在技校化學課程教學中如何滲透ＳＴＳＥ教育

摘要:介紹了STSE教育的理念,并結合自身的教學經驗,用實例闡述了STSE教育的目標、實現方法、評價方法及面臨的問題。

關鍵詞:技校;化學課程;STSE教育;評價

STSE教育概念

科學是一把“雙刃劍”,迅速發展的科學技術在為人類創造高度物質文明的同時,也帶來了能源、材料、環境、健康等問題,并嚴重威脅著人類的生存和發展,甚至會毀滅人類文明及人類自身。而這些問題的解決都與化學研究有關,化學作為自然科學的中心學科,與人類生活、社會環境、經濟的發展以及新技術領域的關系十分密切,并在其中得到廣泛應用。由于法律法規制度的不完善,目前,我國還沒有完善的安全教育體系,人們獲得安全知識和解決問題的方法主要來自廣播電視、報紙雜志、網絡等媒體。而在經濟發達的國家早已把安全教育納入正規的學校教育體系。因而我們國家有必要加強此方面的教育。

如何在化學教學中進行這方面的教育?筆者認為,技工教育作為職業教育的重要組成部分,強調的是以學生為中心,以能力為本位,注重培養學生的動手能力和社會適應能力。STSE是科學(Science)、技術(Technology)、社會(Society)、環境(Environment)的英文縮寫。STSE教育指的是在現實和技術及社會環境下進行的科學教育活動,它強調科學技術與社會環境的關系及科學技術在社會生產、生活中的應用,以保護人類賴以生存的環境和保持當今社會可持續發展為根本,培養學生的參與、交流、合作、適應、決策以及探究與創新能力,是當前國際教育改革的潮流和熱點。STSE教育是科學教育與人文教育相融合的產物,也是我國教育改革的方向。為此,本文擬就化學教學中如何滲透STSE教育,以促進學生全面發展作一些初步探討。

化學STSE教育的目標

通過STSE教育培養學生的科學“三觀”技校生的年齡一般在15～18歲,正是人生觀、世界觀、價值觀形成的關鍵時期,校園環境的熏陶、課堂教學的感染、教師言行的示范,都有不可替代的作用。在課堂教學中,化學教師適時滲透德育內容,有利于學生科學“三觀”的形成。如通過對墳地“鬼火”、魔棒點燈等現象的解釋,讓學生從化學原理上進行認識,使學生明白世間一切現象都是物質運動的結果,從而逐步形成崇尚科學與文明,反對迷信與愚昧的思想,逐步形成科學的唯物主義世界觀。教師還可以結合具體的教學內容,向學生介紹物質的發現過程和儀器的發明過程等化學史,使學生明白只有不畏險阻,堅持不懈,才能登上科學頂峰;使學生在科學思想、科學精神的熏陶下,形成正確的科學態度和科學方法。如,讓學生調查市場上三大合成材料的運用,引導學生體會到高分子有機化合物對社會進步的作用,再從辯證唯物主義的角度認識事物的負面影響,如白色污染。再如,在講“侯氏制堿法”時,可以先向學生介紹侯德榜先生放棄國外優越的條件返回祖國,在艱苦的條件下研制出“紅三角”牌純堿,打破外國對我國純堿的壟斷,發展了我國的民族工業,為國爭光的事跡。通過諸多科學家的榜樣作用對學生產生一定的影響,幫助他們樹立正確的人生觀、價值觀的世界觀。

聯系實際,使化學教學具有生活化特征,實現化學教學與生活的有機融合我國著名教育家陶行知先生指出“生活即教育,用生活來教育,為生活而教育”。知識建構理論認為,學生是在自己的生活經驗的基礎上,在主動的活動中建構自己的知識。STSE教育注重從日常生活經驗出發,聯系生活、社會中的現實問題,實現知識的有意構建,使學生學會關心社會問題,掌握學習方法,具有以學生可持續發展為本的現實意義。化學教師在進行STSE教育時應扎根于現實生活,引導學生去觀察、分析現象,使學生的思維由感性認識上升到理性認識,讓他們體驗生活,讓他們將所學知識運用于現實問題的解決,提高他們分析問題、解決問題的能力。如:教師分析鹽的水解這一知識點時,可結合泡沫滅火器使用原理;講甲醛時,可結合其危害及其測定方法;講異構化時,可以結合汽油的號數——辛烷值。

