高中化學教學中學生科學風險認知與決策能力的培養

胡祥

【摘 要】在當前的高中化學教學中，教師應引導學生一分為二地認識并探究科學，使學生既能夠認識到科學的積極價值，也能夠認識到科學的消極因素，在化學課堂中培養自身的科學風險認知能力與決策能力。本文以《鈉、鎂及其化合物》（蘇教版必修1）的教學單元內容為例，淺談高中化學教學中學生科學風險認知與決策能力的培養。

【關鍵詞】高中化學教學;核心風險認知;決策能力

科學知識的不確定性、科學探究的不規范及主觀上的科學風險認知局限等因素，構成了科學風險的根源。在高中化學教學中，教師通過強化科學風險認知、培養科學探究精神、規范化學實驗操作、滲透綠色化學理念等策略，讓學生認識科學風險發生的要素及如何預防風險發生，即使有可能發生的科學風險，也能臨危決策應對，最大限度地降低危害。

1.強化科學風險認知

在高中化學教學中，教師強化學生的科學風險認識，使其認識到科學的兩面性，不要過于迷信科學，而忽略了科學風險的不確定性及不可預知性。調查表明，高中生對科學風險的主觀評估及認知能力，很大程度上影響了他們的科學風險決策水平及應對能力。當一個人的科學知識結構越完整，他對風險的評估及控制也就越理性。在《鈉、鎂及其化合物》的教學中，教師設疑啟思：日常生活中制作煙花或照明彈常常用到鎂粉，這是利用了鎂的什么性質？學生明確：鎂在空氣中燃燒，發出耀眼的白光。順勢設疑以強化學生的科學風險認知：鎂帶燃燒時要注意發出的強光對眼睛的傷害。那么，人們在制作煙花或照明彈時，應注意哪些事項？學生明確：計算鎂粉的使用比例;掌握易燃易爆物的安全知識。教師為了讓學生掌握易燃易爆物的安全知識，鏈接課外趣味實驗“粉筆炸彈”：某興趣小組根據所學化學知識做了個趣味小實驗，他們將紅磷和氯酸鉀按比例混合拌酒精，填入挖空的粉筆中，晾干后制作成“粉筆炸彈”，將粉筆往地上摔，產生爆炸現象。不幸的是，他們也被炸傷。你能說說原因嗎？如果你要對他們的實驗操作進行改進，應如何做？首先，列出化學方程式5KClO+6P=5KCl+3PO，根據化學方程式計算實驗藥品的混合比例。其次，明確容易產生風險的三點：紅磷與氯酸鉀干拌容易發生爆炸;“粉筆炸彈”制成后不能久置;廢棄物不能隨意丟掉，混合物用不完不能回收，要在鐵盤中點燃。

2.培養科學探究精神

在高中化學教學中，培養學生的科學探究精神，重視以定性分析和定量分析作為科學認識的一種方法，盡可能地讓學生形成謙虛、謹慎的科學探究態度，而不是盲目自信，想當然地理解化學問題。不少學生是實驗探究時，圖簡單省事，在某些氣體燃燒之前不驗純，導致實驗結果與預期有出入，甚至發生爆炸現象。在《鈉、鎂及其化合物》的教學中，在探究鈉燃燒的實驗之前，教師以問來引導學生思考：在所學的化學知識中，有沒有因為條件不同導致產物不同的。學生通過思考，舉出碳與氧氣燃燒的例子，在氧氣充足的條件下生成二氧化碳，在氧氣不足的情況下生成一氧化碳。同樣，鈉與氧氣的燃燒也是如此。教師設疑，激發學生的科學探究興趣：明明教材上說金屬鈉是銀白色的，可是觀察保存在煤油中的金屬鈉，其表面卻不是銀白色的，這是為什么？假如金屬鈉失火了，該如何處理？能用水撲滅嗎？為什么？這樣，在高中化學課堂中，教師引導學生多問幾個為什么，在問題的引領下多多思考，多多科學探究，其科學風險認知與決策能力自然會提高。

