高中化學教學中STSE情境教學的問題表征與優(yōu)化策略

袁玲君

在高中化學教學中引進STSE教學模式是一項不可或缺的舉措，教師需要對STSE情境教學目標進行合理設定，緊扣核心素養(yǎng)內容，幫助學生進行深入學習；設計STSE情境問題，將課程知識與生活社會關聯(lián)起來，開展遷移性教學；組織STSE情境實驗，幫助學生做到知行合一，發(fā)揮STSE情境教學的意義和價值，對學習過程進行回顧反思，以此構建完整的教育閉環(huán)。

在STSE情境授課活動中，化學教師應當對學生的學習過程、細節(jié)和狀態(tài)進行嚴格把關，關注學生的實踐學習需求，通過理實互動教學，在授課環(huán)節(jié)指引學生進行深層次探究，開展遷移式教學、啟發(fā)式教學，提高授課水平。

一、高中化學STSE情境教學的問題表征

STSE情境教學模式主要是將科學、技術、社會以及環(huán)境關聯(lián)起來，讓學生在真實多元化的情境中學習化學反應機理，對化學知識的應用邏輯、底層原理進行學習。但是，STSE情境教學中還存在一些問題，主要有以下幾點：

首先，生活認知能力是該模式得以實施的基礎，但是高中生的化學知識儲備有限，再加上思維不健全，對生活問題還存在錯誤的理解認知。STSE情境教學多以生活案例為出發(fā)點，但是部分學生對生活概念缺乏全面的認知，導致STSE情境教學模式的實操環(huán)節(jié)還存在一定的欠缺。

其次，STSE情境教學素材源自生活實踐，但如何有效地將生活元素與課程元素融合在一起是一個重要的問題。情境素材需來自教材、課文、生活經(jīng)驗，同時也需要符合學生的認知規(guī)律，但部分教師并沒有基于構建主義理論將化學與社會、科學等多元學科緊密關聯(lián)在一起，所挑選的素材只是進行簡單疊加，并沒有從核心素養(yǎng)的角度出發(fā)指導學生學習。

最后，在STSE情境教學法的實施層面，部分教師只關注教學成果，沒有重點評價學生的學習過程。該教學模式需要以過程指導為主，但是部分教師仍然以成果導向為出發(fā)點，關注整個課程的實施結果，沒有對學生的學習過程進行把控。雖然學生在后續(xù)能夠消化吸收各項素材以及知識問題，但是在學習過程中受到多種限制和影響。比如，部分知識概念需要通過實踐操作來理解和感悟，而部分學生往往采取死記硬背，在學習過程中只是進行簡單的驗證性學習，并沒有充分發(fā)揮出STSE情境教學模式的探究性價值。教師只是從成果導向層面開展教學活動，并沒有真正意義上關注學生的學習過程和學習動態(tài)。

為解決高中化學STSE情境教學存在的問題，教師所挑選的素材、案例、資源必須符合學科核心素養(yǎng)內涵，保證各項元素與化學知識有效結合，而不是進行簡單的概念疊加，同時也需要采取過程性的引導方案，幫助學生在情境學習中獲取更加深刻的體驗。

二、STSE情境教學步驟

在完成STSE情境教學目標的設定后，教師便需要確定STSE情境教學計劃，按照計劃穩(wěn)步高效地實施授課。

首先，教師需要選取與生活和社會相關的主題，如引進環(huán)境保護、食品安全等問題，激發(fā)學生的興趣和好奇心；介紹一個真實的情境案例，讓學生了解這個情境與化學知識存在的內在關聯(lián)；根據(jù)情境項目提出問題，結合引導性問題引發(fā)學生思考，相關問題涉及科學、技術、社會、環(huán)境等多個領域。

