以幫助學(xué)生形成自己的知識體系，使其形成歸納總結(jié)的能力，為問題的解決打下基礎(chǔ)。

延伸拓展，建立決策 ?延伸拓展，就是將已有的認(rèn)知遷移到更為廣闊的領(lǐng)域中去;建立決策，就是在問題面前根據(jù)自己的認(rèn)知形成自己的想法，從而建立切實可行的方法技巧。

【課堂延伸】金屬腐蝕給生產(chǎn)、生活帶來很大的危害，金屬應(yīng)該如何去防護(hù)呢？

學(xué)生利用已有的生活經(jīng)驗，利用原有的原電池、電解池的知識，對金屬的防護(hù)進(jìn)行討論并得出自己的決策。

【學(xué)生決策】金屬防護(hù)措施：加一個保護(hù)層;加入其他元素形成不銹鋼;犧牲陽極的陰極保護(hù)法;外加電流陰極保護(hù)法。

【設(shè)計意圖】STSE視角下的延伸拓展是將學(xué)生帶回到生活中去，力求利用已有的知識來解決實際問題，以使學(xué)生對環(huán)境問題不再只是關(guān)注，而能夠勇敢地面對科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境中的大問題，并給出切實可行的決策，從而使學(xué)生有信心、有智慧與大自然和諧相處。

6 結(jié)語

總之，STSE教育與我國現(xiàn)階段的新課程理念相符。因此，STSE教育更應(yīng)該與日常教學(xué)相結(jié)合，讓學(xué)生更多關(guān)注這方面的信息與知識，從而利用集體的力量來解決環(huán)境問題，實現(xiàn)人與自然和諧相處。

參考文獻(xiàn)

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