彰顯STSE教育理念的初中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐

朱青

[摘 要]STSE教育理念強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境的相互關(guān)系，主張將知識(shí)融入生產(chǎn)生活的實(shí)際情境中。文章在充分研究義務(wù)教育及普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)與初中化學(xué)教材的基礎(chǔ)上，以“水的凈化”為例，探索彰顯STSE教育理念的初中化學(xué)教學(xué)，通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新教學(xué)活動(dòng)，達(dá)到優(yōu)化教學(xué)效果、有效培育學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”核心素養(yǎng)、促進(jìn)教師專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)的目的。

[關(guān)鍵詞]STSE教育理念;水的凈化;真實(shí)情境;核心素養(yǎng)

[中圖分類(lèi)號(hào)]? ? G633.8? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2022）08-0065-03

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》提出， 要培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，并創(chuàng)新培育化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)方式?！翱茖W(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，其深刻揭示了化學(xué)學(xué)科的價(jià)值取向。為了使學(xué)生逐漸形成“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”核心素養(yǎng)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)和價(jià)值，充分理解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境（STSE）的關(guān)系[1]。但從當(dāng)前課堂教學(xué)來(lái)看，部分教師側(cè)重學(xué)科知識(shí)，對(duì)與知識(shí)相關(guān)的社會(huì)及環(huán)境問(wèn)題只作淺層或附帶性介紹，導(dǎo)致自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)相對(duì)割裂，STSE的相關(guān)內(nèi)容如同點(diǎn)綴，并未深入涉及科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境之間的作用與聯(lián)系，因而學(xué)生缺乏真實(shí)的體驗(yàn)，難以調(diào)動(dòng)生活經(jīng)驗(yàn)來(lái)支持知識(shí)學(xué)習(xí)（如圖1）。本文基于STSE教育理念，探索如何科學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新教學(xué)活動(dòng)，以達(dá)到優(yōu)化教學(xué)效果、有效培育學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”核心素養(yǎng)的目的。

一、STSE教育理念的內(nèi)涵

STSE是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、社會(huì)（Society）、環(huán)境（Environment）的英文縮寫(xiě)。STSE教育理念是將知識(shí)融入生產(chǎn)生活的實(shí)際情境中，旨在讓學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)和生活發(fā)展中的應(yīng)用，以及對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響，樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)決策能力的提升，發(fā)展與增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任感的新興教育理念[2]。STSE教育理念提倡學(xué)科交叉融合，表現(xiàn)在相關(guān)學(xué)科之間的綜合應(yīng)用上，如自然、社會(huì)和人文科學(xué)間的融合，基本科學(xué)技術(shù)術(shù)語(yǔ)和概念的綜合，科學(xué)研究過(guò)程和方法的融合。

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》中明確提出，初中階段的化學(xué)學(xué)習(xí)要重視學(xué)科間的聯(lián)系，增加跨學(xué)科內(nèi)容，注意化學(xué)與物理學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)以及社會(huì)科學(xué)之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí)、決策能力以及科學(xué)精神與人文精神。初中化學(xué)所蘊(yùn)含的學(xué)科交叉融合的思想與STSE教育理念一致。因此，針對(duì)處于化學(xué)啟蒙階段的初中生開(kāi)展STSE教育，對(duì)其科學(xué)觀、社會(huì)觀等的形成具有積極的作用。

二、基于STSE教育理念的“水的凈化”教學(xué)實(shí)踐

下文的“水的凈化”課例是筆者所上的一節(jié)省級(jí)示范課。課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本課的要求是了解常見(jiàn)凈化水的方法，了解或?qū)嵉卣{(diào)查飲用水源的質(zhì)量和水凈化處理的方法。教材中提供了自來(lái)水廠生產(chǎn)工藝這一STSE情境素材。

建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)的獲得是學(xué)習(xí)者在真實(shí)情境中通過(guò)與他人合作交流、共同探究，進(jìn)行意義建構(gòu)的過(guò)程?？梢?jiàn)，真實(shí)情境下的教育是非常有力量的教育?；赟TSE教育理念的化學(xué)課堂，以真實(shí)情境為載體，并將其作為主線貫穿教學(xué)始終（如圖2）。教材中的自來(lái)水廠生產(chǎn)工藝這一真實(shí)情境素材并非簡(jiǎn)單科普和點(diǎn)綴，恰當(dāng)利用，可豐富學(xué)生思考的問(wèn)題，增加課程的學(xué)科思維含量，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)與技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境之間的緊密聯(lián)系，在知識(shí)、能力、情感等方面均有所突破，從而培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”核心素養(yǎng)。

