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STSE是英文Science-Technology-Society-Environment即科学-技术-社会-环境的缩写,是一种将科学教育与人文教育结合为一体的教育模式.就化学来说,新课标明确指出,现在高中化学课程标准宗旨在于提升学生综合素质,着力发展核心素养,激发学生对化学学科的学习兴趣,使学生具有理想信念和社会责任感,具有科学文化素养和终身学习能力,具有自主发展能力和沟通合作能力.所以,在高中化学教学中应用STSE教育理念,对于学生核心素养的提高具有非常重要的意义.
一、STSE教育理念在高中化学教学中应用的
必要性
教育部颁布的《普通高中化学课程标准(2017年版)》中提到,“高中化学课程将在义务教育的基础上,进一步提升学生的化学学科核心素养.”所以,化学教学应该着眼于提升学生的化学学科核心素养这一大方向来进行.
高中化学核心素养包括“宏观辨识与微观探析” “证据推理与模型认知” “科学精神与社会责任” “变化观念与平衡思想”和“科学探究与创新意识”.STSE教育理念强调学科知识与科学、技术、社会、环境之间的联系性,在化学教学中进行应用有助于学生加强化学与生活之间的联系,在实践中加强理论认知,并有利于扩宽学生思维角度,增强动手意识与创新意识,树立社会责任意识.因此,STSE教育理念对于高中化学教学而言,有助于实现培养学生高中化学核心素养目标.
二、STSE教育理念在高中化学教学中的应用
1.利用STSE教育理念引导学生建立宏观与微观两个空间.
在教学过程中,可以以典型元素和物质为例进行研究,引导学生建立化学学习的微粒观和元素观,需要让学生在研究过程中能够自主应用“微观体现宏观”“结构决定性质”的思想,进一步完成对相同周期或主族内其他元素和物质性质的学习过程.例如,在学习金属钠的性质时,学生通过完成3个分组实验:钠在空气里缓慢氧化、钠加热时氧化、钠与水的反应,来观察实验现象并分析钠的物理性质和化学性质,从而认识到金属钠是一种非常活泼的金属.在学生对金属钠的性质获得感性认识后,教师要善于用问题启发学生思考原因.钠的宏观性质实际上是由其原子的结构特点决定的,钠原子最外层电子数为1,在化学反应中容易失去这1个电子,使其单质表现出强还原性,因此遇到有氧化性的物质就容易发生反应.通过总结钠元素宏观性质与微观结构的联系规律,推而广之来预测相同主族元素性质或者预测其他金属的性质.同时,教师还应该利用身边一些常见情况和社会时事热点来创设教学情境,通过相关化学内容来连接核心素养的培养,引发学生学习兴趣,通过宏观辨识来获得结论,掌握所学知识内容,利用微观探析来追溯事物本质,方便其理解记忆.
2.利用STSE教育理念帮助学生加强模型认知.
模型认知是化学教学中的重难点,要求学生在对目标已有初步认识的基础上,通过理想化思维方法来描述近似且尽可能完整的自我理解过程,从而可以理解目标本质规律.比如,在设计“影响化学反应速率的因素”的教学内容时,教师应在学生积累了大量影响化学反应速率现象的感性认识后,从理论上给以升华,让学生实现从现象到本质,进而利用理论指导实践,完成一次认识的飞跃.教师可以先利用《选修4》绪言中的“有效碰撞”和“活化分子和活化能”的概念模型,引导学生立足化学反应微观本质的角度来理解单位时间内有效碰撞的次数决定化学反应速率的快慢,并就此建立认知模型;再通过实验探究浓度、压强、温度、催化剂等外界因素对化学反应速率快慢的影响;最后解释实验现象的时候,学生们就会自然而然地使用“有效碰撞”和“活化分子和活化能”理论来分析原因,在此过程中就可以加强学生模型认知能力.
3.利用STSE教育理念帮助学生树立社會责任意识和科学精神.
教师在上课过程中可以给出一些当前面临的关注度较高的社会问题,如教师首先介绍“沙湖水污染”事件,向学生们提问应该怎么“消除藻类”,并给出利用投放化学药品来消除藻类的方法,让学生们评价这种方法是否适合,然后再引导学生从社会、化学、生物等角度来进行思考,最后让学生利用课本知识及网络来做一个相关书面报告.在这种角色代入及引导下,学生在进行该问题处理过程中会提高自身环境保护意识,从而有利于培养学生社会责任意识.这样就可以将STSE教育理念有效渗透到教学内容中,在教学过程中调动学生学习主动性,树立学生社会责任意识和科学精神.
