基于STS教育理念的工科院?！稛o機(jī)化學(xué)》課程教學(xué)研究

楊耀彬,張 健,袁陽陽

(吉林化工學(xué)院 化學(xué)與制藥工程學(xué)院，吉林 吉林 132022)

近年來,科學(xué)技術(shù)得到了前所未有的進(jìn)步,對人類社會發(fā)展產(chǎn)生了極為深遠(yuǎn)的影響,科學(xué)與技術(shù)的融合成為人類社會發(fā)展的一個重要方向,在這種發(fā)展趨勢下,STS教育應(yīng)運(yùn)而生[1]。這是一種將科學(xué)、技術(shù)、社會三者相互融合的新型教育模式,不僅可以激發(fā)學(xué)生解決問題的主觀能動性,還可以培養(yǎng)學(xué)生擁有更加適應(yīng)社會需要的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新能力,同時有助于提高教師的業(yè)務(wù)水平和教學(xué)素養(yǎng)[2]。吉林化工學(xué)院是一所化工類大學(xué),為順應(yīng)我校特色高水平應(yīng)用型大學(xué)建設(shè)的發(fā)展方向,努力培養(yǎng)適應(yīng)社會需要的具有科學(xué)、技術(shù)、社會綜合能力和良好科學(xué)素養(yǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用型人才,必須在人才培養(yǎng)過程中加強(qiáng)STS教育理念的融合。我?！稛o機(jī)化學(xué)》這門課程是針對化學(xué)專業(yè)大一學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,為實現(xiàn)從高中單一理論化教學(xué)模式向大學(xué)多樣化人才培養(yǎng)的過渡,應(yīng)在重視知識傳授的同時,強(qiáng)調(diào)科學(xué)價值觀及綜合能力的培養(yǎng),促使學(xué)生在學(xué)習(xí)中主動地將所學(xué)知識與社會、生活聯(lián)系起來,改變理論與實際脫節(jié)的現(xiàn)象,最終培養(yǎng)出具有STS意識的優(yōu)秀人才。因此,結(jié)合吉林化工學(xué)院工科應(yīng)用型大學(xué)背景,在《無機(jī)化學(xué)》課程教學(xué)中深入實施STS教育,對增強(qiáng)科學(xué)知識與生產(chǎn)實踐、社會需要的聯(lián)系,打破傳統(tǒng)重自然科學(xué)、輕技術(shù)和能力培養(yǎng)的陳舊教學(xué)觀念,全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),具有重要理論價值和現(xiàn)實意義。

一、STS教育相關(guān)概述

STS教育(Science科學(xué),Technology技術(shù),Society社會)是一種以研究科學(xué)、技術(shù)、社會三者相互關(guān)系為目的,以培養(yǎng)學(xué)生具有科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo),以全面普及STS意識,培養(yǎng)能參與科技決策的應(yīng)用型人才為宗旨的新型素質(zhì)教育[3]。這種教育模式內(nèi)涵豐富,具有明顯的靈活性、廣泛性、實踐性、綜合性等特點,不僅重視科學(xué)知識在社會生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用,同時堅持以人為本的教育原則,對教學(xué)內(nèi)容、方法以及課程結(jié)構(gòu)做出了新的詮釋,使受教育者在接受教育的過程中增加科學(xué)技術(shù)認(rèn)知的同時,培養(yǎng)科學(xué)興趣,從而實現(xiàn)個人生存與社會需求的有機(jī)統(tǒng)一[4]?！稛o機(jī)化學(xué)》課程作為化學(xué)專業(yè)一門基礎(chǔ)學(xué)科,在日常社會生活中無處不在,如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、國防等領(lǐng)域均有涉及。但是,在傳統(tǒng)教育理念的影響下,我校理科教學(xué)中,偏重單一理論知識體系的講解,使學(xué)生缺乏用科學(xué)知識解決社會實際問題的能力。為改變這種現(xiàn)狀,使科學(xué)教育與當(dāng)前社會發(fā)展實際相結(jié)合,培養(yǎng)出具備雄厚理論基礎(chǔ)和較高實踐應(yīng)用能力的復(fù)合型人才,在《無機(jī)化學(xué)》教學(xué)中引進(jìn)STS教育理念勢在必行。

