核心素养下STSE教育理念在高中化学课堂中的应用研究*

夏铭璟，王 靓，卫艳新，江乐霄，朱 艺

(1.合肥师范学院 化学与化学工程学院，安徽 合肥 230601;2.合肥市第四十六中学，安徽 合肥 230022)

STSE(Science、Technology、Society、Environment)是将课堂教学与科学、技术、社会、环境有机融合的教育理念，学生能将化学知识与带入到对应情境中科学应用，形成正确的价值观[1]。2018年1月，教育部印发了《普通高中化学课程标准(2017年版)》，提出化学核心素养，从五个层面对学生的化学学习、社会参与、思想观念等提出了要求，这与STSE教育理念是高度吻合的。所以传统课堂中以知识为本的教学方式已经不能满足学生发展的需求，教师应运用科学的教学理念与模式引导学生进行自主建构，了解化学这门学科在人类社会生活中扮演的重要角色，促进学生在面对复杂的事件时能用科学的态度做出正确决策[2]。

1 核心素养下STSE教育理念在高中化学课堂中的实施目标

1.1 落实新课程的改革目标

《普通高中化学课程标准(2017年版)》强调关注社会生活中与化学相关的重要问题，意识到资源合理利用与环保的必要性，理解科学技术、社会生活、环境保护和化学学习之间的紧密联系[3]。在21世纪的今天，化学在推动科学技术发展的过程中促进了人类文明的进步，而人类社会的进步又反向推进了技术的发展和化学学科发展，所以要实现可持续的双向促进，就必须将STSE教育理念融入化学教学，将科学知识放在具体的社会文化背景下，正确引导学生看待化学与四者之间的联系，落实新课程的改革目标。

1.2 培养中学生的核心素养

学生是推动社会进步的重要力量之一，其中核心素养是决定其未来良好发展不可缺少的部分。STSE教育理念改变以往课程中过于注重知识传授的倾向，倡导教师采用灵活、丰富的教学手段，促进学生深度学习、主动参与、敢于创新，培养科学探究意识和理性思维，促进学生素养提升和全面发展。

1.3 促进社会的可持续发展

生活在21世纪的今天，化学与人类生活紧密相关，但如果人类没有科学应用化学技术的意识，一味追求科学技术带来的利益，不顾环境的自我调节能力，那么人类最终将成为最大的风险承担者。因此，化学教学要结合具体STSE教学内容，采用多样化的教学手段给予学生正确的理念指导，应着重强调科学技术与社会环境之间的相互联系，培养学生绿色、低碳、循环和可持续发展的意识，推动人类社会更好地发展。

2 核心素养下STSE教育理念在高中化学课堂中的实施策略

2.1 运用情境教学法，激发学生学习兴趣

情境教学法是指为了打造良好的课堂氛围，教师有目的地创设各种能打动学生心灵的情境来进行教学的一种方法。从生活中挖掘化学，再将化学带入生活，学生可以充分感受到化学知识的魅力，与生活、社会建立更紧密的联系，从而激发自我内驱力，不断学习、不断提高。例如在讲解“碳酸氢钠与碳酸钠热稳定性对比”时，可以拿一个学生爱吃的面包进入课堂，通过提问的方式就面包松软多孔的特点引发学生的探究欲望，建立面包特点与碳酸氢钠受热分解产生气体的联系，学生不仅能更深入地理解“性质决定用途”的化学思想，还能提高在生活中发现问题、解决问题的能力。再比如学习《氨与铵盐》一课时，首先，导入环节可以例举“2020年6月17日上午，安徽省马鞍山市马钢化工厂发生一起较为严重的氨气泄漏事故，该事故造成3人中毒，其中2人死亡。”通过这则真实的新闻案例可以初步激发学生学习氨气性质的兴趣，从生活中走向化学。其次，教师可以通过展现真实情境下装满氨气的集气瓶，学生通过观察、闻气味等方式更直观掌握氨气的物理性质，科学利用发现法、强化实验安全意识。最后模拟情景“如果你身边发生了液氨泄漏，该如何处理”，通过事故发生的真实情景，不仅可以进行生命安全意识教育，还能引发学生思考，用科学辩证的眼光分析解决问题，加强与生活的紧密联系。

2.2 利用角色扮演法，培养学生理性思维

角色扮演法是通过情景模拟或者角色表演来体验情感、态度、价值观的一种策略。STSE教育强调教学中应引导学生关注社会问题和矛盾，能从不同角度辩证地看待问题，培养独立的精神和意识。而角色扮演策略可以通过实地探究、合作学习、饰演角色等方式满足学生多样化学习的要求，培养理性思维[4]。例如可以开展辩题“春节期间是否应该禁放烟花爆竹”，请学生扮演“爆竹生产商”“消费者”“环保局局长”“医生”“环卫工人”等角色，引导学生认识到硫、氮氧化物的危害性，提高环境保护和人类健康维护的意识，给出传统文化如何更好地保存和传承的建议，无形中培养学生的理性思维和社会责任感。又如在学习缩聚反应时，在书写化学反应方程式时学生经常会漏掉单体聚合时产生的小分子，教师可以邀请学生上台扮演单体、催化剂和解说员，展示聚合物的形成过程。通过这一巧妙的学习方式，学生不仅感受到化学的独特魅力，也能更加理性分析和解决问题。

