基于科學風險認知和決策能力的課例研究

奚小玲+都承峰

摘 要：科學與技術的發展引發人們對其可能帶給社會風險的思考，本文以蘇教版“專題四 硫、氮和可持續發展”復習課為例，采用主題式復習教學模式，以“酸雨”作為研究主題，在課堂教學中滲透科學風險認知和決策能力的培養，按照風險認知、風險評估、風險決策的線索，使學生體會使用化學物質可能帶來的風險，培養其科學風險意識和風險決策能力。

關鍵詞：風險認知；決策能力；酸雨；課例研究

一、 設計思想

“決策能力”是隨著STS教育理念的提出而引入教育領域的，并在2001年首次出現在義務教育階段的化學課標中，在該課標的教學建議中指出“教師在化學教學中需設計一些開放性的學習主題，有意識地引導學生從多個視角對相關問題做出價值判斷，培養學生的參與意識、決策能力、科學精神及人文精神”。2003年，普通高中化學課程標準在談及課程的基本理念時也指出，要“幫助學生認識化學與人類生活的密切關系，關注人類面臨的和化學相關的社會問題，培養學生的社會責任感、參與意識及決策能力”。由此可見，培養學生的決策能力已開始在化學課改中得到關注。

本節課采用主題式復習教學模式，以“酸雨”作為研究主題，探討它的存在、危害、形成、性質、防治，設計了三個環節，將復習內容與學生熟悉的生活經驗和已有的知識基礎相聯系，通過主題整合的形式將專題四這一模塊中不同的知識單元、不同模塊的相同知識內容有機地組成一個新的整體，把分散的化學知識整合成一個新的單元。同時，按照風險認知、風險評估、風險決策的線索，使學生體會化學物質應用的風險，培養其科學風險意識和風險決策能力。

二、 課堂實錄

【環節一】感知酸雨的存在，認知風險

【創設情境】運用多媒體向學生展示常州市環境監察部門檢測的一份空氣質量日報圖片，讓學生注意在首要污染物一欄出現了二氧化硫、氮氧化物。接著為學生播放酸雨危害環境的視頻，讓學生認識到酸雨對環境的嚴重危害。

【交流與討論】

（1） 我們知道了二氧化硫和氮氧化物對我們生活的空氣造成了嚴重的污染，那么，大氣中的二氧化硫、氮氧化物是從哪里來的？它們的主要來源是什么？

（2） 大家通過視頻了解到酸雨的嚴重危害，那么，硫酸型酸雨和硝酸型酸雨分別是怎樣形成的呢？

【學生思考，討論，回答問題】

（1） 二氧化硫來源：含硫礦石的冶煉、化石燃料的燃燒等。

氮氧化物來源：氮肥的生產、金屬的冶煉和汽車尾氣的排放。

（2） 硫酸型酸雨的形成過程：

【師】二氧化硫和氮氧化物是否一無是處，它們有什么性質，利用這些性質可以來做什么？

【師】其實SO2和氮氧化物存在一定的用途，科學是一把雙刃劍，錯不在于化學物質，而在于使用它的人。當我們用SO2漂白草帽和報紙時，它是好的；當我們用它熏制食材時，它就是壞的。當我們對SO2失去控制，它就會肆意妄為變成酸雨……

【設計意圖】關注與化學有關的社會熱點問題，在學生己有的生活和知識積累的基礎上，試圖從生產、生活的知識中提煉出化學學科知識，進一步強化實際知識與學科知識的聯系，建立生產、生活、學科知識三位一體的關系，并教會學生學會辯證地、一分為二地看待科學風險，充分認識到風險具有兩重性。風險不僅有其消極的一面，也有其積極的一面。

【環節二】探究酸雨的性質，評估風險

【過渡】硫酸、硝酸作為酸雨中的重要組成成分，它們有何具體性質？

【活動與探究】現有4瓶失去標簽的試劑瓶，分別裝有濃硫酸、稀硫酸、濃硝酸、稀硝酸，你有何辦法將它們區分開來，貼上標簽。

【學生小組合作、交流討論】

【生1】看瓶子顏色分成2組。無色瓶的為一組，是濃硫酸、稀硫酸；棕色瓶的為一組，是濃硝酸、稀硝酸。濃硫酸、稀硫酸可以掂分量，重的一瓶是濃硫酸，或是分別加水稀釋，感受熱量變化。區分濃硝酸、稀硝酸可以打開瓶口，看瓶口有大量白霧的是濃硝酸。

