高中化学STSE 教育实践研究

刘燕霞

（甘肃省天水市第一中学，甘肃天水 741000）

课题项目：本文系甘肃省教育科学“十四五”规划2021 年度一般规划课题《基于STSE 教育的高中化学教学实践研究》（课题立项号：GS［2021］GHB1293）研究成果。

化学是一门综合性极强的学科，化学知识关乎科技创新、社会发展以及生态环境建设，所以在近年来的高中化学改革工作中，开展化学STSE 教育实践成为一项首要任务。教师致力于高中化学课程和STSE 理念的融汇整合，能够引导学生在研习化学理论的同时，增强对相关科学、技术、社会和环境的关注度，为此，教师应将STSE 要素贯穿到化学知识输出全过程，塑造学生的可持续发展观，培养学生将化学知识经验实践于多领域的关键能力品格。

一、高中化学开展STSE 教育实践的意义

所谓STSE，展开来讲就是SCIENCE（科学）、TECHNOLOGY（技术）、SOCIETY（社会）、ENVIRONMENT（环境），这四大要素与化学学科内在关联极为紧密，围绕STSE要素重新布设化学教学模式，对于深化学生化学科研价值和可持续发展观意义非凡。

第一，开展STSE 教育实践，能够引导学生全面认识化学与科学、技术、社会和环境的交互作用。化学科目的综合性是教育界公认的基本特征，所以化学知识的讲授也应表现出其综合特点。虽然高中生已经积累一定量的化学知识经验，但是受限于传统的孤立理论模式，学生很难自主将化学概念和其他知识领域联系起来探究。开展STSE 教育实践最本质的作用，就是可拓展化学概念知识的传输方式和场景，着重体现化学与科学、技术、社会、环境的交互关联，这样学生看到化学问题的角度势必更加全面，也能透彻领会研究化学、运用化学对于促进社会文明进步的深刻价值。

第二，开展STSE 教育实践，能够提升学生的科学素养与社会责任感。科学素养和社会责任感是高中生综合素质的弱势环节，这一弱势在化学学习中尤为突出，亟待教师优化教育方式加以弥补。在开展化学STSE 教育实践过程中，教师旁征博引一些与STSE 要素相关的真实案例和生活现象，能够帮助学生明确化学对于科技、社会、生态文明发展的利弊影响，涵养学生关心社会、关注环保的积极情感态度，这些都是学生科学素养和社会责任感形成的重要标志，从而使学生的素质缺陷得到有力的补足。

第三，开展STSE 教育实践，能够强化学生的化学实践意识与技能。缺乏实践性的化学教学是虚浮无根的，也会使化学教学有效性大大缩减。STSE 教育思想的核心内容，全部紧紧围绕着实践导向，如化学在科技创新、环境治理等方面的实际应用，教师重点将此类实践运用成果展现给学生，策划有效的实践训练活动，启发学生自主探索化学理论知识的实践场景，这样学生势必会树立扎实的化学实践意识，习得可靠的化学实践技能，从而兼顾学生STSE 素养和化学实践力的完善与发展，持续提升高中化学教改水准。

二、高中化学开展STSE 教育实践的措施

（一）深入开发化学教材资源，钻探STSE 教育理念渗透途径

在现行高中化学教材中，很多自有内容都适用于作为STSE 教育材料，也容纳着丰富的STSE 各领域知识。为此，教师作为化学STSE 教育实践的策划者和开拓者，应以化学教材为基，深入开发化学教材中的STSE 教育资源，这样一则能够吃透教材、用好教材，二则也可钻探STSE 教育理念在化学课程中的渗透途径，从而使学生在搭建化学知识结构的同时，也能得到STSE 视野的有效拓展。以STSE 教育实践为目标的化学教材资源开发途径如下：

1.教材中的化学史栏目。化学史栏目在高中化学教学中占有重要地位，也是学生最感兴趣的STSE 学习资料。教师在开发此类资源时，应重点关注教材中的“你知道吗”“拓展视野”“化学史话”以及“资料卡片”等栏目，教师可把栏目内容出示在电子白板投屏上，然后为学生布设STSE 探究任务：同学们，请大家和同伴合作，仔细阅读栏目资料，尝试从中提炼出化学研究和发展史信息。学生合作阅读和探析期间，教师可提示学生着重分析化学史料资源中，科学家发现了哪种化学物质、化学变化规律，或是取得怎样的研究成果，这项成果给社会生产、科技进步所带来的影响。学生完成STSE 探究任务后轮组展示解读成果，教师可指导学生将重要的STSE 信息标注在教材资料栏目的空白处，这样学生就沿着化学发展史掌握其在STSE 领域的实际运用。