2.3 巧用问题驱动法，提高学生探究能力

问题驱动法是教师从学生现有的知识结构出发，结合教材相关内容，设计出与知识相关的问题，促进学生乐于分析和解决问题，提高探究能力的一种方法。教材中含有大量STSE内容，涉及化学知识在生产和生活中的应用，但很多学生化学核心素养和知识迁移能力较低，并不能在头脑中形成大的知识网络解决生活中存在的实际问题。因此，问题驱动法从科学、技术、社会、环境出发，通过抛出问题形成“问题链”，诱发学生自我学习内驱力并进行深度思考，引导学生在一步步解决问题的过程中构建头脑中的知识网络，提高分析和探究能力。例如在学习“海水资源的开发利用—提取海带中的碘”时，教师可以抛出以下问题：①发生甲状腺肿大的原因是什么？②怎样提取碘单质？③如何从海带中提取碘单质？④如何将I-从有机物中提取出来？⑤如何将I-转化成I2？⑥应选择何种氧化剂？为什么？⑦如何从碘水中获得碘单质？⑧如何验证存在碘单质？以此为例，通过真实案例引入问题，从问题和假设出发，为实现探究目的，学生以“问题链”为线索设计工艺流程，通过自主探究活动验证假设，并贯穿STSE教育知识，从更深层次构建知识网络形成对这一问题的整体认识，从而达到提高学生科学探究能力的目的。

2.4 善用化学史融入法，增强学生责任意识

化学史包括化学知识的起源和科学的发展等主题，并具有鼓舞人心的科学研究精神以及创新和实用的研究方法，沉淀了极为丰富的学科价值。将化学史融入到教学中不仅可以帮助学生了解知识的发展历程、掌握核心的概念本质、学习科学的研究方法，还可以引导学生学习科学家们严谨治学、迎难而上、忠于科学的精神品质，树立为人类进步事业做贡献的决心。

例如可以通过氯气的化学发展史来导入《氯及其化合物》一课。1774年，化学家舍勒在进行实验时发现软锰矿与浓盐酸加热，能产生一种微溶于水具有漂白作用的气体;1810年，戴维确认该气体不是一种化合物而是由一种元素组成;1836年，古萨格对舍勒的实验进行改进，实现了氯气的大规模生产;之后法拉第发明了电解法制氯气;再到后来，采用新的“离子交换膜法”使得氯气的制取具有清洁、低耗能的特点。基于此，学生会意识到任何一种新技术的发明都不是一蹴而就的，在考虑到科学技术给社会生产和人类的生活带来便利的同时也应该考虑环境的承载力，所以新技术是在摸索和改进中不断优化的，进而会激发学生的学习动力和责任意识[5]。

3 核心素养下STSE教育理念在高中化学课堂中的实施模式

一堂好课可以分为以下四个教学环节：导入新课、提出问题、探究新知、拓展延伸。新课导入一定是学生兴趣之内的，基于课标理念和教学目标设置合适的教学情境。问题的提出一定是具有针对性的，打破认知平衡，通过启发诱导更新已有的认知图示。在探究问题环节更新旧有的教学模式，邀请学生以客体的身份亲身参与到知识体系中，以便于更深入地理解与应用。课堂尾声部分一定是回扣课前问题情境的，结合已有化学史实或社会前沿发展信息基础上做更深入的拓展延伸。

结合学生的发展需求和适当的教学策略，设计了如1所示的教学方式：基于STSE教育理念，按照“生活-化学-社会-环境”线索，应用情境教学法、化学史融入法、角色扮演法、问题驱动法等教学策略，从导入新课、提出问题、探究新知及拓展延伸四个教学环节有效融入其中，实现教学线索、教学环节、STSE理念一一对应，环环相扣。引导学生建立动态的知识网络，提高社会适应能力，发展核心素养。

图1 教学流程图

在具体的教学中，可以将上述模型分为以下几个步骤进行实施：①导入新课：基于所学知识，运用生活案例、历史事件和新闻事实等创设情景，吸引学习兴趣;②提出问题：按照一定线索，设置逻辑性的“问题链”，引导学生进行深入思考;③探究新知：鼓励学生通过观察、实验、角色扮演等方式进行问题探究，寻求答案并构建知识网络;④拓展延伸：引导学生学会知识迁移，并恰当地应用于现实社会，分析与解决实际问题，拓展视野、提高素养。

4 结束语

基于STSE教育理念，帮助学生加深了对学科知识的认识，打开了学生的眼界，提供了认识社会新的思路，但其实施是一个不断发展的过程，需要教育者持续不断地创新与研究。在实际教学过程中，首先高中化学教师要加深对科学、技术、社会、环境融入化学课堂的理念，有自觉的意识，重视其应用才能更好地达到育人的目标;其次教师要走在时代发展的前列，勤于寻找身边的化学素材，学会利用科技发展的产物如数字化实验等直观展示教学内容，提高学生实验创新和深度思考的能力;最后教师要根据课程标准，结合教材内容，选择合适的教学素材和策略，有意识地开展STSE教育，不断提高学生综合素质，促进学生持续不断地发展。