融合STSE理念的高中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)研究

呂芳芳 遲少輝 王祖浩

【摘 要】STSE理念符合我國基礎(chǔ)教育改革的背景和科技人才培養(yǎng)的需要，對化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化和教學(xué)設(shè)計(jì)意義重大。本文從教學(xué)主題選擇、教學(xué)情境設(shè)置、教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)等方面探索融合STSE理念進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的模式。本文呈現(xiàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)設(shè)了真實(shí)情境，以核心問題為引領(lǐng)，以問題鏈為線索，從科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境多個(gè)維度整合教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生提供多元認(rèn)識視角，讓學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中對學(xué)科內(nèi)容形成整體認(rèn)知，體會化學(xué)學(xué)科價(jià)值，從而發(fā)展學(xué)生的學(xué)科思維及學(xué)科核心素養(yǎng)，提高學(xué)生解決綜合問題的能力。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué)；STSE；電解池；微酸性次氯酸水

學(xué)習(xí)科學(xué)不僅要掌握基礎(chǔ)的知識，更應(yīng)形成良好的科學(xué)思維及正確看待科學(xué)議題的視角。當(dāng)代的科學(xué)教育強(qiáng)調(diào)學(xué)生要認(rèn)識科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、社會（Society）、環(huán)境（Environment）之間的關(guān)聯(lián)，以系統(tǒng)的眼光看待問題并解決問題，讓科學(xué)知識真正服務(wù)于社會生活［1］，避免就知識學(xué)知識的弊端?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）指出：“在教學(xué)中，教師應(yīng)重視STSE內(nèi)容主題的選擇和組織，緊密聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際，使學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)能夠創(chuàng)造更多物質(zhì)財(cái)富滿足人民日益增長的美好生活需要；使學(xué)生能綜合運(yùn)用所學(xué)知識解釋和解決有關(guān)的STSE問題?！保?］71顯然，與化學(xué)知識相關(guān)的科學(xué)性議題可較好地體現(xiàn)STSE理念。

本文結(jié)合人教版高中化學(xué)選擇性必修1《化學(xué)反應(yīng)原理》的課程內(nèi)容，從STSE理念出發(fā)建構(gòu)了“設(shè)計(jì)家用電解裝置制備微酸性次氯酸水”課例，并從教學(xué)主題選擇、教學(xué)情境設(shè)置、教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)等方面探索融合STSE理念的教學(xué)設(shè)計(jì)思路，以進(jìn)一步認(rèn)識STSE教育的實(shí)質(zhì)。

一、“設(shè)計(jì)家用電解裝置制備微酸性次氯酸水”的教學(xué)設(shè)計(jì)思路

融合STSE理念的教學(xué)設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循一定的設(shè)計(jì)原則。首先，教學(xué)內(nèi)容的主題應(yīng)與STSE理念相匹配；其次，合理選擇與STSE相關(guān)的教學(xué)情境素材，并進(jìn)行適當(dāng)處理使之符合學(xué)生的發(fā)展水平，產(chǎn)生待解決的核心問題，并保證所選核心問題在教學(xué)過程中的引領(lǐng)性；最后，合理設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，在整合學(xué)科內(nèi)容的基礎(chǔ)上設(shè)置問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境的多元視角出發(fā)解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。在此基礎(chǔ)上，本文提出融合STSE理念的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)模式（圖1），并結(jié)合“設(shè)計(jì)家用電解裝置制備微酸性次氯酸水”課例進(jìn)行分析。

