核心素養下STSE教育理念在高中化學課堂中的應用研究*

夏銘璟，王 靚，衛艷新，江樂霄，朱 藝

(1.合肥師范學院 化學與化學工程學院，安徽 合肥 230601;2.合肥市第四十六中學，安徽 合肥 230022)

STSE(Science、Technology、Society、Environment)是將課堂教學與科學、技術、社會、環境有機融合的教育理念，學生能將化學知識與帶入到對應情境中科學應用，形成正確的價值觀[1]。2018年1月，教育部印發了《普通高中化學課程標準(2017年版)》，提出化學核心素養，從五個層面對學生的化學學習、社會參與、思想觀念等提出了要求，這與STSE教育理念是高度吻合的。所以傳統課堂中以知識為本的教學方式已經不能滿足學生發展的需求，教師應運用科學的教學理念與模式引導學生進行自主建構，了解化學這門學科在人類社會生活中扮演的重要角色，促進學生在面對復雜的事件時能用科學的態度做出正確決策[2]。

1 核心素養下STSE教育理念在高中化學課堂中的實施目標

1.1 落實新課程的改革目標

《普通高中化學課程標準(2017年版)》強調關注社會生活中與化學相關的重要問題，意識到資源合理利用與環保的必要性，理解科學技術、社會生活、環境保護和化學學習之間的緊密聯系[3]。在21世紀的今天，化學在推動科學技術發展的過程中促進了人類文明的進步，而人類社會的進步又反向推進了技術的發展和化學學科發展，所以要實現可持續的雙向促進，就必須將STSE教育理念融入化學教學，將科學知識放在具體的社會文化背景下，正確引導學生看待化學與四者之間的聯系，落實新課程的改革目標。

1.2 培養中學生的核心素養

學生是推動社會進步的重要力量之一，其中核心素養是決定其未來良好發展不可缺少的部分。STSE教育理念改變以往課程中過于注重知識傳授的傾向，倡導教師采用靈活、豐富的教學手段，促進學生深度學習、主動參與、敢于創新，培養科學探究意識和理性思維，促進學生素養提升和全面發展。

1.3 促進社會的可持續發展

生活在21世紀的今天，化學與人類生活緊密相關，但如果人類沒有科學應用化學技術的意識，一味追求科學技術帶來的利益，不顧環境的自我調節能力，那么人類最終將成為最大的風險承擔者。因此，化學教學要結合具體STSE教學內容，采用多樣化的教學手段給予學生正確的理念指導，應著重強調科學技術與社會環境之間的相互聯系，培養學生綠色、低碳、循環和可持續發展的意識，推動人類社會更好地發展。

2 核心素養下STSE教育理念在高中化學課堂中的實施策略

2.1 運用情境教學法，激發學生學習興趣

情境教學法是指為了打造良好的課堂氛圍，教師有目的地創設各種能打動學生心靈的情境來進行教學的一種方法。從生活中挖掘化學，再將化學帶入生活，學生可以充分感受到化學知識的魅力，與生活、社會建立更緊密的聯系，從而激發自我內驅力，不斷學習、不斷提高。例如在講解“碳酸氫鈉與碳酸鈉熱穩定性對比”時，可以拿一個學生愛吃的面包進入課堂，通過提問的方式就面包松軟多孔的特點引發學生的探究欲望，建立面包特點與碳酸氫鈉受熱分解產生氣體的聯系，學生不僅能更深入地理解“性質決定用途”的化學思想，還能提高在生活中發現問題、解決問題的能力。再比如學習《氨與銨鹽》一課時，首先，導入環節可以例舉“2020年6月17日上午，安徽省馬鞍山市馬鋼化工廠發生一起較為嚴重的氨氣泄漏事故，該事故造成3人中毒，其中2人死亡。”通過這則真實的新聞案例可以初步激發學生學習氨氣性質的興趣，從生活中走向化學。其次，教師可以通過展現真實情境下裝滿氨氣的集氣瓶，學生通過觀察、聞氣味等方式更直觀掌握氨氣的物理性質，科學利用發現法、強化實驗安全意識。最后模擬情景“如果你身邊發生了液氨泄漏，該如何處理”，通過事故發生的真實情景，不僅可以進行生命安全意識教育，還能引發學生思考，用科學辯證的眼光分析解決問題，加強與生活的緊密聯系。

2.2 利用角色扮演法，培養學生理性思維

角色扮演法是通過情景模擬或者角色表演來體驗情感、態度、價值觀的一種策略。STSE教育強調教學中應引導學生關注社會問題和矛盾，能從不同角度辯證地看待問題，培養獨立的精神和意識。而角色扮演策略可以通過實地探究、合作學習、飾演角色等方式滿足學生多樣化學習的要求，培養理性思維[4]。例如可以開展辯題“春節期間是否應該禁放煙花爆竹”，請學生扮演“爆竹生產商”“消費者”“環保局局長”“醫生”“環衛工人”等角色，引導學生認識到硫、氮氧化物的危害性，提高環境保護和人類健康維護的意識，給出傳統文化如何更好地保存和傳承的建議，無形中培養學生的理性思維和社會責任感。又如在學習縮聚反應時，在書寫化學反應方程式時學生經常會漏掉單體聚合時產生的小分子，教師可以邀請學生上臺扮演單體、催化劑和解說員，展示聚合物的形成過程。通過這一巧妙的學習方式，學生不僅感受到化學的獨特魅力，也能更加理性分析和解決問題。

