基于STSE教育理念的高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐探索

劉秀杰

摘 ?要 新一輪的課程改革，將STSE納入課程目標(biāo)、教材建設(shè)、高考命題方向與實(shí)踐教學(xué)之中。運(yùn)用文獻(xiàn)法、案例法、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法等，探討基于STSE教育理念的高中化學(xué)教學(xué)，以進(jìn)一步提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，為促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)筑堅(jiān)實(shí)的人才后盾。

關(guān)鍵詞 STSE;科學(xué)教育;高中化學(xué);課程改革;核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.8 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）13-0097-03

1 前言

STSE是科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境的英文縮寫(xiě)，將其滲透在各個(gè)學(xué)科教學(xué)之中，已經(jīng)成為國(guó)際化教育改革的潮流與熱點(diǎn)。那么，如何將STSE教育理念融入高中化學(xué)教學(xué)之中呢？新一輪的課程改革已經(jīng)將STSE納入課程目標(biāo)、教材建設(shè)、高考命題方向與實(shí)踐教學(xué)之中，讓學(xué)生從根本上認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境四者之間的依存關(guān)系，使學(xué)生真正懂得如何與自然和諧相處，以進(jìn)一步提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，為促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)筑堅(jiān)實(shí)的人才后盾。

2 背景研究：STSE的產(chǎn)生

20世紀(jì)中葉以后，以英國(guó)為代表的歐洲國(guó)家對(duì)STS進(jìn)行了研究，著重強(qiáng)調(diào)自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的綜合教育，旨在為解決當(dāng)代廣泛存在的技術(shù)問(wèn)題奠定技術(shù)基礎(chǔ);1982年，全美科學(xué)教師協(xié)會(huì)為了改善美國(guó)科學(xué)教育質(zhì)量，提出STS教育報(bào)告，著重強(qiáng)調(diào)科學(xué)與技術(shù)的融合，旨在提升學(xué)生的科學(xué)技術(shù)素養(yǎng);1984年，加拿大國(guó)家科學(xué)委員會(huì)發(fā)布的《普及科學(xué)教育：培育加拿大人以迎接未來(lái)》中也提出科學(xué)與技術(shù)的教育論點(diǎn)。20世紀(jì)80年代末期，STS已經(jīng)被認(rèn)為是“科學(xué)教育活動(dòng)的焦點(diǎn)”。在此后十幾年的研究中，人們認(rèn)識(shí)到科技、生產(chǎn)的發(fā)展已經(jīng)影響到自己賴以生存的環(huán)境。1996年，美國(guó)在全國(guó)課程標(biāo)準(zhǔn)中將STS擴(kuò)展為STSE教育，隨后多個(gè)國(guó)家紛紛響應(yīng)，在課程標(biāo)準(zhǔn)或教學(xué)大綱中融入STSE教育理念。

在STSE教育方面，我國(guó)起步較晚。1987年，原國(guó)家教委在“七五”計(jì)劃中納入STS教育，并將北京師范大學(xué)附屬中學(xué)作為試點(diǎn);1991年，全國(guó)教育科學(xué)“八五”規(guī)劃中將“理科教育中的STS研究”歸為國(guó)家教委重點(diǎn)課題;1993年5月，STS研究中心正式在中國(guó)社會(huì)科學(xué)院成立;21世紀(jì)，我國(guó)已經(jīng)明確地將科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)教育融入基礎(chǔ)教育課程改革之中，并作為重要的教育理念之一，在課程標(biāo)準(zhǔn)、教科書(shū)、高考命題方向和實(shí)踐教學(xué)中有了廣泛的體現(xiàn)。近年來(lái)，隨著全球氣候、環(huán)境變化問(wèn)題的日益嚴(yán)重，我國(guó)對(duì)可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題開(kāi)始重點(diǎn)關(guān)注，STSE思想也越來(lái)越被人們重視，并逐步延伸為科學(xué)教育改革的主流。

3 內(nèi)容研究：領(lǐng)悟STSE教育的理念

美國(guó)科學(xué)教育協(xié)會(huì)認(rèn)為，STSE教育就是對(duì)科學(xué)的教學(xué)與學(xué)習(xí)，但應(yīng)在人類經(jīng)驗(yàn)范圍內(nèi)。Yager認(rèn)為，科學(xué)教育的核心就應(yīng)該是STSE;Solomon認(rèn)為，STSE教育應(yīng)該是多元化的，不僅要致力于科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境的研究，更應(yīng)討論個(gè)人觀點(diǎn)、價(jià)值觀和多元文化的維度;我國(guó)部分學(xué)者認(rèn)為，STSE教育的核心在于將科學(xué)教育與社會(huì)生產(chǎn)、發(fā)展、生活、環(huán)境相結(jié)合，利用學(xué)生的學(xué)習(xí)情感，使學(xué)生主動(dòng)關(guān)注社會(huì)發(fā)展，并在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生強(qiáng)烈的未來(lái)意識(shí)與參與意識(shí)，從而更主動(dòng)地學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)，練就自己參與科學(xué)技術(shù)決策的本領(lǐng)，以將學(xué)生培養(yǎng)成為具有良好科學(xué)素養(yǎng)的人才。