4.利用STSE教育理念帮助学生具备变化观念与平衡思想.
变化观念与平衡思想内涵与化学学科基本问题“物质及其转化”是相吻合的.在教学中,教师可以通过化学实验向学生展示物质间通过化学反应而产生的变化,从微观分子角度来对化学变化过程进行讲解,并着重强调化学学科中存在的守恒现象,让学生能够充分理解化学守恒定律.如分析酸式盐溶液中各离子浓度的大小关系这个难点时,可以以碳酸氢钠溶液为例,首先让学生通过实验了解该溶液的酸碱性,再让学生写出该溶液中存在的电离方程式和水解方程式:H2OH OH-;NaHCO3Na HCO-3;HCO-3CO2-3 H ;HCO-3 H2OH2CO3 OH-.通过分析这个多平衡并存的体系,使学生逐步理解该体系中各个平衡相互依存,相互制约的关系,最后让学生依据电荷守恒、元素守恒、质子守恒的原理再进行各离子浓度大小比较和列出3个守恒等式,这样就会使学生对于该体系的理解进一步加深.另外,教师还可以根据现实生活中的例子来向学生展示自然界也遵循守恒和平衡原理,并让学生自己再举几个例子,使学生在思考过程中培养出变化观念与平衡思想意识.
5.利用STSE教育理念加强学生科学探究与创新意识.
在教学过程中,教师对重难点问题的讲解要注意循循善诱,不能以直接告知结果与原理的形式来进行教学.在问题讲解上,应该尽可能将一个问题扩展到两个、三个及更多相关问题,让学生在学习过程中意识到这些问题的关联性,并进行深入全面的思考.例如,将二氧化硫气体通入到适量的品红溶液中,很快溶液会褪色,但加热后,溶液又会恢复红色.等待学生理解这个实验原理后,教师就可以引出其他问题,如二氧化硫可以用作食品漂白剂吗?二氧化硫还有其他作用吗?借着这些问题来引导学生在思考深度上进一步扩展,这样学生对于该方面知识能够有一个深入、系统的了解,同时这种深入探究会有利于培养学生的科学探究意识,并在这个思考过程中去学会如何进行创新.这个过程有利于学生养成对于化学知识进行深入探究的习惯,并将这个习惯延伸至实际生活中.
结语
STSE教育理念在高中化学教学中进行应用,对于激发学生学习兴趣和提高学生化学科学素养有非常重要的意义.随着STSE教育理念在实践中不断加以完善,它将是我国在21世纪培养高素质人才的一种科学有效的教育方法.
一、STSE教育理念在高中化学教学中应用的
必要性
教育部颁布的《普通高中化学课程标准(2017年版)》中提到,“高中化学课程将在义务教育的基础上,进一步提升学生的化学学科核心素养.”所以,化学教学应该着眼于提升学生的化学学科核心素养这一大方向来进行.
高中化学核心素养包括“宏观辨识与微观探析” “证据推理与模型认知” “科学精神与社会责任” “变化观念与平衡思想”和“科学探究与创新意识”.STSE教育理念强调学科知识与科学、技术、社会、环境之间的联系性,在化学教学中进行应用有助于学生加强化学与生活之间的联系,在实践中加强理论认知,并有利于扩宽学生思维角度,增强动手意识与创新意识,树立社会责任意识.因此,STSE教育理念对于高中化学教学而言,有助于实现培养学生高中化学核心素养目标.
二、STSE教育理念在高中化学教学中的应用
1.利用STSE教育理念引导学生建立宏观与微观两个空间.
在教学过程中,可以以典型元素和物质为例进行研究,引导学生建立化学学习的微粒观和元素观,需要让学生在研究过程中能够自主应用“微观体现宏观”“结构决定性质”的思想,进一步完成对相同周期或主族内其他元素和物质性质的学习过程.例如,在学习金属钠的性质时,学生通过完成3个分组实验:钠在空气里缓慢氧化、钠加热时氧化、钠与水的反应,来观察实验现象并分析钠的物理性质和化学性质,从而认识到金属钠是一种非常活泼的金属.在学生对金属钠的性质获得感性认识后,教师要善于用问题启发学生思考原因.钠的宏观性质实际上是由其原子的结构特点决定的,钠原子最外层电子数为1,在化学反应中容易失去这1个电子,使其单质表现出强还原性,因此遇到有氧化性的物质就容易发生反应.通过总结钠元素宏观性质与微观结构的联系规律,推而广之来预测相同主族元素性质或者预测其他金属的性质.同时,教师还应该利用身边一些常见情况和社会时事热点来创设教学情境,通过相关化学内容来连接核心素养的培养,引发学生学习兴趣,通过宏观辨识来获得结论,掌握所学知识内容,利用微观探析来追溯事物本质,方便其理解记忆.