自20世紀(jì)20年代美國教育家杜威提出“學(xué)校即社會”“教育即生活”的觀點,美國教育界開始涉足STS思想[5]。到了20世紀(jì)80年代,越來越多的國家引入STS教育,開設(shè)相關(guān)課程的同時出版相關(guān)出版物,如美國開設(shè)的《環(huán)境教育》課程、澳大利亞的《普通理科》課程、英國的《社會范圍的科學(xué)》(SISCON)課程、德國的《綜合理科》教材、加拿大出版的《Science Plus》刊物等等[6]。1999年在我國福州召開的全國第六屆STS學(xué)術(shù)研討會指出：我國高校應(yīng)開設(shè)STS課程,使STS教育與理科教育相結(jié)合,以提高受教育者的綜合科技素質(zhì)。自此,STS教育在我國走上初級探索階段,但要使STS教育進(jìn)入全面實施階段,達(dá)到規(guī)范化、系統(tǒng)化和科學(xué)化,成為科學(xué)教育改革的主流,仍需不斷努力[7]。

二、STS教育視域下無機(jī)化學(xué)教育改革的具體實踐策略

(一)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

《無機(jī)化學(xué)》是大一新生接觸的第一門化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程,與后續(xù)諸多專業(yè)課都有內(nèi)容的交叉和銜接,因此知識體系的建立至關(guān)重要[8]。而該課程內(nèi)容普遍呈現(xiàn)繁、雜、難等特點,為使學(xué)生更好地進(jìn)行知識學(xué)習(xí)與消化,我校教師團(tuán)隊通過對教材原模塊內(nèi)容的詳細(xì)分析,按照不同的體系進(jìn)行合理拆分重組,分別按照化學(xué)動力學(xué)、熱力學(xué)、四大平衡、原子與分子結(jié)構(gòu)、化合物的性質(zhì)五個部分進(jìn)行講解,使每一部分內(nèi)容銜接更加緊密,改進(jìn)了傳統(tǒng)教學(xué)中知識構(gòu)架單一、固化和銜接跳躍的問題。同時需要在內(nèi)容講解中充分融入STS教育理念,將基礎(chǔ)理論知識和社會實踐聯(lián)系起來,增加知識點在實際應(yīng)用中的介紹,改變傳統(tǒng)教學(xué)中一味對知識點進(jìn)行羅列,而忽略提升學(xué)生理解能力和實踐應(yīng)用能力的現(xiàn)象。例如在講解化學(xué)動力學(xué)相關(guān)知識時，可結(jié)合化肥廠實際合成氨生產(chǎn)中Fe做催化劑、硫酸生產(chǎn)中使用V2O5催化劑來討論催化劑對反應(yīng)速率影響；在講解配位化合物的異構(gòu)現(xiàn)象時,除了對相關(guān)理論知識的全面介紹,還可以與其在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行聯(lián)系,通過[Pt(NH3)2Cl2]的順式結(jié)構(gòu)可以作為治療癌癥的藥物,而反式?jīng)]有抗癌作用,使學(xué)生了解幾何異構(gòu)的神奇之處。在《無機(jī)化學(xué)》教學(xué)中運(yùn)用STS教育理念充實課程內(nèi)容,使科學(xué)知識與社會中的實際問題緊密聯(lián)系,讓學(xué)生真正地認(rèn)識到了化學(xué)與人類生產(chǎn)生活的密切關(guān)系,挖掘了學(xué)生潛在的科學(xué)研究意識,不僅有利于改變“高分低能”的社會現(xiàn)象,同時還推動科學(xué)和技術(shù)在社會中的運(yùn)用。

(二)改善教學(xué)方法

(三)改進(jìn)教學(xué)模式

《無機(jī)化學(xué)》課堂教學(xué)效率的提升以及教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)都離不開科學(xué)合理的教學(xué)模式。長期以來在局限于單一的傳統(tǒng)教學(xué)模式影響下,學(xué)生學(xué)習(xí)的需求早已沒有辦法滿足,甚至在一定程度上影響到了教學(xué)質(zhì)量的提升,導(dǎo)致學(xué)生對知識的應(yīng)用能力止步不前[11]。為更好地提高理科學(xué)生對知識的理解應(yīng)用能力,提升教師對學(xué)生及課堂的掌控程度,可以充分結(jié)合學(xué)科發(fā)展前沿,并運(yùn)用現(xiàn)代科技輔助教學(xué),引入“滲透式教學(xué)”“線上線下相結(jié)合”等授課模式。應(yīng)用該新型授課模式,教師可以在講解過程中隨時滲透，通過學(xué)術(shù)期刊、網(wǎng)站檢索等途徑了解到的《無機(jī)化學(xué)》課程最新發(fā)展成果和發(fā)展動態(tài),如講解水的解離平衡一課時,結(jié)合水解產(chǎn)氫作為氫能源,為交通運(yùn)輸、建筑等領(lǐng)域提供助力的相關(guān)成果,使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的同時了解社會的發(fā)展?fàn)顩r,提升對社會的關(guān)注度和社會責(zé)任感。使用線上平臺進(jìn)行簽到、搶答、討論等活動不僅能夠督促學(xué)生保持注意力高度集中,教師還可以根據(jù)平臺數(shù)據(jù)快速完成考勤、課堂參與、學(xué)習(xí)效果等信息梳理來掌握學(xué)生情況,進(jìn)而合理完善教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)中將線上、線下兩種教學(xué)模式有效結(jié)合,并隨時滲透人類日常生產(chǎn)生活中的應(yīng)用,讓學(xué)生切身體會社會通用技術(shù)功能性的同時,創(chuàng)設(shè)優(yōu)良的STS教育環(huán)境和氛圍,激發(fā)學(xué)生對于知識探索的欲望,培養(yǎng)學(xué)生在實際問題中的理解、分析、應(yīng)用能力和關(guān)注社會發(fā)展的意識[12]。