筆者認(rèn)為，STSE教育應(yīng)包括科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法、科學(xué)思維和科學(xué)觀，讓學(xué)生了解科學(xué)、技術(shù)在人類生活中的影響，了解科學(xué)、技術(shù)對(duì)環(huán)境的影響，從而建立人與自然和諧相處的意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，并使學(xué)生能夠結(jié)合自己所學(xué)提出合理決策。當(dāng)然，在推行STSE教育的過(guò)程中，要圍繞我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的實(shí)際情況，結(jié)合新課程改革思想，建立切實(shí)可行的對(duì)應(yīng)策略，以科學(xué)合理、長(zhǎng)久有效地推行STSE教育。

4 融入化學(xué)：建立STSE教育的模式

化學(xué)是自然科學(xué)中最重要的領(lǐng)域之一。因此，將STSE教育理念融入高中化學(xué)教育是非常可行的。在新課程改革中，課程教學(xué)注重生活化，不妨也融入其中，建立注重生活化、以STSE為教學(xué)理念的課堂模式，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)概念，積極地將知識(shí)與科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境相結(jié)合，在實(shí)際應(yīng)用中培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，學(xué)會(huì)與自然和諧相處。在具體教學(xué)中將課堂分為五個(gè)環(huán)節(jié)，如圖1所示。

在教學(xué)中，教師將生活與化學(xué)知識(shí)相結(jié)合，以建立合適的生活情境;讓學(xué)生在對(duì)情境的觀察中調(diào)動(dòng)原有認(rèn)知，從而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題;鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行小組討論，積極對(duì)問(wèn)題進(jìn)行猜想探究，并設(shè)置具體的實(shí)驗(yàn)方法去操作和測(cè)量;引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整合，以收獲新知;將知識(shí)拓展到STSE領(lǐng)域，使學(xué)生面對(duì)實(shí)際問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生給出相應(yīng)的解釋與解決策略。這樣的課堂可以讓學(xué)生切實(shí)領(lǐng)悟化學(xué)知識(shí)“從生活中來(lái)、到生活中去”，幫助學(xué)生建立大化學(xué)觀，有效提升學(xué)生的綜合能力。

5 課堂教學(xué)：展示STSE教育的實(shí)例

金屬在日常生活中最為常見(jiàn)，也是當(dāng)前工業(yè)研究的重點(diǎn)之一。本文就以“金屬的腐蝕與防護(hù)”為例，分析STSE教育視角下的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)。

創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)情懷 ?各種金屬腐蝕的圖片使學(xué)生的惋惜情感自然流出，不由自主地對(duì)相關(guān)知識(shí)傾注更多的關(guān)心與思考，這正是課堂所需要的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

【課堂情景1】讓學(xué)生想一想生活中有哪些生銹的鐵制品，給學(xué)生展示金屬腐蝕的典型照片。

【課堂情景2】“金屬的腐蝕與防護(hù)”始終是一個(gè)世界性的難題，每年由于金屬腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國(guó)民生產(chǎn)總值的2%～4%，在全世界造成的損失約達(dá)7000億美元，是火災(zāi)、臺(tái)風(fēng)、地震等自然災(zāi)害損失總和的六倍。另外，金屬腐蝕還為各行各業(yè)帶來(lái)巨大的災(zāi)難與損失，如造成鋼鐵橋梁突然斷塌、飛機(jī)墜毀、電廠忽然停電等。

【設(shè)計(jì)意圖】STSE教育視角下的“新課導(dǎo)入”，從學(xué)生熟悉的生活環(huán)境入手，讓學(xué)生觀察金屬腐蝕后的樣子，再通過(guò)資料閱讀讓學(xué)生了解金屬腐蝕的危害。通過(guò)以上方式讓學(xué)生對(duì)自己從不注意的金屬腐蝕產(chǎn)生興趣，使學(xué)生的情感交融到課堂情景之中，使學(xué)生能主動(dòng)調(diào)用認(rèn)知融入學(xué)習(xí)中。

提出問(wèn)題，材料閱讀 ?問(wèn)題的提出是學(xué)生開(kāi)始思考的起點(diǎn)。學(xué)生對(duì)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)會(huì)使其更具主動(dòng)性，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力，而且能讓其沉下心來(lái)查閱材料，為問(wèn)題解決提供更為豐富的素材。

【教師引導(dǎo)】面對(duì)金屬腐蝕的危害，大家有什么感想？

【學(xué)生問(wèn)題】金屬為什么會(huì)腐蝕？金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)是什么？

【教師過(guò)渡】這些問(wèn)題也是我想要提出的問(wèn)題，怎么解決這一問(wèn)題呢？大家可以查閱相關(guān)的化學(xué)資料，看看能不能給你更多的啟示。

【資料閱讀】金屬或合金的腐蝕主要是因?yàn)榕c周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗。