結合科技發展,使化學教學具有時代性,實現化學與科技的有機融合隨著社會的發展,化學也進入新的發展階段,與各學科緊密聯系在一起,迅速滲透到各個領域。化學教師在教學中應引導學生關注化學學科的動態,了解相關的新理念、新工藝、新方法,把它們與原有的知識點相結合,讓它們融為一體。要注意把科技成果與化學知識進行有機結合,從而激活知識點,使化學具有時代特征,化學教學才能顯現出其生命力與感染力。如:學習烷烴的氧化反應時,可介紹2008年奧運會“祥云”火炬的燃料——丙烷;學習高分子化合物時,可介紹2008年奧運會國家游泳館(水立方)材料——ETFE(乙烯—四氟乙烯聚合物)。通過STSE教育的滲透,使學生在學習過程中體會到化學在當今科技發展中的重要地位,從而明確學習目的。

通過STSE教育提高學生創新能力江澤民曾說:“創新是一個民族的靈魂,是一個國家興旺發達的不竭動力。一個沒有創新的民族,難以屹立于世界民族之林”。由此可見創新精神對一個民族和國家的重要作用。學生是國家的未來,具有創新能力是時代對他們的要求。在傳統的教學中,教師只重視學生解題技巧的訓練,而忽視化學的實用性,讓學生遠離生活,遠離實踐,使他們在面對生活、生產、社會等實際問題時總是束手無策,無從下手。為了提高學生的創新能力,在滲透STSE教育時應想方設法地活躍課堂氣氛,為學生營造一個寬松自由的教學氛圍,這樣有利于學生質疑思辨,有利于學生積極探究解決問題的途徑,并有利于學生及時思考、鞏固知識,激發他們的創造意識。

通過STSE教育激發學生學習的興趣科學家愛因斯坦曾說過:“對于一切來說,只有喜愛才是最好的老師,它遠遠超過責任感。”換而言之,學習興趣就是學生學習的動力。只有學生喜愛化學才能調動學生的學習積極性,也才能學好化學。STSE教育可以激發學生的學習興趣,增強其求知欲,吸引其注意力,使其保持持久的、良好的學習態度,從而最大限度地發揮出內在潛力,完成學習任務。

如何在化學教學中滲透STSE教育

利用與日常生活、社會生產、社會發展密切相關的化學知識滲透STSE教育化學離不開生活,生活處處有化學。面對各種廣告,教師要引導學生從化學視角辨別其真偽。如學習了元素的含量之后,要教會學生辨別在農村路邊刷寫的“高含氮量為25%的碳酸氫氨化肥”的真偽;學習了酸堿鹽之后,讓學生明白廚房中不能用鋁制品盛含鹽的蔬菜和食品。原因是食鹽的成分是氯化鈉,其中還含有少量氯化鎂,在水中溶解能電離生成氯離子,因此會破壞鋁制品表面的保護膜。氯化鎂在溶解時會發生水解,使溶液呈酸性,使鋁制品腐蝕得更快,因此,不能用鋁制品盛含鹽的蔬菜和食品,而應多用鐵制品。同時,還可以教會學生運用金屬與酸的化學反應規律鑒別黃金首飾的真偽。如將濃度為70%的硝酸,分別滴在真假首飾上,保持原樣的是真金首飾,發生化學反應的不是真金首飾。通過這些知識的學習既可開闊學生視野,又可讓學生體會到科學知識在生產和生活中的廣泛應用,有利于激發學生學習化學的興趣,自覺形成探求新知識的意識。

利用與化學有關的最新知識滲透STSE教育隨著社會發展和科技進步,許多物質的新用途被開發出來,新方法、新理念、新知識層出不窮,這就要求教師在教學中滲透最新的科技成果,激活知識點,賦予基礎知識新內涵。如學習加聚反應時,可介紹獲得2000年諾貝爾化學獎的成果導電聚合物——聚乙炔;學習苯的結構時,補充棱晶烷;學習烴的衍生物時,介紹PPA;學習金屬時,補充新型能源金屬鎂、戰略儲備金屬——鎳;學習同位素時,介紹其在考古、生物育種、醫學、核科學方面的應用。通過STSE教育的滲透,讓學生體會到“化學是人類社會進步的關鍵”。