（一）合理選擇教學(xué)主題，明確融入STSE理念的切合性

融入STSE理念進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，須保證所選教學(xué)主題與STSE教育理念的適切性。教學(xué)主題應(yīng)與社會生產(chǎn)、生活實(shí)際緊密相關(guān)，便于學(xué)生從中提取真實(shí)的化學(xué)議題，并從科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境的多元視角出發(fā)解決實(shí)際問題。新課標(biāo)中對“電解池”一節(jié)的內(nèi)容要求表述為“了解電解池的工作原理，認(rèn)識電解在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲存能量中的具體應(yīng)用”［2］28，“電解池”內(nèi)容在人教版教科書中位于選擇性必修第一冊第四章第二節(jié)，是“化學(xué)反應(yīng)與電能”主題的重要內(nèi)容之一。電解可以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)化，在生產(chǎn)生活、科學(xué)研究中都具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。人們在利用電解原理進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)及享受電解為生活帶來便利的同時(shí)，也需考慮電解過程中可能產(chǎn)生的環(huán)境問題。可見，“電解池”教學(xué)主題能夠?qū)⒖茖W(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境有機(jī)關(guān)聯(lián)在一起，結(jié)構(gòu)化的內(nèi)容有助于學(xué)生從多個(gè)角度認(rèn)識電解原理及其應(yīng)用，感受化學(xué)學(xué)科對社會的貢獻(xiàn)。

（二）選取真實(shí)情境，提取核心問題并合理設(shè)置教學(xué)目標(biāo)

融合STSE理念進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教學(xué)情境的選擇以及處理好情境與知識的關(guān)系是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。一般而言，情境素材的選擇應(yīng)符合以下原則：一是真實(shí)性，需從實(shí)際生產(chǎn)生活事件、科技發(fā)展前沿、化學(xué)史等角度出發(fā)，選用與主題內(nèi)容相關(guān)的真實(shí)素材，體現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境的整合；二是貫通性，應(yīng)能從所選情境素材中提取出課堂有待解決的核心問題，情境要貫穿問題解決的整個(gè)過程；三是適切性，需對情境素材進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚怪虾踅虒W(xué)要求，尤其必須符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平。

1.“微酸性次氯酸水”情境素材的教學(xué)價(jià)值

本節(jié)課所選情境素材為“微酸性次氯酸水”。微酸性次氯酸水是一種新型消毒劑，有效成分為次氯酸，主要由電解法制備。微酸性次氯酸水抗菌高效快速，具有無污染、無殘留等優(yōu)點(diǎn)，近年來已在生產(chǎn)、生活中較為廣泛地應(yīng)用。此情境素材內(nèi)容新穎，能體現(xiàn)當(dāng)今社會生活中電解法的應(yīng)用價(jià)值。目前，市面上已有多種家用便攜式微酸性次氯酸水生成器，這些生成器利用電解裝置，實(shí)現(xiàn)微酸性次氯酸水的現(xiàn)制現(xiàn)用。

因此，本節(jié)課以微酸性次氯酸水為真實(shí)情境，以解決次氯酸的不穩(wěn)定性帶來的消毒劑效用降低問題為指引，以實(shí)現(xiàn)微酸性次氯酸水的現(xiàn)制現(xiàn)用為導(dǎo)向，形成本節(jié)課的核心問題——“設(shè)計(jì)家用電解裝置制備微酸性次氯酸水”，并以此為線索開展教學(xué)。該情境能夠從電解原理、電解裝置設(shè)計(jì)、新型消毒劑的制備與使用、解決電解過程中產(chǎn)生的環(huán)境問題等方面將科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境四個(gè)領(lǐng)域有機(jī)關(guān)聯(lián)起來，有助于培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)性思維。