【設(shè)計(jì)意圖】STSE教育視角下的問(wèn)題提出，使學(xué)生學(xué)會(huì)了觀察、發(fā)現(xiàn)，為下一步的思考提供了方向。為了解決問(wèn)題，學(xué)生會(huì)主動(dòng)對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行閱讀，為接下來(lái)的猜想探究提供一定的理論支持，以使自己的思考角度和深度上一個(gè)臺(tái)階。

猜想探究，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 ?猜想是以一定的理論為依據(jù)的，并非隨心所欲地胡亂猜想。有了資料閱讀做支撐，教師就可以讓學(xué)生對(duì)金屬腐蝕進(jìn)行大膽猜想，并鼓勵(lì)其設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

【學(xué)生猜想】金屬腐蝕與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，液體的性質(zhì)不同，所發(fā)生的反應(yīng)也會(huì)有所不同吧？初中學(xué)過(guò)活潑金屬與酸反應(yīng)放出氫氣，也就是說(shuō)如果溶液呈酸性，應(yīng)該能放出氫氣并生成亞鐵離子。

【學(xué)生猜想】如果溶液呈中性呢？溶液呈堿性呢？鐵就不會(huì)反應(yīng)了，這樣就能保護(hù)鐵了。

對(duì)這些觀點(diǎn)，學(xué)生進(jìn)行了激烈討論，并在相互傾聽(tīng)、借鑒和整合中設(shè)計(jì)出探究實(shí)驗(yàn)。

【實(shí)驗(yàn)探究】如圖2所示，在一張白紙上放一些鐵粉和少量的炭粉，并混合均勻;將鐵粉和炭粉的混合物分別灑在用氯化鈉溶液和稀醋酸溶液潤(rùn)濕過(guò)的兩個(gè)錐形瓶中，按照?qǐng)D示連接好裝置;一段時(shí)間后，觀察U形管中水珠的變化和錐形瓶?jī)?nèi)的現(xiàn)象。

【設(shè)計(jì)意圖】STSE教育視角下的猜想探究，是讓學(xué)生根據(jù)已有的認(rèn)知和通過(guò)資料查閱擁有自己的想法，并通過(guò)中性環(huán)境、酸性環(huán)境下金屬的腐蝕情況的研究，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力、分析能力。同時(shí)，注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全意識(shí)教育。

歸納總結(jié)，獲取新知 ?歸納，就是在觀察的基礎(chǔ)上，找到事物的不同方向，然后歸納得出一般結(jié)論;總結(jié)，就是學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的思考，在一項(xiàng)活動(dòng)結(jié)束后的回顧，并尋找不足、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的過(guò)程。歸納總結(jié)讓學(xué)生對(duì)金屬腐蝕有一個(gè)全面細(xì)致的了解。

【學(xué)生歸納】我們發(fā)現(xiàn)潤(rùn)濕醋酸的那個(gè)實(shí)驗(yàn)中，水柱右高左低;潤(rùn)濕氯化鈉溶液的那個(gè)實(shí)驗(yàn)中，水柱左高右低。這是因?yàn)閮蓚€(gè)條件下發(fā)生的反應(yīng)不同，如表1所示。

【設(shè)計(jì)意圖】STSE教育視角下的歸納總結(jié)，讓學(xué)生在對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察、分析中獲得結(jié)論，利用比較、歸納、分類有條不紊地對(duì)知識(shí)進(jìn)行整理，以幫助學(xué)生形成自己的知識(shí)體系，使其形成歸納總結(jié)的能力，為問(wèn)題的解決打下基礎(chǔ)。

延伸拓展，建立決策 ?延伸拓展，就是將已有的認(rèn)知遷移到更為廣闊的領(lǐng)域中去;建立決策，就是在問(wèn)題面前根據(jù)自己的認(rèn)知形成自己的想法，從而建立切實(shí)可行的方法技巧。

【課堂延伸】金屬腐蝕給生產(chǎn)、生活帶來(lái)很大的危害，金屬應(yīng)該如何去防護(hù)呢？

學(xué)生利用已有的生活經(jīng)驗(yàn)，利用原有的原電池、電解池的知識(shí)，對(duì)金屬的防護(hù)進(jìn)行討論并得出自己的決策。

【學(xué)生決策】金屬防護(hù)措施：加一個(gè)保護(hù)層;加入其他元素形成不銹鋼;犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法;外加電流陰極保護(hù)法。

【設(shè)計(jì)意圖】STSE視角下的延伸拓展是將學(xué)生帶回到生活中去，力求利用已有的知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，以使學(xué)生對(duì)環(huán)境問(wèn)題不再只是關(guān)注，而能夠勇敢地面對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境中的大問(wèn)題，并給出切實(shí)可行的決策，從而使學(xué)生有信心、有智慧與大自然和諧相處。

6 結(jié)語(yǔ)

總之，STSE教育與我國(guó)現(xiàn)階段的新課程理念相符。因此，STSE教育更應(yīng)該與日常教學(xué)相結(jié)合，讓學(xué)生更多關(guān)注這方面的信息與知識(shí)，從而利用集體的力量來(lái)解決環(huán)境問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處。

參考文獻(xiàn)

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