2.教材中的调查研究栏目。化学教材中的调查研究栏目，既是优质的STSE 教育资源，也能引领学生对调查活动的主动参与。教师在具体开发中，可先在白板上出示调查研究栏目的主题，然后导出活动任务：同学们，请大家围绕调查研究主题，分组查阅与之相关的化学科研数据资料，比一比哪组搜集的科研资料最全面、最丰富。任务发布后，学生踊跃投入到化学调查研究资料搜集活动中，通过亲身查阅与合作探讨，学生了解到化学知识在科学、技术、社会和环境等层面的应用情况。调研资料收集完毕后，教师还可鼓励学生按照STSE 要素设计图表，把查阅到的资料按类型填充到图表各个条目中，这样更直观，也能作为学生日后复习化学STSE 知识的参考依据。

3.教材中的习题训练栏目。现行高中化学教材中的习题训练栏目，充分体现出化学学科的综合性，极度吻合化学STSE 教育实践需求。教师在具体开发时，应引导学生立足STSE 思想去解答教材习题。比如教材习题的题面是思考某自然资源的综合利用，那么教师就可提供有关的化学理论知识点启发学生：同学们，请大家回顾这些化学理论在科技、化工、能源、环保等方面的运用途径，然后代回到教材习题的探究场景，展望一下该自然资源的综合利用前景。这样学生就会自动联系到自然资源的多种用途，并考虑到废物回收和环境污染等问题，以更科学的发展观解答教材习题。

（二）引入真实的社会案例，扩充学生对化学STSE 思想的认知储备

在目前的高中化学STSE 教育实践中，学生对STSE 思想存在认知障碍，学习化学知识还停留在理论层面，和STSE 教育思想相匹配的认知储备非常匮乏。真实的社会案例更贴近学生的生活实际，也反映着化学与科技、社会工业生产以及生态环保的相关性，容易被学生理解和内化，也能在一定程度上增加化学课堂容量。为此，教师在开展高中化学STSE 教育实践时，应侧重于引入真实的社会案例，组织学生开展案例分析活动，从而扩充学生对化学STSE 思想的认知储备。以STSE教育实践为目标的化学案例运用策略如下：

1.引入化学与生活的社会案例。高中化学STSE 教育实践应以生活为基，教师在搜集和使用社会案例时也应遵循这一原则。如在学习明矾知识时，教师就可把净水企业每年使用明矾的数量调查新闻作为案例，同时导出案例分析主题：同学们，仔细研究案例内容，大家可从中收获哪些有效信息？学生经过互动交流和探讨后做出回答：明矾可作为净水剂使用，而且在饮用水净化领域的年用量非常大。教师追问：案例中的具体数据是多少？其中的化学原理是什么？你还知道明矾的其他运用途径吗？学生继续开展深度思考，完整解答教师追问，从而积累化学和生活、社会生产相关的真实案例知识。

2.引入化学与环境的社会案例。在引入此类案例时，教师应从环境污染和环境治理两方面搜集案例材料。比如，教师可在白板投屏上出示国内某城市的雾霾污染指数调查报告，同时设置案例分析话题：同学们，观看报告案例中的数据，我们不难知晓，雾霾污染问题已经非常严峻，联系学过的化学知识，大家能否概括雾霾中的主要污染物和成因？怎样遏制雾霾污染的进一步恶化？学生随即对案例展开深度探索，几分钟后得出结论：SO2 和NOX 与可吸入固体颗粒物、雾气结合为混合物，是产生雾霾污染的主要成因。治理雾霾的科学措施应从低碳出行、植树造林、使用清洁能源等方面出发，这样学生既接触到丰富的STSE 知识，也能养成良好的环保意识和社会责任感，身体力行地对环保事业辅助行动。

3.引入化学与能源材料的社会案例。在追求新能源、新材料开发的时代，高中化学STSE 教育实践引入化学和能源材料的社会案例很有必要。比如，在有关再生纤维材料的教学中，教师就可使用多媒体设备，向学生呈现再生纤维生产过程的社会新闻案例，同时提出案例分析问题：同学们，通读案例内容后，大家是否能够总结再生纤维的化学合成方法？再生纤维的主要来源是哪些产品？学生思考分析后，先解答了再生纤维的化学合成和制备方法，然后结合案例材料，初步总结出农林产品、农业附加工产品等是再生纤维素和蛋白质的主要来源，这样学生对化学STSE 思想的认识得到深化，也会更关注化学与能源材料研究相关的社会新闻。

