基于 STSE 的高中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)研究
——以“淀粉的顯色與水解”為例

趙 晨，陶菲菲

(紹興文理學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，紹興 312000)

STSE教育是科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境的簡(jiǎn)稱，是順應(yīng)新時(shí)代教育發(fā)展、培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展意識(shí)的一種教育理念。近些年來，隨著社會(huì)主義文化建設(shè)、科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展以及一系列人類活動(dòng)的增多，全球能源短缺、碳排放量過大等問題已經(jīng)成為了國家和人民關(guān)注的重點(diǎn)，這些問題已反映在中學(xué)化學(xué)課程的教學(xué)中。現(xiàn)階段高中化學(xué)教學(xué)主要采用理論教學(xué)和活動(dòng)教學(xué)結(jié)合的方式進(jìn)行，但經(jīng)過大量文獻(xiàn)積累發(fā)現(xiàn)[1、2]，高中化學(xué)的學(xué)習(xí)還是以知識(shí)本身的講授為主，沒有將學(xué)科知識(shí)與生產(chǎn)、生活緊密聯(lián)系。同時(shí)部分學(xué)校由于教學(xué)條件有限，使活動(dòng)教學(xué)模式的運(yùn)用不夠靈活，落實(shí)不夠到位，評(píng)價(jià)機(jī)制也略為單一。

高中學(xué)生學(xué)業(yè)繁重，學(xué)習(xí)方法還不成熟，且即將面臨高考，學(xué)業(yè)壓力較大；同時(shí)高中化學(xué)難度加大，可能出現(xiàn)與初中化學(xué)產(chǎn)生銜接不上的情況。若高中化學(xué)教師一味地灌輸化學(xué)知識(shí)，例如鈉的化學(xué)性質(zhì)一節(jié)，單純的給學(xué)生講授知識(shí)而非演示實(shí)驗(yàn)或多媒體展示，可能會(huì)影響學(xué)生對(duì)金屬的化學(xué)性質(zhì)知識(shí)的建構(gòu)，也會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理，所以教師應(yīng)該從學(xué)生的興趣點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行課程教學(xué)，以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，從而促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

基于上述分析，本文以“淀粉的顯色及水解”為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的研究，從“科學(xué)-技術(shù)-社會(huì)-環(huán)境”結(jié)合的角度滲透知識(shí)，將STSE更好地融入學(xué)科教學(xué)中，開發(fā)具有特色鮮明、富有時(shí)代氣息和教育意義的STSE化學(xué)課程[3]，從而激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情和興趣。

1 STSE教育方法的特點(diǎn)

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》(以下稱“2017版課程標(biāo)準(zhǔn)”)在課程目標(biāo)中提到，教師在實(shí)施教學(xué)的過程中要使學(xué)生深刻地理解化學(xué)與技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境之間的相互關(guān)系[4]。因此，化學(xué)教師應(yīng)結(jié)合現(xiàn)當(dāng)代社會(huì)的發(fā)展，在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì)科學(xué)的新技術(shù)、新成果，豐富社會(huì)生產(chǎn)與生活以及資源等方面的知識(shí)，這樣有助于學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解、學(xué)習(xí)與建構(gòu)，對(duì)發(fā)展學(xué)生批判性和創(chuàng)新性思維意義深遠(yuǎn)[5]，同時(shí)可以體現(xiàn)“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”這一化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，促進(jìn)教師和學(xué)生的共同進(jìn)步[6]。

傳統(tǒng)的教學(xué)方法多數(shù)以知識(shí)點(diǎn)的講授為主，內(nèi)容更是圍繞高考范圍而展開。STSE教育則是將當(dāng)代社會(huì)科學(xué)的新技術(shù)、新成果、新發(fā)展與化學(xué)學(xué)科教育相結(jié)合，體現(xiàn)在課程教學(xué)中，幫助學(xué)生更好地聯(lián)系生活實(shí)際來學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科。目前，高中化學(xué)學(xué)科注重培養(yǎng)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”這一化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，而STSE教育恰好可以為其提供培養(yǎng)途徑，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的過程中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，不單單是學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科淺層的知識(shí)，而是培養(yǎng)真正對(duì)化學(xué)感興趣的人才，實(shí)現(xiàn)靈活運(yùn)用知識(shí)，發(fā)展思維品質(zhì)的目標(biāo)[7]。

2 “淀粉的顯色及水解”教學(xué)分析

2.1 教材分析

“淀粉的顯色及水解”是人教版高中化學(xué)教材必修二第七章第四節(jié)“基本的營養(yǎng)物質(zhì)”一節(jié)中的重要實(shí)驗(yàn)之一，既是葡萄糖與新制氫氧化銅、銀氨溶液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的延伸，也為之后學(xué)習(xí)選修三有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)“生物大分子”內(nèi)容打下良好的基礎(chǔ)，幫助學(xué)生構(gòu)建有機(jī)化學(xué)尤其是大分子物質(zhì)的學(xué)習(xí)脈絡(luò)和知識(shí)體系。同時(shí)，糖類、脂肪和蛋白質(zhì)都是人體內(nèi)重要的營養(yǎng)物質(zhì)，其中淀粉還是學(xué)生日常所攝入的最主要的物質(zhì)之一，與學(xué)生的生活密切相關(guān)，所以研究“淀粉的顯色與水解”可以幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)淀粉的主要化學(xué)性質(zhì)，也能將生活中的化學(xué)帶進(jìn)課堂，用實(shí)驗(yàn)探究的方式引導(dǎo)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)與生活之間的聯(lián)系進(jìn)行思考，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的熱情和興趣，提高動(dòng)手能力。同時(shí)，該實(shí)驗(yàn)貼近生活，且淀粉本身就是與人類生命活動(dòng)相關(guān)的物質(zhì)，所以本節(jié)課采用化學(xué)實(shí)驗(yàn)與STSE教育相結(jié)合的方法開展教學(xué)，能將生活中的化學(xué)知識(shí)與科技、社會(huì)、環(huán)境相關(guān)內(nèi)容完美結(jié)合，對(duì)形成符合我國國情的教學(xué)研究現(xiàn)狀的教學(xué)思維體系有著十分重要的意義[8]。