2.3 巧用問題驅動法，提高學生探究能力

問題驅動法是教師從學生現有的知識結構出發，結合教材相關內容，設計出與知識相關的問題，促進學生樂于分析和解決問題，提高探究能力的一種方法。教材中含有大量STSE內容，涉及化學知識在生產和生活中的應用，但很多學生化學核心素養和知識遷移能力較低，并不能在頭腦中形成大的知識網絡解決生活中存在的實際問題。因此，問題驅動法從科學、技術、社會、環境出發，通過拋出問題形成“問題鏈”，誘發學生自我學習內驅力并進行深度思考，引導學生在一步步解決問題的過程中構建頭腦中的知識網絡，提高分析和探究能力。例如在學習“海水資源的開發利用—提取海帶中的碘”時，教師可以拋出以下問題：①發生甲狀腺腫大的原因是什么？②怎樣提取碘單質？③如何從海帶中提取碘單質？④如何將I-從有機物中提取出來？⑤如何將I-轉化成I2？⑥應選擇何種氧化劑？為什么？⑦如何從碘水中獲得碘單質？⑧如何驗證存在碘單質？以此為例，通過真實案例引入問題，從問題和假設出發，為實現探究目的，學生以“問題鏈”為線索設計工藝流程，通過自主探究活動驗證假設，并貫穿STSE教育知識，從更深層次構建知識網絡形成對這一問題的整體認識，從而達到提高學生科學探究能力的目的。

2.4 善用化學史融入法，增強學生責任意識

化學史包括化學知識的起源和科學的發展等主題，并具有鼓舞人心的科學研究精神以及創新和實用的研究方法，沉淀了極為豐富的學科價值。將化學史融入到教學中不僅可以幫助學生了解知識的發展歷程、掌握核心的概念本質、學習科學的研究方法，還可以引導學生學習科學家們嚴謹治學、迎難而上、忠于科學的精神品質，樹立為人類進步事業做貢獻的決心。

例如可以通過氯氣的化學發展史來導入《氯及其化合物》一課。1774年，化學家舍勒在進行實驗時發現軟錳礦與濃鹽酸加熱，能產生一種微溶于水具有漂白作用的氣體;1810年，戴維確認該氣體不是一種化合物而是由一種元素組成;1836年，古薩格對舍勒的實驗進行改進，實現了氯氣的大規模生產;之后法拉第發明了電解法制氯氣;再到后來，采用新的“離子交換膜法”使得氯氣的制取具有清潔、低耗能的特點?；诖耍瑢W生會意識到任何一種新技術的發明都不是一蹴而就的，在考慮到科學技術給社會生產和人類的生活帶來便利的同時也應該考慮環境的承載力，所以新技術是在摸索和改進中不斷優化的，進而會激發學生的學習動力和責任意識[5]。

3 核心素養下STSE教育理念在高中化學課堂中的實施模式

一堂好課可以分為以下四個教學環節：導入新課、提出問題、探究新知、拓展延伸。新課導入一定是學生興趣之內的，基于課標理念和教學目標設置合適的教學情境。問題的提出一定是具有針對性的，打破認知平衡，通過啟發誘導更新已有的認知圖示。在探究問題環節更新舊有的教學模式，邀請學生以客體的身份親身參與到知識體系中，以便于更深入地理解與應用。課堂尾聲部分一定是回扣課前問題情境的，結合已有化學史實或社會前沿發展信息基礎上做更深入的拓展延伸。

結合學生的發展需求和適當的教學策略，設計了如1所示的教學方式：基于STSE教育理念，按照“生活-化學-社會-環境”線索，應用情境教學法、化學史融入法、角色扮演法、問題驅動法等教學策略，從導入新課、提出問題、探究新知及拓展延伸四個教學環節有效融入其中，實現教學線索、教學環節、STSE理念一一對應，環環相扣。引導學生建立動態的知識網絡，提高社會適應能力，發展核心素養。

圖1 教學流程圖

在具體的教學中，可以將上述模型分為以下幾個步驟進行實施：①導入新課：基于所學知識，運用生活案例、歷史事件和新聞事實等創設情景，吸引學習興趣;②提出問題：按照一定線索，設置邏輯性的“問題鏈”，引導學生進行深入思考;③探究新知：鼓勵學生通過觀察、實驗、角色扮演等方式進行問題探究，尋求答案并構建知識網絡;④拓展延伸：引導學生學會知識遷移，并恰當地應用于現實社會，分析與解決實際問題，拓展視野、提高素養。

4 結束語

基于STSE教育理念，幫助學生加深了對學科知識的認識，打開了學生的眼界，提供了認識社會新的思路，但其實施是一個不斷發展的過程，需要教育者持續不斷地創新與研究。在實際教學過程中，首先高中化學教師要加深對科學、技術、社會、環境融入化學課堂的理念，有自覺的意識，重視其應用才能更好地達到育人的目標;其次教師要走在時代發展的前列，勤于尋找身邊的化學素材，學會利用科技發展的產物如數字化實驗等直觀展示教學內容，提高學生實驗創新和深度思考的能力;最后教師要根據課程標準，結合教材內容，選擇合適的教學素材和策略，有意識地開展STSE教育，不斷提高學生綜合素質，促進學生持續不斷地發展。