（一）設(shè)計(jì)思路

本節(jié)課以學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)提升為目標(biāo)，以自來(lái)水廠水的凈化情境為載體，以將天然水轉(zhuǎn)變?yōu)閮艋纳a(chǎn)過(guò)程為主線，采用情境模擬法、問(wèn)題導(dǎo)向法，把知識(shí)問(wèn)題引向縱深的邏輯思維和創(chuàng)新思維，解決學(xué)生的須知問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，是從福州的母親河——閩江等學(xué)生身邊的資源環(huán)境入手，使課堂滲透人文情感;通過(guò)手持技術(shù)、宏微結(jié)合等方式分析水質(zhì)，讓學(xué)生知曉凈水緣由及其必要性;整合教材中幾種單個(gè)不連續(xù)的凈化方法實(shí)驗(yàn)，自制實(shí)驗(yàn)儀器，通過(guò)一體化自來(lái)水廠凈水流程模擬實(shí)驗(yàn)（如圖3），化繁為簡(jiǎn)，優(yōu)化教材，在課堂中重現(xiàn)自來(lái)水廠的生產(chǎn)工藝，讓學(xué)生身臨其境。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)觀察中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)師生“互換角色”（教師由“講授”向“助力”轉(zhuǎn)變;學(xué)生從“學(xué)答”向“學(xué)問(wèn)”轉(zhuǎn)變），使知識(shí)在互動(dòng)間入腦入心，在掌握基礎(chǔ)知識(shí)——吸附、沉降、過(guò)濾等凈化水常用方法的同時(shí)，逐漸從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)混合物分離的思想方法。通過(guò)自來(lái)水廠實(shí)地考察視頻，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注化學(xué)在生產(chǎn)中的作用，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)和生活發(fā)展中的應(yīng)用。本節(jié)課著力于幫助學(xué)生從化學(xué)角度認(rèn)識(shí)水的凈化，樹(shù)立珍惜資源、節(jié)約資源的意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展觀，用發(fā)展的眼光看待凈水工藝，認(rèn)識(shí)科技進(jìn)步對(duì)生產(chǎn)生活的影響。

（二）教學(xué)流程（見(jiàn)圖4）

（三）教學(xué)評(píng)價(jià)

1.過(guò)程性評(píng)價(jià)

在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生參與積極性很高，尤其是模擬實(shí)驗(yàn)激發(fā)了學(xué)生的興趣，整個(gè)釋疑解惑過(guò)程學(xué)生參與度較高。凈水流程模擬實(shí)驗(yàn)及自來(lái)水廠實(shí)地考察視頻，為課堂教學(xué)創(chuàng)設(shè)了真實(shí)的情境。學(xué)生普遍表現(xiàn)出對(duì)本節(jié)課所展現(xiàn)的自然、社會(huì)、環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注，也對(duì)相關(guān)的技術(shù)手段表現(xiàn)出濃厚的興趣。

本節(jié)課出現(xiàn)了較多意想不到的課堂生成。例如，學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)提出問(wèn)題：“如圖3C，裝置中的石英砂和活性炭是否能夠互換位置？”“消毒液殘留是否會(huì)對(duì)人體造成危害，是否需要去除？”“消毒液的殘留標(biāo)準(zhǔn)是多少？”在暢想如何創(chuàng)新凈水技術(shù)時(shí)，學(xué)生提出了“在河道中安裝超濾裝置”“直接將飲用水通入千家萬(wàn)戶，省去中間環(huán)節(jié)”等措施。以上課堂生成體現(xiàn)了學(xué)生具有獨(dú)立思考、敢于質(zhì)疑和批判的創(chuàng)新精神。以學(xué)生為主體的課堂無(wú)疑是富有個(gè)性的、多元化的?？勺寣W(xué)生提前收集閩江水、自來(lái)水廠生產(chǎn)工藝及凈水器等相關(guān)資料，以提高學(xué)生課堂參與度，促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展。