其次，需展開探究，引導學生進行實驗觀察、調查，幫助其解決問題、尋找答案，理解化學知識在解決問題中的應用策略。在此期間，教師需鼓勵學生進行探討分享、互動，如在小組內進行探討溝通，分享彼此的觀點和發(fā)現(xiàn)，促進學生互動合作，以此培養(yǎng)學生的批判思維，增強其團隊合作能力。最關鍵的是，教師需要引導學生總結探究過程，對所學知識概念進行反思和歸納。比如，通過思維導圖梳理學習過程，對知識概念進行整合，從而加深對化學知識的理解。

最后，鼓勵學生將學習成果展示給其他同學和老師，分享學習經(jīng)驗，構建一個完整的情境教學閉環(huán)，增強學生的綜合能力。

高中化學STSE情境教學模式大致包含以上步驟，教師應當開展?jié)u進式教學，采取由淺入深、層次遞進的教學策略，以遷移性教學為主，以啟發(fā)式、引導式教學為輔，改變、優(yōu)化傳統(tǒng)的驗證性教學思路。

三、高中化學教學中STSE情境教學模式的優(yōu)化策略

（一）確定STSE情境教學目標

在采用STSE情境教學模式開展授課活動的過程中，教師需要明確情境教學的目標和方向。STSE教學模式將科學、社會、環(huán)境、技術等多元化的內容結合在一起，具備綜合性、全面性。教師需要剖析化學課程中所包含的以上幾大元素，劃分相應的能力培養(yǎng)目標，從而促進學生進行深入學習。在此過程中，教師應當根據(jù)單元課程知識內容，指引學生在學習期間剖析出單元核心概念，引領學生在學習過程中通過遷移性探究，結合生活常識、化學理論概念、科學技術、社會環(huán)境，獲取到更為完整的學習體驗。

例如，在高中化學“乙烯與有機高分子材料”教學中，教師需緊扣課程內容剖析出核心素養(yǎng)能力的培養(yǎng)目標，如下所示：

目標一：根據(jù)乙烯的結構認識乙烯的主要性質以及應用。

目標二：根據(jù)乙烯的化學反應認識加成反應、聚合反應等有機反應類型，以此培養(yǎng)學生的變化觀念與模型認知等核心素養(yǎng)。

目標三：結合生活實踐案例，了解烴的概念，了解常見烴的種類。

目標四：根據(jù)實際概念，了解高分子化合物的結構性質以及合成原理，培養(yǎng)學生宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。

目標五：從社會的角度，認識到塑料合成、纖維合成、橡膠的性質和用途，培養(yǎng)學生宏觀辨識與社會責任的核心素養(yǎng)。

在本課教學活動中，教師需要緊扣課程知識結構，從核心素養(yǎng)中剖析出STSE情境教學模式的能力培養(yǎng)目標，幫助學生從學科知識的底層邏輯層面探尋知識的內在原理，通過遷移性學習，從科學規(guī)律、技術內涵、社會責任、環(huán)境保護四個維度對核心素養(yǎng)的概念進行遷移性探究。

（二）設計STSE情境問題

在高中化學教學過程中，設計STSE情境問題是至關重要的一步，相關問題是引導學生進行思考學習以及遷移探究的關鍵所在。問題往往能夠激發(fā)學生的學習興趣和好奇心，漸進式的問題能夠推動學生進行持續(xù)學習，教師可以從以下幾個方面設計相應的情境問題：

首先，導入新課問題。例如“南方的香蕉在未成熟時便采摘下來運到北方，而消費者在購買青香蕉時通常會將幾個熟透的蘋果與香蕉混放在一起，過上一段時間便會吃上成熟的香蕉；在部分花店、水果儲存站，人們通常將鮮花和水果密封，放入一些浸泡過高錳酸鉀溶液的硅土，從而提高鮮花和水果的保鮮效率，延長銷售周期，獲取很好的經(jīng)濟效益”。

