STSE教育视角下高中化学绿色主题教学应用探究

张细妹

（福建省屏南县第一中学，福建屏南 352300）

引 言

STSE教育是现代社会普遍关注的热点教育问题。高中化学学科核心素养明确提出了“科学精神与社会责任”的教育要求，这为我们创新化学教育教学，探索设计STSE教育的有效策略，优化实施主题教学提供了研究新视角和新方向。

一、STSE教育与化学绿色主题教学

（一）STSE教育

STSE即科学(Science)、技术(Technology)、社会(Society)、环境(Environment)的英文缩写。随着现代科学技术和社会生产的不断发展，生态和环境问题日益凸显，切实保护好人类赖以生存的环境成为促进当今社会可持续发展的重大课题。STSE教育思想是科学指导和创新实施课程教育教学的新型理念，是推进化学科学素养教育的重要方面。

（二）绿色主题教学

绿色主题教学与STSE教育理念是相一致的。实施绿色主题教学活动，旨在坚持绿色和环保的教育理念，通过精选典型性的、系列化的主题式教育教学实践活动，优化设计主题活动环节和程序，创新指引主题式探究学习，将绿色教育理念和可持续发展理念真正融入学生的学习和实践中去，促进学生深度把握知识、理论和规律，培养其良好的学科素养[1]。

二、高中化学绿色主题教学的现状分析

（一）“绿色”不明，功利化明显

有些教师在开展化学主题教学活动时，越来越呈现出明显的功利化倾向，只注重化学知识的大量灌输和考试成绩的提高，经常简化化学实践活动学习形式，应有的“绿色”特征不再鲜明，对课程标准中倡导绿色化学教育的思想内涵把握缺乏深度，对新教材中蕴含的丰富的绿色化学内容挖掘力度不足，不善于在实验教学中灵活应用更绿色、更环保的实验方法，忽视对学生学习能力和环保意识的培养。

（二）创新不足，主题不突出

在高中化学教学中，不少教师对创新实施STSE教育的重要性认识不足，很少尝试开展主题教学，并缺乏设计主题教学的积极性，常忽视应用型学习和解题策略的有效指导，从而制约了学生参与应用性、实践性主题学习的兴趣，影响了学生化学学科综合能力的培养。

三、高中化学绿色主题教学的实践应用

在STSE教育背景下，科学设计高中化学绿色主题教学，可以从课堂活动、实验教学、媒体资源和第二课堂等方面，探索有效的教学策略，来进一步增强化学主题教学的实效[2]。

（一）巧创绿色课堂，渗透STSE教育

化学课堂是实施STSE教育的主渠道。创新开展化学绿色主题教学，首先必须创设绿色化学课堂环境，即要巧妙利用互动讨论、焦点辩论、游戏扮演、问题探究等多样化的主题性课堂活动，将教学内容、目标与活动情境融为一体，建立起一种师生互动好，课堂效益高，更加民主平等、和谐灵动的化学生态课堂，充分发挥情境育人的重要作用，真正实现学生课堂主体地位，营造一种温馨、良好的学习氛围。

例如，在必修二《化学反应的利用》第二课时中，教师指导学生紧密围绕“化学反应的利用”主题，通过“互动交流+合作研讨”的活动方式开展课堂学习，从更宽广的视野、更多的视角深入了解化学在人类社会发展中的作用，认识当前化学研究的前沿内容，从而深刻感受与体验STSE教育。如在“讨论互动”环节：（1）在生活中有哪些化学能转化成热能的实例？（2）为提高能量转化效率和热能利用率提几点建设性的意见。（3）能否描述出化学能转化为热能的应用前景。在此环节中，教师指引学生紧扣“化学能与热能的转化”，激励学生充分发挥想象，鼓励他们合作设计、提出个性化的方案，并以此引入“化学能转化成电能”和“原电池的工作原理”的学习。又如，在实验探究环节，教师利用了“原电池的工作原理”将学生进行分组实验，引导学生细致观察实验现象和反应变化，合作探讨、分析实验中反应的原因，特别注重鼓励他们主动提出疑问：能不能用氧化还原知识来分析锌片、铜片上发生反应的情况。接着，由学生代表上台展播课前搜集整理的“原电池的工作原理”f l ash动画视频，使他们加深了对“原电池利用氧化还原反应将化学能转化成电能的工作原理”的理解。此外，在“化学能与光能之间的相互转化”探究环节中，教师让学生通过学习小组开展合作研讨，了解合理利用化学能源、太阳能利用的前景、安全利用能源等内容。

可见，教师积极创建以学生为主体的化学主题学习活动，激励他们开展合作探究学习，不仅有利于促使他们积极关注日常生活生产实际，认识化学科学与人类文明和社会发展之间的密切关系以及在能源开发和利用方面的重要应用价值，而且又深化理解了化学规律和实质，真实地体验了STSE教育。

（二）巧设绿色实验，优化探究成效

开展化学绿色实验也是实施STSE教育的重要途径之一。教师灵活应用化学知识，创新实验方式方法，改进、设计绿色主题实验活动，凸显绿色化实验目的，对促进、提升实验探究成效有着非常重要的作用。