(四)實踐教學(xué)

1.豐富實踐教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生將理論知識轉(zhuǎn)化為動手能力。搭建理論知識與實際應(yīng)用之間的“橋梁”,充分結(jié)合STS教育理念,在實驗及實習(xí)教學(xué)中增設(shè)注重考察和培養(yǎng)學(xué)生綜合實踐能力的無機(jī)化學(xué)實驗競賽、工廠觀摩、社會調(diào)研等,不僅貼合生活、貼近社會,而且可以幫助學(xué)生將課堂上所學(xué)到的理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來,開闊學(xué)生眼界和頭腦,使其適應(yīng)科學(xué)知識在社會生活中的多種變化,自覺將實踐帶入理論學(xué)習(xí)中,逐步形成STS意識。

2.培養(yǎng)科研能力,鼓勵學(xué)生參與教師的無機(jī)化學(xué)相關(guān)科研課題。大學(xué)教育不僅僅是要傳道授業(yè)解惑,更重要的是培養(yǎng)具有科研精神和實踐能力的創(chuàng)新應(yīng)用型人才,因此,大學(xué)教師應(yīng)倡導(dǎo)本科生到實驗室進(jìn)行科研鍛煉,培養(yǎng)學(xué)生對于知識的全面性理解能力和科研興趣[13]。例如在講解《無機(jī)化學(xué)》中半導(dǎo)體材料的能帶理論時,建議學(xué)生到教師研究室參與和觀摩TiO2光催化降解廢水的科研課題,使同學(xué)們認(rèn)識到利用TiO2光催化降解廢水依據(jù)的正是能帶理論。將理論知識與涉及社會相關(guān)問題的科研項目相結(jié)合,開拓學(xué)生思維,鍛煉學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新意識和實際操作能力,達(dá)到“授學(xué)生以漁”的教學(xué)效果。

(五)科學(xué)考核評價

在學(xué)生成績評定方面,改進(jìn)傳統(tǒng)的單一期末成績考核方式,明確評價的反饋、檢測、導(dǎo)向、激勵等多種功能,與STS教育目標(biāo)高度一致,即增加學(xué)生能力、意識、行為、科學(xué)素養(yǎng)層面的著力點,從而采用多元化、透明化、全程化的方式進(jìn)行考核[14]。建立“平時30%+期末70%”的綜合評價體系,使平時成績不僅包括學(xué)生的出勤率、隨堂測試成績、作業(yè)完成情況,還要參考平時課堂討論、實踐課程及競賽情況、科研參與度等相關(guān)表現(xiàn)。這樣注重將科學(xué)、技術(shù)、社會三者相結(jié)合的科學(xué)考核評價有利于對學(xué)生的各項能力進(jìn)行科學(xué)評價和考量,避免傳統(tǒng) “一刀切”現(xiàn)象的同時,鍛煉學(xué)生理論知識與實踐能力的結(jié)合,提高人才教育質(zhì)量。

三、結(jié) 語

目前,STS教育已得到我國教育界眾多人士的認(rèn)可,但在工科院校化學(xué)專業(yè)的《無機(jī)化學(xué)》課程教學(xué)中,STS教育的思想落實還需要教師做更多的工作。教師應(yīng)該堅持STS教育理念,不斷深化《無機(jī)化學(xué)》課程改革,將理論講解與社會生活實際問題相融合,培養(yǎng)學(xué)生樹立“知識-能力-素質(zhì)”三位一體的教育觀。通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改善教學(xué)方法、改進(jìn)教學(xué)模式、豐富實踐教學(xué)以及科學(xué)考核評價,使STS教育理念在《無機(jī)化學(xué)》教學(xué)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用不僅可以讓學(xué)生全面掌握科學(xué)知識,還可以在今后的社會實踐中更好地將所學(xué)知識運(yùn)用起來,成為社會需要的具備雄厚理論基礎(chǔ)和良好科學(xué)素養(yǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用型人才。