【生2】分成2組后，區分濃硫酸、稀硫酸可以用玻璃棒分別蘸取液體于廢報紙上，報紙變黑的是濃硫酸。區分濃硝酸、稀硝酸可以分別加銅絲反應，看產生氣體顏色。

【生3】分成2組后，區分濃硫酸、稀硫酸可以分別加銅絲反應，加熱，看能否產生可以使品紅褪色的氣體。

【生4】……

【師】完成實驗時，安全第一。做這些實驗，若實驗操作不當，會引發哪些風險？你該做出怎樣的決策來規避這些風險。

【生】濃硫酸、濃硝酸有強烈的腐蝕性，完成實驗最好帶手套，穿防護服，戴護目鏡。設計的有些實驗會放出大量有毒氣體，要注意尾氣處理，設計的實驗盡可能微型化。濃硫酸稀釋，放出大量熱，為了防止酸液飛濺，一定要將濃硫酸延燒杯壁緩緩注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌，降低實驗風險……

【設計意圖】運用對比實驗，讓學生聯系學過的知識，引導學生分析問題，并充分調動學生的想象力和創造性思維，使他們能創造性地提出一些解決問題的方法，給學生創造一個相互交流、集思廣益的氛圍。同時，課堂中引導學生形成風險評估的習慣與意識，培養學生的決策能力，培養學生運用所學知識去研究、解決問題的綜合水平。

【歸納與總結】稀硫酸、濃硫酸的化學性質，稀硝酸、濃硝酸的化學性質。

【提問】性質決定用途，硫酸、硝酸是一種重要的化工原料，它們都有重要的用途，化肥、醫藥、農藥的生產，金屬礦石的處理，金屬材料的表面清洗等都要用到硫酸，硝酸在工業上常用來制造氮肥、染料、塑料、炸藥、硝酸鹽等。那么，硫酸、硝酸在工業上是如何制備的？

【生】回憶硫酸、硝酸的工業制法涉及的相關原理、設備、反應方程式。

【展示】硫酸的前世今生——硫酸生產過程對環境、生態、健康的影響（觀看視頻：“沸騰爐灰”為何成了香悖悖？）

【閱讀】資料卡《硫酸生產過程中的“三廢”》、《工業“三廢”變成“三寶”》、《鍋爐余熱“催熟”新產業》

【討論】如何看待這種發展？（風險是否可控？怎樣處理企業發展與環境保護、生態平衡的關系？）

【設計意圖】將復習內容以問題為中心進行設計，循序漸進地設置認知臺階，通過問題啟動學生思維，挖掘學生內在潛能。通過對“三廢排放”、“三廢處理”，讓學生意識到硫酸、硝酸的大量生產所形成的環境風險和生態風險，能對“三廢”做出決策反應。

【環節三】開發酸雨的防治、決策風險

【學生活動】角色分工、小組討論。

1. 假設你是一位科學家，請思考該如何從源頭上控制SO2、氮氧化物的產生？

2. 假設你是化工技術員，請思考該如何在保證正常生產的前提下防止SO2、氮氧化物的排放？

3. 假設你是農科員，請思考該如何指導農民治理酸雨造成的傷害？

4. 假設你是外交官，請思考該如何開展全球環保？

5. 你是你自己，又可以做些什么？

【生】結合教材，學生通過討論，暢所欲言，形成共識。

【設計意圖】本環節的設計旨在引導學生將自己所學知識與解決社會、生活等實際問題結合起來，讓學生在不同角色的擔當中感受社會各界在防治酸雨方面做的努力。培養學生如何根據具體情況選擇合適方法的決策能力，為培養學生成為未來負有責任心的社會公民做好鋪墊。

三、 教學反思

1. 聯系生活實際提高學生對科學風險的認知能力

導入新課時，本著生活中的熱點問題，激發學生的學習興趣，關注與化學有關的社會熱點問題來創設教學情境，展示空氣質量日報、酸雨危害的視頻等素材，試圖從生活、生產知識中提煉出化學學科知識，分析討論二氧化硫和氮氧化物的用途，充分認識風險具有的兩重性，提高學生對科學風險的認知能力，并有意識地引導學生從多個角度對相關問題作出價值判斷。

2. 利用學生已有知識和經驗培養學生的決策能力

設計這節課的幾個環節，如探究酸雨的性質、開發酸雨的防治，教師不能急于包辦講完，而是先由學生用他們的已有經驗得出一些零星的解決方法，給學生創造一個相互交流、集思廣益的氛圍，在課堂中引導學生養成根據證據進行推理、理智處理問題的核心素養，養成民主地對待不同的意見，綜合地看待問題的基本素養，從而形成正確的科學價值觀以及與風險認知所對應的決策能力。

參考文獻：

[1]孟憲華，倪娟.化學教學中的風險議題選擇與應用[J].化學教學，2016（2）：33-37.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2003年版）[S].北京：人民教育出版社，2003.