教師可以提出相應的情境問題，即“同學們知道香蕉變熟的基本邏輯嗎？浸泡過高錳酸鉀的硅土是通過怎樣的方式延長水果的保鮮期？”在問題的驅動下將乙烯的化學性質、化學反應規(guī)律進行初步滲透講解，結合生活案例來引導學生了解、學習乙烯的主要性質和應用邏輯。

其次，教師需引導學生查閱資料，了解其中的核心概念，學生通過閱讀材料，結合生活常識，認識到“乙烯在整個催熟以及保鮮中扮演著重要的角色形象，未熟透的水果中缺少乙烯，但是其自身會產(chǎn)生乙烯，其催熟過程較為緩慢，而成熟的水果會散發(fā)出乙烯，進而會催熟未成熟的香蕉。乙烯過量會導致水果或鮮花腐爛，浸泡過高錳酸鉀的硅土可以吸收乙烯，將鮮花和水果的乙烯含量控制在一個較低的水平。”學生通過查閱資料，能夠輕松獲取以上的知識和概念，對問題進行初步探究。

最后，教師需要將問題進行延伸，拓展到“乙烯是石油化工中重要的原料，通過一系列反應，乙烯可以合成高分子材料、藥物，其產(chǎn)量可以用來衡量國家的石油化工業(yè)發(fā)展水平，同學們知道乙烯的組成與結構特征嗎？乙烯的催熟、催化特性與什么因素有關？”借助以上情境問題，讓學生從宏觀辨識轉移到微觀探析層面，探尋乙烯的組成結構，了解其化學性質，從而逐步遷移出后續(xù)的課程教學。

（三）開展STSE情境實驗

當遷移的問題激發(fā)了學生的學習興趣和探究動力后，教師需要開展相應的實驗教學，這是STSE教學模式的關鍵所在，能夠幫助學生將化學知識與社會生活聯(lián)系在一起，通過實踐探究，從物質的底層邏輯規(guī)律層面探尋到化學知識的本質概念層面上。教師需要確保實驗教學主題與生活實際、社會相關，需要設計具備挑戰(zhàn)性的實驗任務，盡可能引進探究性實驗，讓學生能夠通過遷移學習得出新的結論、新的問題，從而構建一個持續(xù)推進的教學循環(huán)。

學生在實驗學習過程中需要進行觀察、記錄、分析，提出假設并且參與實驗優(yōu)化設計，最終得到實驗結論。教師需要引導學生從實驗的社會意義層面探尋化學知識在解決實際問題時的重要性；鼓勵學生在STSE情境模式下展開小組探討，對實驗結果進行分析總結，從科學、環(huán)境、社會、生活等多個維度對實驗過程進行總結，并且展示最終的實驗結論。

首先，教師可以通過基礎性授課，向學生講解乙烯的物質結構特征，如乙烯的結構是平面形，兩個碳原子和四個氫原子共平面；直接連接在雙鍵碳上的原子和兩個雙鍵碳原子共平面，讓學生結合仿真虛擬實驗進行一般性探究，探索乙烯的結構性質。

其次，讓學生嘗試在實驗室中點燃純凈的乙烯，觀察此時火焰顏色、熱量釋放的情況，再將乙烯通入酸性高錳酸鉀溶液，觀察高錳酸鉀溶液的顏色變化。與此同時，教師需要引進對照組實驗，比如比較甲烷燃燒與乙烯燃燒，探討“為什么乙烯燃燒有較濃的黑煙而甲烷沒有黑煙”，引導學生思考黑煙的形成與什么因素有關。當學生一籌莫展時，教師可以讓學生進行簡單的炒糖實驗，將白砂糖放入鍋中進行翻炒，結合其顏色變化引進相應的碳化反應，讓學生思考白砂糖碳化變黑的底層邏輯，即翻炒時導致其水分丟失，碳含量比例逐漸增高，同理，思考乙烯燃燒產(chǎn)生黑煙與碳含量是否存在密切關聯(lián)。學生通過計算分析可以發(fā)現(xiàn)，乙烯分子中碳含量為85.7%，甲烷分子的碳含量為75%，乙烯含碳量較高，從而會產(chǎn)生碳的小顆粒形成黑煙。