2.“微酸性次氯酸水的應(yīng)用與制備”教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

選定教學(xué)情境及待解決的核心問題后，依據(jù)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容要求和學(xué)業(yè)要求，從學(xué)生發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合核心問題合理設(shè)置教學(xué)目標(biāo)。新課標(biāo)中要求學(xué)生“能分析、解釋原電池和電解池的工作原理，能設(shè)計(jì)簡單的原電池和電解池”［2］30。本節(jié)課在學(xué)生學(xué)習(xí)電解原理之后進(jìn)行，并為深入學(xué)習(xí)電解原理的應(yīng)用做鋪墊。學(xué)生此時(shí)對電解池的構(gòu)成要素、電解過程中的化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)及微粒的放電順序已有基本認(rèn)識，但尚未學(xué)習(xí)離子交換膜的應(yīng)用，且對所學(xué)的電解原理也缺乏整合，對工業(yè)生產(chǎn)中可能產(chǎn)生的實(shí)際問題缺乏思考。因此，結(jié)合真實(shí)情境進(jìn)行電解裝置設(shè)計(jì)的教學(xué)，能考查學(xué)生整合所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，發(fā)展學(xué)生的高階思維，對學(xué)生提出了較高要求。

通過上述分析，確定教學(xué)目標(biāo)如下：

（1）認(rèn)識電解法在新型消毒劑制備中的重要價(jià)值，能提取相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理，形成設(shè)計(jì)電解池的一般思路。

（2）對微酸性次氯酸水這一真實(shí)情境引發(fā)的問題進(jìn)行深入分析，能整合已有知識，基于證據(jù)提出微酸性次氯酸水電解裝置的設(shè)計(jì)方案。

（3）能結(jié)合安全、環(huán)保、綠色化學(xué)等理念，從多個(gè)角度對方案進(jìn)行評價(jià)，改進(jìn)和優(yōu)化方案，發(fā)展批判性思維，提高解決實(shí)際問題的能力。

（三）整合學(xué)科內(nèi)容，基于問題設(shè)計(jì)任務(wù)和關(guān)注能力要素

確定教學(xué)情境及教學(xué)目標(biāo)后，須根據(jù)一定線索設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)。在融合STSE理念的教學(xué)設(shè)計(jì)中，從教學(xué)情境中提取的核心問題往往是綜合性問題，此時(shí)需按照學(xué)科邏輯、STSE理念對綜合問題進(jìn)行解構(gòu)，形成問題鏈。利用問題鏈將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重整，形成解決問題的思路，將各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)串聯(lián)起來，形成新的內(nèi)容結(jié)構(gòu)（如圖2所示）。

1.整合化學(xué)知識，幫助學(xué)生系統(tǒng)認(rèn)知“電解池”內(nèi)容

本節(jié)課以核心問題為引領(lǐng)，將“電解池”一節(jié)的重點(diǎn)知識內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)整合，包含次氯酸的性質(zhì)、電解池化學(xué)反應(yīng)原理、電解池的構(gòu)成要素、電極反應(yīng)和總反應(yīng)等內(nèi)容。此外，從更高層面出發(fā)，結(jié)合STSE理念將化學(xué)知識與真實(shí)生活聯(lián)系起來，提高學(xué)生從科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境視角綜合看待問題的思維能力，從而對“電解池”內(nèi)容形成較為全面的認(rèn)識。此過程能拉近化學(xué)原理與實(shí)際生活的距離，豐富學(xué)生對學(xué)科價(jià)值的體驗(yàn)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.設(shè)計(jì)問題鏈，驅(qū)動學(xué)生進(jìn)行多角度分析和思考

針對“設(shè)計(jì)家用電解裝置制備微酸性次氯酸水”這一核心問題，從學(xué)科邏輯出發(fā)，選擇化學(xué)原理和電解裝置兩個(gè)角度解構(gòu)問題，從制備原理、反應(yīng)原料選擇、電極選擇、離子交換膜選用等多方面形成問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生形成電解裝置設(shè)計(jì)的一般思路。