利用人類文明成果滲透STSE教育人類在長期實踐中總結出來的成語、諺語、歇后語及民間傳說中包含著許多化學知識。如“烈火見真金”,可組織學生展開討論“真假黃金”的鑒別方法,經討論,鑒別方法至少有五種,灼燒法是其中最簡單的一種,這樣既向學生解釋了“真金不怕火煉”,又培養了學生的發散思維、收斂思維能力。再如“雷雨肥莊稼”、“水火不相容”、“冰,水為之而寒于水”等都包含著豐富的科學道理。通過這些內容的滲透,可使學生懂得我們的祖先在很早以前就懂得了化學知識和化學原理。

利用綠色化學理念滲透STSE教育化學科學的研究成果在讓人們感受到高科技產品的好處的同時,也產生了許多污染物,它們在威脅著人類的生存條件,破壞人類的生態環境。1995年,美國環保局首次提出“綠色化學”一詞。“綠色化學”(Green Chemistry)是指設計沒有或者只有盡可能小的環境負作用并在技術上和經濟上可行的化學品和化學過程。其最大特點在于,它是在始端就采用污染預防手段,在生產過程和終端均為零排放或零污染,主張在通過化學轉換獲取新物質的過程中充分利用每個原子,具有“原子經濟性”,因此,它既能夠充分利用資源,又能夠實現污染的預防。在化學教學中要結合實驗滲透“綠色化學”理念,如制備膽礬,采用銅在空氣中灼燒生成氧化銅,氧化銅溶于稀硝酸,而不用銅與濃硝酸反應或銅與稀硝酸反應。另外,盡量用滴管替代試管做實驗,使藥品用量最小化。又如實驗室制氨氣,在試管口放一團浸過飽和碳酸鈉溶液的棉花球吸收多余的氨氣;銅與硝酸反應,用透明塑料袋將試管口罩上并系緊,減少氮氧化物對室內的污染;甲烷與氯氣的取代反應在盛有飽和食鹽水的水槽中進行,以防止氯化氫向空氣中擴散。諸如“綠色化學”的知識與實例較多,教師要根據教學內容的需要及時滲透相關知識,開闊學生的視野。

關于STSE教育的評價

教學是有目的、有計劃、有組織的活動,教師和學生的努力是否有效,是否達到了預定的目標,是否有利于師生的發展,都需要也必須進行評價。STSE教育是為了更好地實施素質教育,培養學生解決問題的能力和獨立的價值判斷能力,提高學生的科學素質、社會意識及探究能力,最終實現學生的可持續發展,真正從應試教育向素質教育轉變。所以,要改變應試教育中重分數輕能力、重理論輕實踐的做法,改變現行的以考試分數的高低來衡量學生是否優秀的單一評價模式,要將學生知識掌握與知識應用能力有機結合起來,實施整體質量評價。在平時教學中要對學生的學習質量采用“紙筆+口試+操作”的評價模式,評價方法要堅持定量與定性相結合、過程評價與結果評價相結合、絕對評價與相對評價相結合的原則。

實施STSE教育面臨的問題

要較好地落實STSE教育思想,一方面,對教師提出了新的要求,首先是教學觀念的改變,其次是教師自身的學識范圍要拓寬,對社會科技的進步、對本學科領域發展態勢的敏感性要增強等;另一方面,相關部門和教師要改變“書面一考論英雄”的老觀念,否則STSE教育思想在化學教學中難以真正落到實處。同時,實施STSE教育過程中所需的時間往往難以保證,所需的新的科技、能源、環保等方面信息資料比較匱乏以及STSE教育的評價體系不完善等,都是影響STSE教育實施的因素。

STSE教育是一種適應21世紀的新型的科學教育模式,目前在我國正處在實驗階段,這種教育模式的建立和完善,需要依靠廣大科學教育工作者及社會各界的共同努力。隨著我國加入WTO,我國的教育觀念、教育模式不斷改變,STSE教育理念必將得到社會各界的認可和接受。

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作者簡介:

徐志萍(1976—),女,講師,現任廣東省南方高級技工學校教務科化工組教研組長,主要從事《有機化學》、《無機化學》、《分析化學》及化學實驗等教學工作。

(本欄責任編輯:尚傳梅)