（三）策划化学STSE 实验探究，加深学生对化学科研和社会价值感知

在化学STSE 教育视角下，传统的化学实验教学模式也应做出革新和调适，教师必须将STSE 思想的核心内容与化学实验教学紧密衔接起来，全力为学生策划化学STSE 实验探究，这样一来能否持续强化学生的化学实验探究素养，二来也能加深学生对化学科研和社会价值的感知，从而达到STSE教育背景下实验教学的创新和优化目标。

1.化学实验课题应从STSE 领域选择。化学实验课题的选择和导入至关重要，教师在具体执行时，应采用STSE 领域的资料作为实验导入素材，比如，教师可在白板投屏上，出示一则国家卫健委公布的疾病诊疗方案，提供一些化学药剂对病毒的灭活效果资料，然后导出实验研究课题：同学们，阅读诊疗方案后，大家认为这些化学药剂是通过什么作用灭活病毒的呢？学生针对课题展开热烈探讨，有的学生说是氧化反应，有的学生说是复分解反应……实验猜想非常多，这样学生的化学实验探究兴趣和STSE 思维就被同步唤醒。

2.给学生提供自主设计和操作实验的机会。化学STSE 实验教学强调自主原则，所以学生在对实验课题产生各种各样的猜想后，教师应为学生留出充足的自主实验空间。比如，教师可把学生提出的实验猜想都罗列到黑板上，然后让学生自主站队、选择自己认为正确的猜想，划分为若干个实验探究小组。接着，教师鼓励各实验小组学生合作设计、编制实验方案，把需要的器材和药品整理成清单提交给教师，教师按学生清单需求为各组下发材料，同时让学生按照既定方案正式开展实验探究操作，教师可流动巡查，适时提醒学生规范记录实验现象，精准控制危险药品的用量和操作手法，直到学生自主完成实验活动。最后，教师指导学生验证实验结论和先前猜想是否一致，并把结论代回到STSE 实验课题中，让学生自主交流化学原理在医药研究、疾病防治等领域的运用优势，这样学生就会透彻了解到化学STSE 实验探究的科学、社会以及卫生保健价值。

（四）设计化学STSE 实践作业，提升学生化学实践力和STSE 素养

教师在完善化学STSE 教育模式时，应着力设计化学STSE 实践作业，提升学生的化学实践力和STSE 素养，引领学生运用化学理论去解决多领域实际问题。比如，在学习完与甘油相关的化学课程后，教师可为学生布设一项STSE 实践作业：同学们，学习完本课知识，大家了解到甘油可作为护肤品的保湿剂使用，想必同学们的妈妈和大部分女同学，日常生活都离不开护肤品，超市的货架上也有多种护肤品售卖，那么就请大家课后观察家庭和超市中护肤产品的材料表，看看哪些护肤品含有甘油成分，甘油排在材料表的第几位，把观察收获清晰地记录下来，有移动摄录设备的同学也可直接拍摄下来，明天带到课堂上和大家分享。这项STSE 实践作业和日化产品生产、化工科技发展联系比较紧密，学生参与作业实践和探索的兴致很浓。第二天分享作业成果时，教师还可创设一个STSE 思考情境：同学们，如果从甘油的保湿作用来讲，大家如何判断记录和拍摄护肤产品保湿效果呢？学生从护肤品成分表的甘油排位展开思考，一致认为甘油排位越靠前、护肤品保湿效果越好，这样学生的化学STSE 素养就得到切实培育。

综上所述，教师在新时期的高中化学教学中开展STSE教育实践，不但能够引导学生认识化学和科学、技术、社会、环境之间的交互作用，也能提升学生科学素养和社会责任感，完善学生的STSE 实践意识。为此，教师应深入开发化学教材资源，探寻STSE 教育理念的渗透途径，同时引入真实的社会案例、策划STSE 实验探究活动、设计化学STSE 实践作业，从而扩充学生对化学STSE 思想的认知储备，帮助学生领悟化学科研在社会生产生活、生态建设、科技创新等方面的重大价值。