從STSE理念出發(fā)，教師幫助學(xué)生對相關(guān)的一系列問題做出比較明確的判斷：對微粒放電順序和相關(guān)化學(xué)原理進(jìn)行分析，宜選用惰性電極設(shè)計(jì)電解裝置；在選擇反應(yīng)物時(shí)，以安全、經(jīng)濟(jì)的氯化鈉作為反應(yīng)原料；在分析是否采用離子交換膜時(shí)，結(jié)合理論分析與文獻(xiàn)資料，明確不采用離子交換膜會造成原料利用率低和消毒效用低的結(jié)果，因此宜選用陽離子交換膜設(shè)計(jì)電解池。接著又會發(fā)現(xiàn)新的問題，即在制得的消毒劑中有氯化鈉殘留，會對金屬造成腐蝕，因此需引導(dǎo)學(xué)生基于綠色環(huán)保原則對裝置進(jìn)行改進(jìn)，形成最終的設(shè)計(jì)方案。

3.關(guān)注能力要素，呈現(xiàn)學(xué)生的思維發(fā)展過程

結(jié)合STSE理念設(shè)計(jì)電解裝置，可從多個(gè)方面對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，發(fā)展學(xué)生的思維與能力。在情境導(dǎo)入時(shí)，面對高效環(huán)保的微酸性次氯酸水，引導(dǎo)學(xué)生對次氯酸的不穩(wěn)定性提出質(zhì)疑，發(fā)展學(xué)生的批判性思維；在設(shè)計(jì)家用電解裝置的過程中，需從化學(xué)原理、實(shí)際生活、環(huán)境保護(hù)等多個(gè)角度綜合考慮，形成系統(tǒng)性思維；從文獻(xiàn)中尋找依據(jù)以改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，可培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；從學(xué)科邏輯和STSE理念出發(fā)分析問題，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出設(shè)計(jì)和優(yōu)化電解裝置的一般思路，提高學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識解決綜合問題的能力。

二、“設(shè)計(jì)家用電解裝置制備微酸性次氯酸水”的教學(xué)過程

依據(jù)圖2所示內(nèi)容結(jié)構(gòu)和教學(xué)流程，本文分三個(gè)階段對“設(shè)計(jì)家用電解裝置制備微酸性次氯酸水”進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，并實(shí)施教學(xué)過程。

（一）創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，提出核心問題

【教師】創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生回憶日常生活中的常用消毒劑。引入微酸性次氯酸水，以資料卡片（圖3）的形式介紹這一新型消毒劑的功能及優(yōu)勢。結(jié)合次氯酸的強(qiáng)氧化性解釋其消毒機(jī)理，引導(dǎo)學(xué)生將微酸性次氯酸水與傳統(tǒng)的醫(yī)用酒精及84消毒液進(jìn)行對比。

【學(xué)生】閱讀資料卡片，了解新型消毒劑，并從抗菌性能、使用便捷性、安全性、環(huán)保性等方面對不同消毒劑進(jìn)行對比，體會新型消毒劑的優(yōu)勢。

【教師】引發(fā)學(xué)生思考：從有效成分來看，聯(lián)系已有的化學(xué)知識，對于微酸性次氯酸水是否有疑問。

【學(xué)生】次氯酸具有不穩(wěn)定性，易分解。新型消毒劑中次氯酸的濃度較低，分解后消毒效用會降低，保存期限可能較短。

【教師】應(yīng)如何解決這個(gè)問題？

【學(xué)生】思考并討論，提出將微酸性次氯酸水避光保存，放置于陰涼處等。

【教師】還需采用額外方法避免次氯酸的分解帶來的消毒效用降低的影響。由資料卡片可知，微酸性次氯酸水主要由電解法制備，因此，可設(shè)計(jì)一種家用電解裝置，實(shí)現(xiàn)微酸性次氯酸水的現(xiàn)制現(xiàn)用。

【設(shè)計(jì)意圖】微酸性次氯酸水能夠在增強(qiáng)消毒效用的同時(shí)降低對環(huán)境的不利影響，選用這一具有新穎性、時(shí)代性的情境素材，能讓學(xué)生在不同消毒劑的對比中體會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為生活帶來的便利。利用學(xué)生對次氯酸性質(zhì)的認(rèn)識引發(fā)學(xué)生的質(zhì)疑與思考，發(fā)展學(xué)生的批判性思維，引出核心問題。

