基于STSEC理念的高中元素化合物教學研究

摘 要：在倡導STSEC理念的教育背景下，本文首先采用問卷形式調查STSEC理念在元素化合物教學中的應用現狀，并設計基于STSEC理念的“鐵鹽及亞鐵鹽”教學活動，然后對學生進行紙筆測試，了解STSEC理念落實情況，最后提出對基于STSEC理念的高中元素化合物教學的一些建議和期望.

關鍵詞：STSEC理念；元素化合物教學；真實情境

中圖分類號：G632 ""文獻標識碼：A ""文章編號：1008-0333（2024）36-0121-03

收稿日期：2024-09-25

作者簡介：謝敏（1987—），女，廣東省五華人，研究生，中級教師，從事化學教學研究.

基金項目：

2023年廣東省教育科學研究課題“STSEC理念轉化為高中化學教學行為的路徑探究”（課題編號：2023YQJK336）.

STSE教育重視科學S（Science）、技術T（Technology）、社會S（Society）以及環境E（Environment）四者之間相互的聯系.將科學的發展、技術的進步、社會環境的變化等相關素材融入化學的課堂中，這是在教學中發展學生創新思維的一種重要方法［1］.2017年新課程標準提出化學學科核心素養，其中“科學探究與創新意識”“科學態度與社會責任”從育人價值的視角下強調了科學、創新（Creativity）、社會三個方面［2］，更加重視學生創新思維的培養，所以化學學科核心素養對學生的要求與STSE教育理念是相呼應的，因此凝練得出STSEC理念［3］.鑒于高中元素化合物知識涉及面比較廣，應用性和綜合性強，且緊密聯系生產生活與實際、社會、科技、材料應用、環境密切相關的特點，將STSEC理念滲透于教學實踐的可操作性強.

1 開展調研活動，了解STSEC理念在高中元素化合物教學的應用現狀

為了更好地了解目前高中化學元素化合物的教學落實STSEC理念的情況，教師應對學生進行問卷調查.通過查閱文獻，并結合教材和當地教學情況，編制出元素化合物教學中STSEC理念的應用現狀調查.

表1為某市X中學2022級（高一）108個學生的調查問卷結果，調查中一共發放問卷106份，回收問卷104份，有效問卷100份，有效率為 94.4%.

表1為元素化合物教學中STSEC理念的應用現狀學生問卷分析.

A非常符合；B比較符合；C有點符合；D比較不符合；E非常不符合.

本調查問卷共10道小題，從多方面考查元素化合物教學中STSEC理念實施的現狀.第1題，目的在于了解學生對化學科目的興趣，從數據可以看出，只有 20%的學生對化學課堂不那么期待，說明大部分學生學習化學的積極性較高.第2、3題，主要了解學生對化學知識與社會、技術、環境之間聯系的認識程度.從結果可以看出，大家都認為化學與社會、科學、環境之間聯系緊密，做得不足的是，依舊有22%的學

生無法把所學知識遷移、解釋生活中常見的現象.第4、5、6題，主要為了解學生學習元素化合物內容的學習方法、態度和效果，從結果來看，大多數學生學習元素化合物的內容時依靠記憶，并且認為這一模塊枯燥乏味，導致學習效果不理想.第7、8、9題，主要為了解學生的創新思維現狀，過半的學生遇到新問題不想繼續探索；僅有3%的學生在實驗過程中會思考改進實驗操作；只有28%的學生當發現實驗現象或結論和教材上不一致時，敢于質疑，尊重實驗事實.第10題的目的是從側面了解教師對STSEC理念的重視程度.從結果來看，在實際教學中，教師對STSEC理念在教學中的應用重視依舊不夠.

從表1某市X中學高一（2022級）部分學生的調查結果可以看出，學生對元素化合物知識的掌握情況欠佳，大部分學生認為該板塊內容枯燥，在元素化合物學習中依舊缺乏實驗的探究精神和創新思維，同時也側面看出教師不夠重視STSEC理念的滲透.為了改變這一現狀，筆者就元素化合物中“鐵鹽及亞鐵鹽”的教學實踐為例，展示如何在教學中落實STSEC理念.

2 精心設計“鐵鹽及亞鐵鹽”教學活動，滲透STSEC理念

“鐵鹽及亞鐵鹽”是新課標人教版《普通高中新課程標準實驗教科書》化學第一冊第三章的內容.本節課結合重點知識Fe2+和Fe3+的鑒別和相互轉化，開展化學小魔術、爭當環保小衛士等活動，突出化學與科學、前沿創新技術、社會生活、環境等方面的聯系.