2.結(jié)果性評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)凈水過(guò)程的討論和分析，學(xué)生逐漸認(rèn)識(shí)了混合物分離提純的原理和方法，在解答有關(guān)水凈化主要方法及目的的填空題時(shí)正確率高，且在應(yīng)用知識(shí)參與科技建議和決策時(shí)能基于混合物分離原理暢所欲言，體現(xiàn)了本節(jié)課良好的學(xué)習(xí)效果。本節(jié)課從模擬實(shí)驗(yàn)到理論學(xué)習(xí)再到觀看實(shí)地考察視頻，各個(gè)層次的學(xué)生都能在原有認(rèn)知水平上有所提升。

三、總結(jié)與反思

（一）STSE教育有利于提升學(xué)科素養(yǎng)

寓情于境、以境激情，參與活動(dòng)、獲得體驗(yàn)，落實(shí)反思、增進(jìn)內(nèi)化，是培育與發(fā)展“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”核心素養(yǎng)的關(guān)鍵教學(xué)策略[3]。從本課教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，基于 STSE 教育理念的教學(xué)能較好地體現(xiàn)該教學(xué)策略。例如，自來(lái)水廠的生產(chǎn)工藝和模擬實(shí)驗(yàn)，加深了學(xué)生對(duì)凈水環(huán)節(jié)的理解;復(fù)雜的凈水工藝，讓學(xué)生領(lǐng)悟到水資源的來(lái)之不易，意識(shí)到保護(hù)水資源的重要性，并且能夠根據(jù)所學(xué)知識(shí)對(duì)凈水技術(shù)的發(fā)展提出暢想。學(xué)科交叉融合，可促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的掌握和運(yùn)用，以及科學(xué)決策能力的提升，增進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)與技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境之間相互關(guān)系的理解，使學(xué)生的“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”核心素養(yǎng)得以提升。

（二）STSE教育有利于優(yōu)化教學(xué)效果

STSE教育將知識(shí)拓展至STSE領(lǐng)域，從當(dāng)代社會(huì)的環(huán)境、資源、技術(shù)等角度創(chuàng)設(shè)真實(shí)教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生在情境觀察過(guò)程中調(diào)動(dòng)原有認(rèn)知發(fā)現(xiàn)問(wèn)題;在面對(duì)實(shí)際問(wèn)題時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生小組交流討論，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行猜想假設(shè)，運(yùn)用化學(xué)知識(shí)給出相應(yīng)的解釋與解決策略，并設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)方案去驗(yàn)證猜想;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，收獲新知;通過(guò)對(duì)問(wèn)題的反思交流，升華學(xué)生對(duì)STSE議題的認(rèn)知，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到“化學(xué)從生活中來(lái)，到生活中去”，提高學(xué)生的綜合能力。

（三）STSE教育有利于促進(jìn)教師成長(zhǎng)

STSE教育理念突破了教師的傳統(tǒng)教學(xué)觀念，要求教師通過(guò)新聞報(bào)道、網(wǎng)絡(luò)媒體、手機(jī)APP、實(shí)地考察等各種渠道收集資料并采用不同的方式來(lái)研究。STSE教育理念倡導(dǎo)學(xué)科交叉融合，促使教師在提升自身的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的同時(shí)，更注重提升自身在自然、社會(huì)和人文學(xué)科方面的知識(shí)水平，以及跨學(xué)科整合的能力?；赟TSE教育理念的課堂，更側(cè)重于情境下的學(xué)生活動(dòng)及體驗(yàn)、反思和表達(dá)，因此教師要注重課堂預(yù)設(shè)與生成的融合，不斷加強(qiáng)自身的課堂掌控能力，進(jìn)而提升教學(xué)水平，獲得專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）[M].北京：人民教育出版社，2003.

[2]? 糜洛施，曹明富.我國(guó) STSE 教育研究文獻(xiàn)綜述[J].科學(xué)教育，2011（3）：64-66.

[3]? 楊梓生，吳菊華，張賢金.對(duì)“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”素養(yǎng)及教學(xué)培育的認(rèn)識(shí)[J].化學(xué)教與學(xué)，2019（8）：2-5.

（責(zé)任編輯 羅 艷）