3.規范化學實驗操作

化學實驗成功的基本前提是科學認知與規范操作?；瘜W實驗操作不規范，容易使潛在的科學風險發生，產生或多或少的危害。高中化學教學中，教師應讓學生在實驗操作中熟悉基本的正確操作方式，使其明白如何使用膠頭滴管、怎樣檢查裝置的氣密性、用試管給液體加熱的注意事項，不同氣體的收集方法等，以減少科學風險，減少化學危害的發生。在《鈉、鎂及其化合物》的教學中，教師讓學生探討鈉的保存方法及原因。學生通過思考交流，明確：鈉應當保存在煤油中，若暴露在空氣中易被氧化。這時教師讓學生判斷這一實驗操作：為探究“鈉的性質”，某同學用手拿出一小塊金屬鈉，用濾紙吸去表面的煤油之后，拿小刀切開，觀察鈉表面顏色的變化。請你找出該同學操作不當之處。學生結合所學的有關金屬鈉的性質，探討交流得出：該學生直接用手拿金屬鈉是不正確的，因為手上有汗液，鈉與水容易發生化學反應。根據觀察發現，不少高中生在化學課堂上缺乏科學風險意識，教師不妨在實驗操作之前讓學生寫出實驗操作步驟及實驗細節，從經濟、環保、科學的角度對實驗操作要領進行論證，在實驗結束后對不成功或呆改進的地方，加以交流論證，以提升科學風險認知與決策能力。如：某學生給試管里的液體加熱，實驗結束發現試管已破裂，請分析造成破裂的可能原因。學生通過探討交流，從而明確：用內焰加熱，試管外壁有水，或沒有先預熱等，容易使試管受熱不均勻，使試管破裂。

4.滲透綠色化學理念

化學是一門應用性極強的學科。教師在高中化學教學中滲透綠色化學理念，通過減少污染排量、回收廢棄實驗藥品、循環使用資源等途徑，使學生意識到環保的重要性，也能夠提高學生的科學風險認知與決策能力，盡可能地從源頭上消除污染。在《鈉、鎂及其化合物》的教學中，學生學了碳酸鈉與碳酸氫鈉的區別及用途，教師提出問題：生活中用碳酸鈉作洗滌劑，對人體有沒有危害？人們常用蘇打粉（NaCO）做洗滌劑來清除家里的油污，這樣做的化學依據是什么？有沒有科學風險存在？學生思考并明確：食用油主要成分是酯類，酯在堿性條件下可以水解成高級脂肪酸和甘油，這樣就可以洗下去了，而碳酸鈉溶液呈堿性，所以能有效除去油污。由此可見，用蘇打粉做洗滌劑清除油污并沒有科學風險。碳酸氫鈉（NaHCO）用于食品發酵是不是最佳選擇，能不能用NaCO替代？學生思考并明確：人體胃酸的主要成分是HCl，碳酸氫鈉能夠直接與HCl發生中和反應，而如果使用NaCO則多了NaCO+CO+HO=2NaHCO的化學反應，故選用碳酸氫鈉（NaHCO）來發酵食品，這體現了經濟、簡單的綠色化學理念。由此看來，在高中化學教學中滲透綠色化學理念，就是盡可能地從人類與環境的角度出發，對化學探究過程中的利弊加以權衡，以最大程度地減少科學風險及危害。為此，綠色化學理念應滲透在化學課堂的方方面面，如化學實驗藥品的使用要盡可能地不浪費，對化學廢棄物的回收盡可能地考慮到環保及可再利用的需求。對化學實驗中不確定因素盡可能考慮多一點。當學生掌握了鎂及其化合物的性質的有關知識后，教師以問題拓展思考：人們常常用鎂制作煙花，而煙花爆竹加工廠或汽油站常常貼著禁止吸煙的圖標，你能猜出大致原因嗎？這是出于安全的考慮，對于易燃易爆物或氣體，小小的火星都能引發爆炸或火災，造成不可挽回的生命財產損失。

總之，高中化學教學中學生科學風險認知與決策能力的培養，重在教師的積極引導與學生的全面參與，以理性而嚴謹的眼光看待科學，在科學探究中融入思考與良知，在化學應用中倡導綠色理念，從而不斷提高科學風險的認知與決策能力。

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