2.1 活動一：化學小魔術，領略祖國好風光

【引入】同學們，大家到過美麗的丹霞山嗎，今天我們可以將白紙變丹霞，請同學們用筆蘸稀FeCl3溶液畫一畫，學生實驗效果如圖1.

【教師】為什么FeCl3溶液蘸在白紙上能變丹霞呢？

【學生】這張紙上一定涂有能夠與FeCl3溶液顯色的物質——KSCN.

【教師】是的，由于此方法靈敏度高，化學實驗中常用KSCN溶液檢驗Fe3+.大家可以利用桌面的藥品進行驗證.同學們，美麗的丹霞地貌為什么是紅色的？

【學生】紅色地貌和鐵的氧化物有關.

【設計意圖與STSE理念體現】通過展示丹霞地貌，學生可以領略祖國好風光；通過化學小魔術場景，激發學生探索揭秘，并鼓勵學生通過進一步的實驗驗證，拓展丹霞地貌的奧秘.讓學生體會到可以利用化學知識（S—Science）解釋自然地理現象（E—Enviroment），并且學會利用實驗驗證教材.

2.2 活動二：爭當環保小衛士，廢物再利用

【引入】同學們，月餅盒里的脫氧劑主要成分是鐵粉及其氧化物和少量碳粉，平時我們都會直接將它丟棄，但實際上可以利用化學方法將其轉為硫酸鐵凈水劑，也可以用作硫酸亞鐵肥料.

同學們，大家有沒有辦法在課堂上利用脫氧劑生產這些寶貝呢？

任務1：將 Fe3+轉化為 Fe2+，并檢驗.

【教師】將脫氧劑用硫酸進行溶解過濾后，溶液中有哪些成分？如果我們要得到凈水劑硫酸鐵，該怎么做？

【小組】根據反應得出，溶液中含有硫酸亞鐵和硫酸鐵，所以要考慮將Fe2+轉化為Fe3+，化合價升高，所以考慮用氧化劑可以實現.

【教師】常見的氧化劑有氯水、KMnO4（H+）、雙氧水.實際生產中，從環保、經濟、效率的角度，你會選擇哪種試劑？

【小組】氯水會引入雜質、高錳酸鉀比較貴，雙氧水價格便宜，且產物是水，不污染環境.

【教師】這位同學分析很到位，那怎么檢驗你制備的產品是否合格呢？

【小組1】將Fe2+轉化為Fe3+，那么只需要驗證是否存在Fe2+即可，用高錳酸鉀溶液，如果褪色，則證明產品不純.

【小組2】用鐵氰化鉀溶液也可，如不產生藍色沉淀，說明產品純凈.

【實驗驗證】學生小組實驗驗證（圖2）

【設計意圖與STSEC理念體現】

通過創設“脫氧劑怎么變廢為寶”的情境，引導學生利用化學中氧化還原反應知識解決實際生產問題，滲透了S—Science與T—Tenology的聯系；從環保、經濟、效率的角度讓學生選試劑，更滲透了S—Science與E—Enviroment、S—Society；遇到突發問題，鼓勵學生在課外查閱資料并實驗進行解答，在尋求答案中滲透科學探究及創新C—Creativity的觀念.

3 結束語

本文以“鐵鹽及亞鐵鹽”教學實踐為例，展示了STSEC理念在元素化合物教學中的滲透，效果較為可觀.教師在優化關于元素化合物的教學時，可以從以下幾點著手：一是深挖教材資源，比如小魔術的靈感來源教材中的插畫《丹霞地貌》；二是關注生活，脫氧劑的回收靈感來源吃月餅后對脫氧劑的好奇；三是優化課堂的呈現方式，創設情境，讓學生身臨其境，只有感受到責任意識，才能激發學生積極思考和動手，比如讓其爭當環保小衛士，學生就會積極參與教學活動；四是積極開展開放性或者半開放性的實驗，學生的思維能力在探索實驗中可以得到提升；五是鼓勵課外拓展，積極開拓學生的思維能力.從研究的結果看，學生愿意接受STSEC理念的教育.當教師將STSEC教育理念融入元素化合物的教學，可以將化學知識與社會、科技、環境相關聯，不僅能激發學生興趣，培養其創新思維，而且也能培養當代學生的社會責任感.筆者希望更多的教育工作者能參與其中，全面落實學生核心素養的發展目標，體現化學學科的育人功能.

參考文獻：

［1］

馬珍珠.高中化學中滲透STSE教育的活動建議與案例設計研究［D］.開封：河南大學，2015.

［2］ 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）［M］.北京：人民教育出版社，2018.

［3］ 陳艷霞.基于STSEC 理念的教學實踐研究：以非金屬及其化合物為例［D］.南充：西華師范大學，2019.

［責任編輯：季春陽］