基于STSE教育理念的高中化学教学实践探索

    刘秀杰

    

    

    

    摘 ?要 新一轮的课程改革，将STSE纳入课程目标、教材建设、高考命题方向与实践教学之中。运用文献法、案例法、经验总结法等，探讨基于STSE教育理念的高中化学教学，以进一步提升学生的核心素养，为促进社会的可持续发展构筑坚实的人才后盾。

    关键词 STSE;科学教育;高中化学;课程改革;核心素养

    中图分类号：G633.8 ? ?文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）13-0097-03

    1 前言

    STSE是科学、技术、社会、环境的英文缩写，将其渗透在各个学科教学之中，已经成为国际化教育改革的潮流与热点。那么，如何将STSE教育理念融入高中化学教学之中呢？新一轮的课程改革已经将STSE纳入课程目标、教材建设、高考命题方向与实践教学之中，让学生从根本上认识科学、技术、社会、环境四者之间的依存关系，使学生真正懂得如何与自然和谐相处，以进一步提升学生的核心素养，为促进社会的可持续发展构筑坚实的人才后盾。

    2 背景研究：STSE的产生

    20世纪中叶以后，以英国为代表的欧洲国家对STS进行了研究，着重强调自然科学与社会科学的综合教育，旨在为解决当代广泛存在的技术问题奠定技术基础;1982年，全美科学教师协会为了改善美国科学教育质量，提出STS教育报告，着重强调科学与技术的融合，旨在提升学生的科学技术素养;1984年，加拿大国家科学委员会发布的《普及科学教育：培育加拿大人以迎接未来》中也提出科学与技术的教育论点。20世纪80年代末期，STS已经被认为是“科学教育活动的焦点”。在此后十几年的研究中，人们认识到科技、生产的发展已经影响到自己赖以生存的环境。1996年，美国在全国课程标准中将STS扩展为STSE教育，随后多个国家纷纷响应，在课程标准或教学大纲中融入STSE教育理念。

    在STSE教育方面，我国起步较晚。1987年，原国家教委在“七五”计划中纳入STS教育，并将北京师范大学附属中学作为试点;1991年，全國教育科学“八五”规划中将“理科教育中的STS研究”归为国家教委重点课题;1993年5月，STS研究中心正式在中国社会科学院成立;21世纪，我国已经明确地将科学、技术和社会教育融入基础教育课程改革之中，并作为重要的教育理念之一，在课程标准、教科书、高考命题方向和实践教学中有了广泛的体现。近年来，随着全球气候、环境变化问题的日益严重，我国对可持续发展问题开始重点关注，STSE思想也越来越被人们重视，并逐步延伸为科学教育改革的主流。

    3 内容研究：领悟STSE教育的理念

    美国科学教育协会认为，STSE教育就是对科学的教学与学习，但应在人类经验范围内。Yager认为，科学教育的核心就应该是STSE;Solomon认为，STSE教育应该是多元化的，不仅要致力于科学、技术、社会、环境的研究，更应讨论个人观点、价值观和多元文化的维度;我国部分学者认为，STSE教育的核心在于将科学教育与社会生产、发展、生活、环境相结合，利用学生的学习情感，使学生主动关注社会发展，并在学习中产生强烈的未来意识与参与意识，从而更主动地学习科学技术，练就自己参与科学技术决策的本领，以将学生培养成为具有良好科学素养的人才。

    笔者认为，STSE教育应包括科学态度、科学方法、科学思维和科学观，让学生了解科学、技术在人类生活中的影响，了解科学、技术对环境的影响，从而建立人与自然和谐相处的意识，培养学生的社会责任感，并使学生能够结合自己所学提出合理决策。当然，在推行STSE教育的过程中，要围绕我国科学技术发展的实际情况，结合新课程改革思想，建立切实可行的对应策略，以科学合理、长久有效地推行STSE教育。

    4 融入化学：建立STSE教育的模式

    化学是自然科学中最重要的领域之一。因此，将STSE教育理念融入高中化学教育是非常可行的。在新课程改革中，课程教学注重生活化，不妨也融入其中，建立注重生活化、以STSE为教学理念的课堂模式，引导学生主动建构概念，积极地将知识与科学、技术、社会、环境相结合，在实际应用中培养学生解决问题的能力，学会与自然和谐相处。在具体教学中将课堂分为五个环节，如图1所示。

    在教学中，教师将生活与化学知识相结合，以建立合适的生活情境;让学生在对情境的观察中调动原有认知，从而发现问题;鼓励学生进行小组讨论，积极对问题进行猜想探究，并设置具体的实验方法去操作和测量;引导学生对实验现象或数据进行归纳整合，以收获新知;将知识拓展到STSE领域，使学生面对实际问题，鼓励学生给出相应的解释与解决策略。这样的课堂可以让学生切实领悟化学知识“从生活中来、到生活中去”，帮助学生建立大化学观，有效提升学生的综合能力。

    5 课堂教学：展示STSE教育的实例

    金属在日常生活中最为常见，也是当前工业研究的重点之一。本文就以“金属的腐蚀与防护”为例，分析STSE教育视角下的教学过程设计。

    创设情境，激发情怀 ?各种金属腐蚀的图片使学生的惋惜情感自然流出，不由自主地对相关知识倾注更多的关心与思考，这正是课堂所需要的学习动力。

    【课堂情景1】让学生想一想生活中有哪些生锈的铁制品，给学生展示金属腐蚀的典型照片。

    【课堂情景2】“金属的腐蚀与防护”始终是一个世界性的难题，每年由于金属腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的2%～4%，在全世界造成的损失约达7000亿美元，是火灾、台风、地震等自然灾害损失总和的六倍。另外，金属腐蚀还为各行各业带来巨大的灾难与损失，如造成钢铁桥梁突然断塌、飞机坠毁、电厂忽然停电等。