再次，教師需要引導學生嘗試將乙烯通入溴的四氯化碳溶液中，觀察褪色實驗現(xiàn)象，將乙烯的加成反應通過實驗教學展示出來。為了幫助學生更加深入地理解乙烯的加成反應，教師還可以引進更多的對照實驗，比如在虛擬系統(tǒng)中讓學生嘗試將乙烯與氯氣、氫氣、水進行反應，探究其中的化學性質，從而理解加成反應的本質邏輯和原理。

最后，教師可以從聚合反應角度出發(fā)，讓學生探尋合成高分子的實驗，將其中的單體、鏈接、聚合度通過虛擬實驗進行講解，講解、展示單烯烴、二烯烴的加聚反應、共聚反應，驅動學生對烯烴的化學性質進行深入研究。

在整個實驗活動中，教師可以結合動手實驗，引進虛擬仿真實驗，讓學生通過層次遞進的實驗項目探尋物質元素的實驗特征和規(guī)律，帶領學生在學習過程中對課程知識和概念進行研學思考，改變傳統(tǒng)以結果推過程的學習觀念和思路。在實驗教學中，教師需要保證實驗安全，融入更多生活常識、生活現(xiàn)象來幫助學生增強實驗體驗，提高實驗教學水平。

（四）探尋STSE情境教學的社會意義

在STSE情境教學模式下，引導學生探尋課程知識的社會意義和價值是必不可少的，教師需引導學生通過反思探索，對整個學習過程中所包含的環(huán)境、社會、科技和生活等問題進行思考，引發(fā)學生對課程知識概念的深層次理解和探究。

首先，在實驗結束后，教師可以讓學生根據(jù)實驗學習心得和感觸，結合生活常識、社會問題進行深入研學探索，從中獲取生活學習體驗和感觸。教師可以講解聚乙烯、聚苯乙烯的生活用途，如聚乙烯可制成薄膜，用于食品藥品的包裝；聚氯乙烯可用于管道、日常用品、絕緣材料的生產(chǎn)制備；聚苯乙烯可制作成泡沫、塑料、絕緣材料，引發(fā)學生探尋相關化學知識在生活中的應用與原理。

其次，在授課環(huán)節(jié)，教師需要對乙烯的反應性質和特征進行梳理歸納，再回歸到之前的課堂問題導學層面，讓學生再次思考乙烯在食物催化方面的應用以及上述鮮花店使用浸泡過高錳酸鉀的硅土進行保鮮的底層邏輯和原理，從而更加深入細致地學習乙烯的氧化反應、加成反應、加聚反應，思考“要想給物質保鮮或催熟需要創(chuàng)造怎樣的乙烯環(huán)境條件”。教師指導學生進行反思性學習，在研學過程中對所學的概念進行整理梳理，繪制思維導圖，對其中的生活意義、化學意義、社會意義、技術意義進行多方面探討，能夠促使學生從多元學科角度來獲得更加深刻的學習體驗，提升學生的化學核心素養(yǎng)。

最后，教師再回歸到STSE情境教學目標層面，讓學生在學習過程中嘗試從更加宏觀的角度對本單元的課程概念進行反思回顧。教學目標中共提出五個維度的能力培養(yǎng)計劃，教師需要讓學生進行反思總結，并且根據(jù)以上五個維度及學生的表現(xiàn)狀況來評估其在STSE情境授課模式下的實際表現(xiàn)，并且將相關信息整理成學習資料，用于后續(xù)教學設計、課程方案的優(yōu)化。

四、結語

綜上所述，在高中化學教學中，教師需要對STSE模式進行靈活應用，立足于學生的實際學習需求，組織層次化教學活動，幫助學生在學習期間獲取到更為深刻的學習體驗，提高學生的整體學習品質和效率。