（二）核心問題解構(gòu)，提煉電解裝置的設(shè)計(jì)思路

【教師】請結(jié)合設(shè)計(jì)家用電解裝置的課堂任務(wù)，從化學(xué)原理、電解裝置的構(gòu)成要素、生活實(shí)際等方面進(jìn)行綜合分析，理清設(shè)計(jì)電解裝置的思路。

【學(xué)生】深入思考，小組討論。在對化學(xué)原理的分析中，思考選用哪種化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)次氯酸的制備，采用哪種反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行電解等。在設(shè)計(jì)電解裝置時(shí)，從電解質(zhì)溶液、電極等方面思考，同時(shí)考慮在家庭中使用的可行性。

1.化學(xué)原理分析

【教師】使用逆推法（圖4）引導(dǎo)學(xué)生分析化學(xué)原理，利用Cl2與水的反應(yīng)制備HClO，采用電解法制備Cl2。接著，引導(dǎo)學(xué)生思考應(yīng)如何選擇反應(yīng)原料。

【學(xué)生】小組交流與討論。結(jié)合離子放電順序及安全性、經(jīng)濟(jì)性原則，在NaCl、KCl、HCl中選擇NaCl作為原料，即通過電解NaCl溶液制備微酸性次氯酸水。

2.電解裝置分析

【教師】引導(dǎo)學(xué)生思考如何選擇電極，嘗試畫出電解NaCl溶液的裝置，分析其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。

【學(xué)生】小組交流與討論，畫出電解裝置圖（圖5）。為避免電極參與反應(yīng)，選用惰性電極。分析電解池中的化學(xué)反應(yīng)（圖6），由副反應(yīng)可知，生成的HClO能夠與NaOH繼續(xù)反應(yīng)，無法有效得到微酸性次氯酸水，但可以得到以NaClO為有效成分的消毒劑。

【教師】分析副反應(yīng)對新型消毒劑的制備造成的負(fù)面影響。從原子利用率的角度來看，副反應(yīng)產(chǎn)物中有NaCl，原料利用率低。從消毒效用而言，查閱文獻(xiàn)可知，次氯酸分子（HClO）的殺菌能力約為次氯酸根（C1O-）的80倍［3］，因此，生成NaClO降低了消毒劑的效用。接著，介紹離子交換膜的作用，引導(dǎo)學(xué)生合理選用離子交換膜，將OH-與HClO、HCl隔絕，并據(jù)此進(jìn)行電解裝置的設(shè)計(jì)。

【設(shè)計(jì)意圖】引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系已有認(rèn)知拆解核心問題，結(jié)合經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、綠色化學(xué)等生產(chǎn)原則，從多個(gè)角度進(jìn)行綜合思考，形成設(shè)計(jì)電解裝置的一般思路，發(fā)展學(xué)生的系統(tǒng)性思維。通過查閱文獻(xiàn)，增加信息的可信度，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識。

（三）綜合分析，設(shè)計(jì)并優(yōu)化電解裝置

1.電解裝置設(shè)計(jì)初探

【學(xué)生】小組合作，設(shè)計(jì)電解裝置。選用陽離子交換膜，綜合考慮微酸性次氯酸水中的低濃度HClO，以稀NaCl溶液為陽極室電解質(zhì)溶液，設(shè)計(jì)出如圖7所示電解裝置，并對電解池中的產(chǎn)物進(jìn)行分析。