    【设计意图】STSE教育视角下的“新课导入”，从学生熟悉的生活环境入手，让学生观察金属腐蚀后的样子，再通过资料阅读让学生了解金属腐蚀的危害。通过以上方式让学生对自己从不注意的金属腐蚀产生兴趣，使学生的情感交融到课堂情景之中，使学生能主动调用认知融入学习中。

    提出问题，材料阅读 ?问题的提出是学生开始思考的起点。学生对问题的发现会使其更具主动性，不仅能够激发学生的内驱力，而且能让其沉下心来查阅材料，为问题解决提供更为丰富的素材。

    【教师引导】面对金属腐蚀的危害，大家有什么感想？

    【学生问题】金属为什么会腐蚀？金属腐蚀的实质是什么？

    【教师过渡】这些问题也是我想要提出的问题，怎么解决这一问题呢？大家可以查阅相关的化学资料，看看能不能给你更多的启示。

    【资料阅读】金属或合金的腐蚀主要是因为与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗。

    【设计意图】STSE教育视角下的问题提出，使学生学会了观察、发现，为下一步的思考提供了方向。为了解决问题，学生会主动对相关资料进行阅读，为接下来的猜想探究提供一定的理论支持，以使自己的思考角度和深度上一个台阶。

    猜想探究，实验验证 ?猜想是以一定的理论为依据的，并非随心所欲地胡乱猜想。有了资料阅读做支撑，教师就可以让学生对金属腐蚀进行大胆猜想，并鼓励其设计实验进行验证。

    【学生猜想】金属腐蚀与周围接触到的气体或液体进行化学反应，液体的性质不同，所发生的反应也会有所不同吧？初中学过活泼金属与酸反应放出氢气，也就是说如果溶液呈酸性，应该能放出氢气并生成亚铁离子。

    【学生猜想】如果溶液呈中性呢？溶液呈碱性呢？铁就不会反应了，这样就能保护铁了。

    对这些观点，学生进行了激烈讨论，并在相互倾听、借鉴和整合中设计出探究实验。

    【实验探究】如图2所示，在一张白纸上放一些铁粉和少量的炭粉，并混合均匀;将铁粉和炭粉的混合物分别洒在用氯化钠溶液和稀醋酸溶液润湿过的两个锥形瓶中，按照图示连接好装置;一段时间后，观察U形管中水珠的变化和锥形瓶内的现象。

    【设计意图】STSE教育视角下的猜想探究，是让学生根据已有的认知和通过资料查阅拥有自己的想法，并通过中性环境、酸性环境下金属的腐蚀情况的研究，培养学生的实验操作能力、观察能力、分析能力。同时，注重对学生进行安全意识教育。

    归纳总结，获取新知 ?归纳，就是在观察的基础上，找到事物的不同方向，然后归纳得出一般结论;总结，就是学生对所学知识的思考，在一项活动结束后的回顾，并寻找不足、总结经验教训的过程。归纳总结让学生对金属腐蚀有一个全面细致的了解。

    【学生归纳】我们发现润湿醋酸的那个实验中，水柱右高左低;润湿氯化钠溶液的那个实验中，水柱左高右低。这是因为两个条件下发生的反应不同，如表1所示。

    【设计意图】STSE教育视角下的归纳总结，让学生在对实验的观察、分析中获得结论，利用比较、归纳、分类有条不紊地对知识进行整理，以帮助学生形成自己的知识体系，使其形成归纳总结的能力，为问题的解决打下基础。

    延伸拓展，建立决策 ?延伸拓展，就是将已有的认知迁移到更为广阔的领域中去;建立决策，就是在问题面前根据自己的认知形成自己的想法，从而建立切实可行的方法技巧。

    【课堂延伸】金属腐蚀给生产、生活带来很大的危害，金属应该如何去防护呢？

    学生利用已有的生活经验，利用原有的原电池、电解池的知识，对金属的防护进行讨论并得出自己的决策。

    【学生决策】金属防护措施：加一个保护层;加入其他元素形成不锈钢;牺牲阳极的阴极保护法;外加电流阴极保护法。

    【设计意图】STSE视角下的延伸拓展是将学生带回到生活中去，力求利用已有的知识来解决实际问题，以使学生对环境问题不再只是关注，而能够勇敢地面对科学、技术、社会、环境中的大问题，并给出切实可行的决策，从而使学生有信心、有智慧与大自然和谐相处。

    6 结语

    总之，STSE教育与我国现阶段的新课程理念相符。因此，STSE教育更应该与日常教学相结合，让学生更多关注这方面的信息与知识，从而利用集体的力量来解决环境问题，实现人与自然和谐相处。

    参考文献

    [1]陈艳霞，文丰玉.基于STSE教育理念的“二氧化硫”教学设计[J].中学化学教学参考，2018（16）：23-24.

    [2]徐娣.基于STSE教育理念的高中化学教学设计探索[D].陕西：陕西理工大学，2018.

    [3]闫雨迪.STSE教育理念在人教版高中化学教学中的渗透与研究[D].哈爾滨：哈尔滨师范大学，2017.