高中化学实验涉及众多的化学药品，其中还含有大量的强酸、强碱和重金属元素。这些化学实验药品在进行实验活动中经常产生酸碱混合物、重金属、有毒气体等污染物质，必然会对生活和自然环境造成不可忽视的影响。所以，在实验教学中必须选用某些实验试剂时，教师应从绿色实验的视角进行比较分析，反复试验，适当改进有些实验的原料和程序等，尽可能不选用有毒害的实验物质。例如，在“乙烯制备实验”中，教师发现课本中是利用乙醇和浓硫酸为实验原料，但在实验时，即便增加了NaOH 溶液洗气瓶，室内弥漫的气味仍然非常浓，洗气瓶中的反应物也渐渐变黑，最后会产生很多的碳渣，损耗了大量的乙醇，而乙烯的产出率却很低；并且，当实验结束时，要清洗黏在瓶壁上的碳渣也非常困难。所以，教师通过查找相关文献资料，进行实验操作和验证，改用硫酸-磷酸（体积比例为5:1）和乙醇（与混酸的体积比例为1:2）来开展实验制备乙烯，实验效果良好。因为，当加入磷酸之后，硫酸的浓度得到降低，就减弱了氧化性，并且磷酸属于中强酸，可利用为醇脱水来合成烯烃的催化剂。并且，硫酸-磷酸混合酸在170℃～200℃可顺利发生反应，很少产生碳渣，也没有那些难闻的刺激气味。

此外，在“乙炔制取实验”“溶液导电性实验”等实验改进中，教师也可以灵活选用替代实验的物质，来降低有毒、有害化学反应物的产生，提高实验的绿色化水平，增强实验探究成效。

（三）巧借绿色媒体，提升教育效果

优设现代媒体教学是推进实施STSE教育的必要手段。绿色媒体强调的是教学活动中媒体应用的充分程度和实际使用效率以及在支持创设教学情境、发挥课堂效益、增强绿色教育成效等方面的积极作用。绿色媒体即广泛应用于教育教学领域的影视资源、多媒体、互联网络等便捷媒体，现代社会时兴的微信、微博和QQ等交互性媒体以及微课、视频、f l ash动画等数字化媒体，它们已成为教学中的有效教辅媒介[3]。

教师灵活应用绿色新媒体、新技术，有利于不断提升主题教学的实效，强化绿色化学教育和STSE教育的目的。例如，在某些污染程度较重、实验条件严苛、具有较大危险性或试剂价格昂贵的实验中，整合利用多媒体和微课媒体，来模拟演示化学实验，不仅能降低污染物的排放量，而且可以减少试剂和器材的耗费，实现绿色化学实验的目的。又如，在有的实验主题探究活动中，巧借微课视频等媒体来模拟微观结构的实验情景，有利于更形象地演示某些难以动手操作的实验要项，能多次反复播放，更细致地变换观察各个操作细节和反应现象，查找实验失败原因，学会严格遵循实验操作规程，按需取物；此外，还可适当引进“人与自然”“探索发现”“科技博览”等影视主题视频，借助多媒体展播给学生们，为化学课堂增添许多生动的色彩。

（四）巧拓第二课堂，践行社会责任

第二课堂是开展主题教学、践行STSE教育的重要途径。化学发展史、化学常识、化学家事迹、化学重大事件、研究性学习、生活趣味化学等都是第二课堂的生动主题。教师积极拓展第二课堂活动，鼓励学生走出课堂、走进社区、走进自然，对指引他们深入关注与化学相关的社会热点问题，促进绿色化学观念的养成，培育良好的社会责任感和严谨求实的科学态度等都具有非常积极的实践意义。

例如，高中化学研究性学习（如环境保护、生活中的化学问题、资源开发与利用、化学实验改进与研究等主题）涵盖着丰富的绿色科学、绿色技术和科学发展观等STSE教育主题。创新开展研究性学习活动，能为STSE教育搭建一个生动的实践平台，而深入推进STSE教育反过来也能为深度开展研究性学习指明了研究和学习的方向。又如，结合学生社团活动，广泛开展“生活中的趣味化学”，也是学生第二课堂的有益形式。在社团活动中，学生们积极行动起来，将生活中的趣味化学小实验、小视频、小知识、小故事、小游戏等收集整理起来，开展主题式学习活动，围绕酸雨、光化学烟雾、水体富营养等环境问题开设丰富多彩的科技讲座和主题学习论坛等。这些趣味学习活动不仅丰富了学生的化学知识，而且充分展现了他们的个性、风采和才华，使他们更深入地理解了化学、技术、社会和环境之间的密切联系。

结 语

STSE教育是高中绿色化学教育的应有主题。强化高中化学绿色主题教学应用研究，必须始终紧扣绿色化主题，设计有效的教育教学模式，多层面地、有序地实施绿色化学教育，渗透STSE教育理念，力促在多样丰富的主题式学习活动中不断激发学生的学习兴趣，使他们的学习能力和综合素质得到全面发展。