彰显STSE教育理念的初中化学教学实践

朱青

[摘 要]STSE教育理念强调科学、技术、社会与环境的相互关系，主张将知识融入生产生活的实际情境中。文章在充分研究义务教育及普通高中化学课程标准与初中化学教材的基础上，以“水的净化”为例，探索彰显STSE教育理念的初中化学教学，通过科学设计创新教学活动，达到优化教学效果、有效培育学生“科学态度与社会责任”核心素养、促进教师专业成长的目的。

[关键词]STSE教育理念;水的净化;真实情境;核心素养

[中图分类号]    G633.8            [文献标识码]    A          [文章编号]    1674-6058（2022）08-0065-03

《普通高中化学课程标准（2017年版）》提出， 要培养学生化学学科核心素养，并创新培育化学学科核心素养的学习方式。“科学态度与社会责任”是化学学科核心素养之一，其深刻揭示了化学学科的价值取向。为了使学生逐渐形成“科学态度与社会责任”核心素养，教师应引导学生深刻认识化学学科的本质和价值，充分理解科学、技术、社会与环境（STSE）的关系[1]。但从当前课堂教学来看，部分教师侧重学科知识，对与知识相关的社会及环境问题只作浅层或附带性介绍，导致自然科学与社会科学相对割裂，STSE的相关内容如同点缀，并未深入涉及科学、技术、社会与环境之间的作用与联系，因而学生缺乏真实的体验，难以调动生活经验来支持知识学习（如图1）。本文基于STSE教育理念，探索如何科学设计创新教学活动，以达到优化教学效果、有效培育学生“科学态度与社会责任”核心素养的目的。

一、STSE教育理念的内涵

STSE是科学（Science）、技术（Technology）、社会（Society）、环境（Environment）的英文缩写。STSE教育理念是将知识融入生产生活的实际情境中，旨在让学生认识科学技术在社会生产和生活发展中的应用，以及对环境产生的影响，树立可持续发展意识，促进学生科学决策能力的提升，发展与增强学生科学态度与社会责任感的新兴教育理念[2]。STSE教育理念提倡学科交叉融合，表现在相关学科之间的综合应用上，如自然、社会和人文科学间的融合，基本科学技术术语和概念的综合，科学研究过程和方法的融合。

《义务教育化学课程标准（2011年版）》中明确提出，初中阶段的化学学习要重视学科间的联系，增加跨学科内容，注意化学与物理学、生物学、地理学以及社会科学之间的联系，培养学生的参与意识、决策能力以及科学精神与人文精神。初中化学所蕴含的学科交叉融合的思想与STSE教育理念一致。因此，针对处于化学启蒙阶段的初中生开展STSE教育，对其科学观、社会观等的形成具有积极的作用。

二、基于STSE教育理念的“水的净化”教学实践

下文的“水的净化”课例是笔者所上的一节省级示范课。课程标准对本课的要求是了解常见净化水的方法，了解或实地调查饮用水源的质量和水净化处理的方法。教材中提供了自来水厂生产工艺这一STSE情境素材。

建构主义认为，知识的获得是学习者在真实情境中通过与他人合作交流、共同探究，进行意义建构的过程。可见，真实情境下的教育是非常有力量的教育。基于STSE教育理念的化学课堂，以真实情境为载体，并将其作为主线贯穿教学始终（如图2）。教材中的自来水厂生产工艺这一真实情境素材并非简单科普和点缀，恰当利用，可丰富学生思考的问题，增加课程的学科思维含量，使学生认识到化学与技术、社会、环境之间的紧密联系，在知识、能力、情感等方面均有所突破，从而培养学生的“科学态度与社会责任”核心素养。

（一）设计思路

本节课以学生学科素养提升为目标，以自来水厂水的净化情境为载体，以将天然水转变为净化水的生产过程为主线，采用情境模拟法、问题导向法，把知识问题引向纵深的逻辑思维和创新思维，解决学生的须知问题。具体来说，是从福州的母亲河——闽江等学生身边的资源环境入手，使课堂渗透人文情感;通过手持技术、宏微结合等方式分析水质，让学生知晓净水缘由及其必要性;整合教材中几种单个不连续的净化方法实验，自制实验仪器，通过一体化自来水厂净水流程模拟实验（如图3），化繁为简，优化教材，在课堂中重现自来水厂的生产工艺，让学生身临其境。学生在实验观察中发现问题，通过师生“互换角色”（教师由“讲授”向“助力”转变;学生从“学答”向“学问”转变），使知识在互动间入脑入心，在掌握基础知识——吸附、沉降、过滤等净化水常用方法的同时，逐渐从本质上认识混合物分离的思想方法。通过自来水厂实地考察视频，引导学生关注化学在生产中的作用，让学生认识科学技术在社会生产和生活发展中的应用。本节课着力于帮助学生从化学角度认识水的净化，树立珍惜资源、节约资源的意识和可持续发展观，用发展的眼光看待净水工艺，认识科技进步对生产生活的影响。