2.利用STSE教育理念帮助学生加强模型认知.
模型认知是化学教学中的重难点,要求学生在对目标已有初步认识的基础上,通过理想化思维方法来描述近似且尽可能完整的自我理解过程,从而可以理解目标本质规律.比如,在设计“影响化学反应速率的因素”的教学内容时,教师应在学生积累了大量影响化学反应速率现象的感性认识后,从理论上给以升华,让学生实现从现象到本质,进而利用理论指导实践,完成一次认识的飞跃.教师可以先利用《选修4》绪言中的“有效碰撞”和“活化分子和活化能”的概念模型,引导学生立足化学反应微观本质的角度来理解单位时间内有效碰撞的次数决定化学反应速率的快慢,并就此建立认知模型;再通过实验探究浓度、压强、温度、催化剂等外界因素对化学反应速率快慢的影响;最后解释实验现象的时候,学生们就会自然而然地使用“有效碰撞”和“活化分子和活化能”理论来分析原因,在此过程中就可以加强学生模型认知能力.
3.利用STSE教育理念帮助学生树立社會责任意识和科学精神.
教师在上课过程中可以给出一些当前面临的关注度较高的社会问题,如教师首先介绍“沙湖水污染”事件,向学生们提问应该怎么“消除藻类”,并给出利用投放化学药品来消除藻类的方法,让学生们评价这种方法是否适合,然后再引导学生从社会、化学、生物等角度来进行思考,最后让学生利用课本知识及网络来做一个相关书面报告.在这种角色代入及引导下,学生在进行该问题处理过程中会提高自身环境保护意识,从而有利于培养学生社会责任意识.这样就可以将STSE教育理念有效渗透到教学内容中,在教学过程中调动学生学习主动性,树立学生社会责任意识和科学精神.
4.利用STSE教育理念帮助学生具备变化观念与平衡思想.
变化观念与平衡思想内涵与化学学科基本问题“物质及其转化”是相吻合的.在教学中,教师可以通过化学实验向学生展示物质间通过化学反应而产生的变化,从微观分子角度来对化学变化过程进行讲解,并着重强调化学学科中存在的守恒现象,让学生能够充分理解化学守恒定律.如分析酸式盐溶液中各离子浓度的大小关系这个难点时,可以以碳酸氢钠溶液为例,首先让学生通过实验了解该溶液的酸碱性,再让学生写出该溶液中存在的电离方程式和水解方程式:H2OH OH-;NaHCO3Na HCO-3;HCO-3CO2-3 H ;HCO-3 H2OH2CO3 OH-.通过分析这个多平衡并存的体系,使学生逐步理解该体系中各个平衡相互依存,相互制约的关系,最后让学生依据电荷守恒、元素守恒、质子守恒的原理再进行各离子浓度大小比较和列出3个守恒等式,这样就会使学生对于该体系的理解进一步加深.另外,教师还可以根据现实生活中的例子来向学生展示自然界也遵循守恒和平衡原理,并让学生自己再举几个例子,使学生在思考过程中培养出变化观念与平衡思想意识.
5.利用STSE教育理念加强学生科学探究与创新意识.
在教学过程中,教师对重难点问题的讲解要注意循循善诱,不能以直接告知结果与原理的形式来进行教学.在问题讲解上,应该尽可能将一个问题扩展到两个、三个及更多相关问题,让学生在学习过程中意识到这些问题的关联性,并进行深入全面的思考.例如,将二氧化硫气体通入到适量的品红溶液中,很快溶液会褪色,但加热后,溶液又会恢复红色.等待学生理解这个实验原理后,教师就可以引出其他问题,如二氧化硫可以用作食品漂白剂吗?二氧化硫还有其他作用吗?借着这些问题来引导学生在思考深度上进一步扩展,这样学生对于该方面知识能够有一个深入、系统的了解,同时这种深入探究会有利于培养学生的科学探究意识,并在这个思考过程中去学会如何进行创新.这个过程有利于学生养成对于化学知识进行深入探究的习惯,并将这个习惯延伸至实际生活中.
结语
STSE教育理念在高中化学教学中进行应用,对于激发学生学习兴趣和提高学生化学科学素养有非常重要的意义.随着STSE教育理念在实践中不断加以完善,它将是我国在21世纪培养高素质人才的一种科学有效的教育方法.