【教師】對學(xué)生設(shè)計(jì)的電解裝置進(jìn)行評價(jià)，并進(jìn)行補(bǔ)充說明。在陽極室，能夠成功得到HClO，且用陽離子交換膜阻止了OH-向陽極室的遷移，避免了酸堿中和的副反應(yīng)。在陰極室，電解產(chǎn)生少量的H2和OH-，Na+透過陽離子交換膜進(jìn)入陰極室，得到稀NaOH溶液。這種在陰極室得到的呈弱堿性的溶液叫作堿性電解水。查閱文獻(xiàn)可知，堿性電解水可除去水果表面的農(nóng)藥殘留［4］，也具有去除油污的作用［5］。因此，這種電解裝置能夠同時(shí)得到微酸性次氯酸水和堿性電解水。然而，這個(gè)裝置依然有值得改進(jìn)的地方。向?qū)W生提問：電解后陽極室中的溶質(zhì)有哪些？提示學(xué)生聯(lián)系微酸性次氯酸水的優(yōu)勢進(jìn)行思考。

【學(xué)生】陽極室中的溶質(zhì)有Cl2、HClO、HCl、NaCl。

【教師】陽極室中還有少量殘留的NaCl，將陽極室中的溶液噴灑至物體表面進(jìn)行消毒時(shí)，其余溶質(zhì)均能以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或揮發(fā)的形式脫離物體表面，只有NaCl殘留在物體表面。查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)Cl-能穿透金屬表面的氧化層和防護(hù)層，與內(nèi)部金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，造成金屬的腐蝕［6］。因此，從環(huán)境保護(hù)的角度來看，需對裝置進(jìn)行改進(jìn)，使得陽極室中無NaCl殘留。提示學(xué)生思考如何避免Na+出現(xiàn)在陽極室中。

2.電解裝置優(yōu)化

【學(xué)生】小組合作，優(yōu)化電解裝置。如圖8所示，增加陰離子交換膜，將電解池隔為三室，向中間室中加入稀NaCl溶液，在陰極室和陽極室中均加入水。由于離子交換膜的存在，陽極室中得到微酸性次氯酸水且無NaCl殘留，陰極室得到堿性電解水，同樣避免了NaCl的殘留。

【教師】評價(jià)學(xué)生改進(jìn)后的設(shè)計(jì)方案并總結(jié)。此方案能夠同時(shí)得到微酸性次氯酸水和堿性電解水，原料利用率高，符合綠色化學(xué)原則。此外，避免了微酸性次氯酸水中NaCl的殘留，符合綠色環(huán)保的原則。學(xué)生能夠靈活應(yīng)用離子交換膜，發(fā)揮了創(chuàng)造力。

師生共同成功解決了本節(jié)課的核心問題，提高了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。最后，教師還需要向?qū)W生呈現(xiàn)，調(diào)研發(fā)現(xiàn)目前市面上已存在以此裝置為核心部件的家用微酸性次氯酸水生成器，加入水和NaCl后，通電十分鐘即可完成電解，使用方便，殺菌高效。

【設(shè)計(jì)意圖】引導(dǎo)學(xué)生靈活應(yīng)用離子交換膜解決問題，使學(xué)生對電解池的構(gòu)成要素形成全面認(rèn)知。結(jié)合STSE理念及化學(xué)本質(zhì)，引領(lǐng)學(xué)生多角度思考，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。通過查閱文獻(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。通過呈現(xiàn)實(shí)際生活中家用電解裝置與學(xué)生設(shè)計(jì)方案的一致性，拉近學(xué)生與科學(xué)技術(shù)的距離，豐富學(xué)生對化學(xué)學(xué)科應(yīng)用價(jià)值的真實(shí)體驗(yàn)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任學(xué)科核心素養(yǎng)。

三、教學(xué)實(shí)踐的啟示

（一）關(guān)聯(lián)科技發(fā)展現(xiàn)狀，挖掘科學(xué)性議題

化學(xué)學(xué)科內(nèi)容本身具有基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性的特點(diǎn)，而生產(chǎn)、生活中的化學(xué)具有綜合性、新穎性、時(shí)代性的特征，在教學(xué)過程中關(guān)聯(lián)科技發(fā)展現(xiàn)狀，挖掘生產(chǎn)、生活中真實(shí)的科學(xué)性議題，能夠豐富教學(xué)內(nèi)容，為教學(xué)提供新線索。此外，將科學(xué)性議題引入課堂，引導(dǎo)學(xué)生利用化學(xué)知識從多角度綜合分析、解決問題，能夠拓寬學(xué)生的視野，拓展學(xué)生的思維，提高學(xué)生的問題解決能力，培養(yǎng)正確的科學(xué)態(tài)度，豐富學(xué)生對化學(xué)學(xué)科價(jià)值的真實(shí)體驗(yàn)，加深學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的系統(tǒng)認(rèn)知。