（二）教学流程（见图4）

（三）教学评价

1.过程性评价

在教学过程中，学生参与积极性很高，尤其是模拟实验激发了学生的兴趣，整个释疑解惑过程学生参与度较高。净水流程模拟实验及自来水厂实地考察视频，为课堂教学创设了真实的情境。学生普遍表现出对本节课所展现的自然、社会、环境问题的关注，也对相关的技术手段表现出浓厚的兴趣。

本节课出现了较多意想不到的课堂生成。例如，学生在观察实验时提出问题：“如图3C，装置中的石英砂和活性炭是否能够互换位置？”“消毒液残留是否会对人体造成危害，是否需要去除？”“消毒液的残留标准是多少？”在畅想如何创新净水技术时，学生提出了“在河道中安装超滤装置”“直接将饮用水通入千家万户，省去中間环节”等措施。以上课堂生成体现了学生具有独立思考、敢于质疑和批判的创新精神。以学生为主体的课堂无疑是富有个性的、多元化的。可让学生提前收集闽江水、自来水厂生产工艺及净水器等相关资料，以提高学生课堂参与度，促进学生的认知发展。

2.结果性评价

通过对净水过程的讨论和分析，学生逐渐认识了混合物分离提纯的原理和方法，在解答有关水净化主要方法及目的的填空题时正确率高，且在应用知识参与科技建议和决策时能基于混合物分离原理畅所欲言，体现了本节课良好的学习效果。本节课从模拟实验到理论学习再到观看实地考察视频，各个层次的学生都能在原有认知水平上有所提升。

三、总结与反思

（一）STSE教育有利于提升学科素养

寓情于境、以境激情，参与活动、获得体验，落实反思、增进内化，是培育与发展“科学态度与社会责任”核心素养的关键教学策略[3]。从本课教学实践来看，基于 STSE 教育理念的教学能较好地体现该教学策略。例如，自来水厂的生产工艺和模拟实验，加深了学生对净水环节的理解;复杂的净水工艺，让学生领悟到水资源的来之不易，意识到保护水资源的重要性，并且能够根据所学知识对净水技术的发展提出畅想。学科交叉融合，可促进学生对科学知识的掌握和运用，以及科学决策能力的提升，增进学生对化学与技术、社会、环境之间相互关系的理解，使学生的“科学态度与社会责任”核心素养得以提升。

（二）STSE教育有利于优化教学效果

STSE教育将知识拓展至STSE领域，从当代社会的环境、资源、技术等角度创设真实教学情境，引导学生在情境观察过程中调动原有认知发现问题;在面对实际问题时，鼓励学生小组交流讨论，对问题进行猜想假设，运用化学知识给出相应的解释与解决策略，并设计具体的实验方案去验证猜想;引导学生对实验现象或数据进行归纳整合，收获新知;通过对问题的反思交流，升华学生对STSE议题的认知，使学生认识到“化学从生活中来，到生活中去”，提高学生的综合能力。

（三）STSE教育有利于促进教师成长

STSE教育理念突破了教師的传统教学观念，要求教师通过新闻报道、网络媒体、手机APP、实地考察等各种渠道收集资料并采用不同的方式来研究。STSE教育理念倡导学科交叉融合，促使教师在提升自身的化学学科素养的同时，更注重提升自身在自然、社会和人文学科方面的知识水平，以及跨学科整合的能力。基于STSE教育理念的课堂，更侧重于情境下的学生活动及体验、反思和表达，因此教师要注重课堂预设与生成的融合，不断加强自身的课堂掌控能力，进而提升教学水平，获得专业成长。

[   参   考   文   献   ]

[1]  中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003.

[2]  糜洛施，曹明富.我国 STSE 教育研究文献综述[J].科学教育，2011（3）：64-66.

[3]  杨梓生，吴菊华，张贤金.对“科学态度与社会责任”素养及教学培育的认识[J].化学教与学，2019（8）：2-5.

（责任编辑 罗 艳）