2.2 學(xué)情分析

這個(gè)階段的高中生已經(jīng)有一定的有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)，且生活中糖類這類營養(yǎng)物質(zhì)隨處可見，因此學(xué)生對(duì)淀粉并不陌生。但高中生還沒有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)過淀粉的化學(xué)性質(zhì)，“淀粉的顯色及水解”實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生來說還沒有形成一個(gè)知識(shí)架構(gòu)，并不能把化學(xué)理論知識(shí)與生活實(shí)際結(jié)合起來。因此教師應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中聯(lián)系生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生思考淀粉的性質(zhì)和用途，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到“化學(xué)從生活中來，到生活中去”，以提高學(xué)生的綜合能力[9]。

3 教學(xué)思路

2017版課程標(biāo)準(zhǔn)中要求，教師可以通過設(shè)計(jì)與真實(shí)情境、社會(huì)問題、生活生產(chǎn)應(yīng)用相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，幫助學(xué)生樹立正確的情感價(jià)值觀以及可持續(xù)發(fā)展意識(shí)。淀粉作為高中化學(xué)必修和選修中重要的知識(shí)點(diǎn)，既可以與STSE理念融合，又可以將化學(xué)知識(shí)生活化，能夠幫助學(xué)生構(gòu)建有機(jī)化學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。其次在實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生選擇感興趣的食品，例如芋頭、香蕉等代替淀粉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以節(jié)約藥品，也可以避免化學(xué)試劑污染環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源的意識(shí)。同時(shí)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的不斷改進(jìn)和完善可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，激勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，對(duì)于支撐人才強(qiáng)國戰(zhàn)略是具有一定意義的。教學(xué)思路，見圖1。

圖1 教學(xué)思路圖

4 教學(xué)與評(píng)價(jià)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)：①通過實(shí)驗(yàn)探究淀粉的簡(jiǎn)單化學(xué)性質(zhì)；②讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，初步掌握反應(yīng)機(jī)理，規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作；③通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生感受生活中無處不在的化學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決問題的能力。

評(píng)價(jià)目標(biāo)：通過對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的交流與點(diǎn)評(píng)，評(píng)估學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究水平；通過對(duì)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新意識(shí)的評(píng)價(jià)，評(píng)估學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平。

5 教學(xué)流程

教學(xué)流程見圖2、表1所示。

表1 教學(xué)過程

圖2 教學(xué)流程圖

6 基于STSE理念對(duì)高中教學(xué)方法的建議

6.1 化學(xué)知識(shí)生活化

陶行知先生主張教育應(yīng)該深埋于人類社會(huì)生活，同人民的生活實(shí)際結(jié)合才能充滿活力[10]。以本節(jié)課為例，教師從生活中最常見的淀粉入手，讓學(xué)生在生活中尋找身邊的含有淀粉的物質(zhì)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生感受到化學(xué)知識(shí)和生活是密切相關(guān)的，體現(xiàn)STSE教育在化學(xué)學(xué)科中的實(shí)用性。

6.2 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透STSE

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以發(fā)現(xiàn)、探究為目的的學(xué)科。以本節(jié)課為例，教師用學(xué)生身邊常見的含淀粉的物質(zhì)代替淀粉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，例如芋頭、餅干或香蕉，可以節(jié)約藥品，盡可能地避免造成化學(xué)污染。在平時(shí)的教學(xué)中，教師也可以從化學(xué)實(shí)驗(yàn)的角度對(duì)一些社會(huì)熱點(diǎn)問題或生活現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)處理與科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境有關(guān)的實(shí)際問題。

6.3 優(yōu)化評(píng)價(jià)機(jī)制

除了教學(xué)策略外，評(píng)價(jià)機(jī)制也是教育中重要的組成部分。隨著STSE理念的發(fā)展，現(xiàn)在評(píng)價(jià)機(jī)制不應(yīng)局限于試卷測(cè)驗(yàn)，以本節(jié)課為例，教師可以圍繞學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)方案、小組合作的過程與結(jié)果展開評(píng)價(jià)，還可以開展同組或多組同學(xué)互評(píng)的方式。教師可以在評(píng)價(jià)過程中發(fā)現(xiàn)問題、及時(shí)改進(jìn)教學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步，提升教學(xué)質(zhì)量。

7 結(jié)論

在科學(xué)技術(shù)不斷革新的今天，社會(huì)問題和環(huán)境問題也層出不窮，因此教育體制和內(nèi)容也在變革，STSE教育理念在高中化學(xué)教學(xué)中仍然占據(jù)重要地位，更要求教師對(duì)化學(xué)課堂教學(xué)要高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的進(jìn)行。本文以“淀粉的顯色與水解”為例，教學(xué)設(shè)計(jì)從學(xué)生的真實(shí)生活出發(fā)，將化學(xué)實(shí)驗(yàn)與生活合理的融合，以培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和情感價(jià)值觀。針對(duì)教學(xué)中的不足，提出一定的優(yōu)化策略，優(yōu)化教師教學(xué)理念，增加化學(xué)的學(xué)科活力。