（二）融入STSE教育理念，須把握情境設(shè)置的原則

融合STSE理念進(jìn)行教學(xué)時(shí)，所選教學(xué)情境應(yīng)具備真實(shí)性、貫通性、適切性等特征。教學(xué)情境應(yīng)關(guān)聯(lián)科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境等多個(gè)領(lǐng)域，與教學(xué)內(nèi)容緊密關(guān)聯(lián)，能產(chǎn)生待解決的關(guān)鍵問題，且隨著問題解決過程貫穿導(dǎo)入、遞進(jìn)、總結(jié)等教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)避免情境僅在課堂導(dǎo)入階段出現(xiàn)而脫離其余教學(xué)環(huán)節(jié)的情況。合理的教學(xué)情境能夠帶給學(xué)生真實(shí)的體驗(yàn)，加深學(xué)生對學(xué)科的理解，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科思維、能力的發(fā)展。

（三）多視角整合學(xué)科內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化

將STSE理念引入化學(xué)教學(xué)過程，能夠?yàn)榻處熣蠈W(xué)科內(nèi)容提供新思路，為教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化提供新方法?；诨瘜W(xué)學(xué)科與科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境之間的有機(jī)關(guān)聯(lián)，確定教學(xué)主題及待解決的關(guān)鍵問題后，可從多個(gè)視角將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分解、重構(gòu)，形成新的內(nèi)容結(jié)構(gòu)。如在本節(jié)課中，將學(xué)科知識與電解池設(shè)計(jì)理念、綠色化學(xué)原則、經(jīng)濟(jì)環(huán)保原則等進(jìn)行有機(jī)整合，為學(xué)生提供多元認(rèn)識視角，避免了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的孤立性與零散性，加深了學(xué)生對化學(xué)學(xué)科本質(zhì)理解的系統(tǒng)性、整體性。

參考文獻(xiàn)：

［1］朱霄，馮媛媛，齊偉. STSE理念在物理化學(xué)課堂及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的滲透與應(yīng)用［J］. 化學(xué)教育，2017（14）：23-27.

［2］中華人民共和國教育部. 普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）［M］. 北京：人民教育出版社，2020.

［3］張建中，王芳，彭云，等. 微酸性電解水性能及其在消毒領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值［J］. 廣州化工，2021（7）：130-133，163.

［4］劉李嵐，邱欽勤，樊文容，等. 堿性電解水去除水果表面有機(jī)磷農(nóng)殘的工藝研究［J］. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2022（2）：133-140.

［5］李新武，張青，王志，等. 堿性電解水用于醫(yī)療器械清洗效果的研究［J］. 中國感染控制雜志，2014（11）：677-680.

［6］閆凱，宋慶軍，李秀娟，等. 鹽霧腐蝕及其試驗(yàn)中需要注意的幾個(gè)問題分析［J］.環(huán)境技術(shù)，2013（4）：18-20.

（責(zé)任編輯：潘安）

【作者簡介】呂芳芳，華東師范大學(xué)教師教育學(xué)院碩士研究生，主要研究方向?yàn)榛瘜W(xué)課程與教學(xué)研究；遲少輝，華東師范大學(xué)教師教育學(xué)院副教授，主要研究方向?yàn)榛瘜W(xué)教學(xué)測評；王祖浩，華東師范大學(xué)教師教育學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)榛瘜W(xué)課程與教學(xué)研究。