化學教學融入生態文明教育的策略
——以常見的無機物及其應用為例

福建師范大學化學與材料學院 陳東萍 戴 宏

生態危機愈演愈烈，遏制生態退化、解決生態危機已經成為迫在眉睫的全球性問題。工業發展帶來的大氣污染、水土污染、森林植被覆蓋面率下降等生態問題日益嚴重，黨和國家提出了生態文明建設的重大戰略。在這樣的時代背景下，化學學科作為一門研究物質組成、反應，并與生態文明息息相關的專業學科，理應為生態文明建設貢獻智慧和力量。生態文明教育是站在人類—社會—自然和諧共生的維度培養具有生態人格的新教育范式，生態人格包括生態意識、生態思維和生態行為。在化學教學中融入生態文明教育是為了從化學角度培養新時代青年的生態意識，鍛煉生態思維，啟發生態行為，讓化學成為生態文明建設的“左膀右臂”，構建人與生態和諧共生的新局面。

一、生態文明教育的組成

基于化學視角的生態文明教育可以分為生態文明知識教育、生態文明技能和行為教育、生態文明價值觀教育和生態文明審美教育。

生態文明知識教育是生態文明建設的必要前提和基礎，要建設生態文明社會必須掌握一定的生態文明知識。化學教學中應使學生了解全球正面臨的生態危機，如水污染、酸雨、溫室效應、土地污染等產生的根源和影響，才能有效地培育學生的生態文明素養和生態意識。化學教學中，教師在講授生態文明知識的同時還要引導學生樹立生態文明意識，了解踐行生態文明的方法，甚至為學生提供外顯生態文明技能和行為的機會，如利用化學方法處理廢水。

生態文明技能和行為教育需要讓學生養成在日常生活、生產中做出符合生態文明要求的行為。化學教學中，教師可以在當地環境資源支持下，引導學生小組合作開展生態文明實踐活動與調研活動，如珠三角地區的學校可以組織學生進行水體質量檢測。

生態文明價值觀是指在反思工業文明社會的基礎上關于生態文明建設的一系列思想、觀念、價值判斷等的總和，如生態文明消費觀、生態文明生產觀等。只有在正確價值觀念的引導和指導下，學生才能處理好自身與社會、與自然的關系，并將學習到的生態文明知識內化為符合生態文明理念的行為。基于化學視角，生態文明消費觀可以從分析過度包裝、對比奢侈衣服材料等方面對學生進行理性消費引導，生態文明生產觀可以從資源消耗、環境污染的代價等視角進行論證，讓學生明白可持續發展生產觀的重要性。

生態文明審美教育是引導學生追求生態文明自然景觀美感，摒棄商業化、工業化的教育。化學教學中，教師可以展示海洋資源、礦石資源等相關圖片，帶領學生領略自然美，幫助學生樹立保護自然資源的意識。

二、課程標準的內容要求與教材元素的挖掘

《普通高中課程標準（2020年版）》指出，化學學科分為必修、選擇性必修以及選修三部分，其中必修是所有高中生必須學習的部分，共五個主題。筆者在對這五個主題涉及的生態文明教育數量進行分析后，發現主題2“常見無機物及其應用”涉及的生態文明素材和教育意義最多，因此筆者選擇以主題2為例，基于課程標準的內容要求，挖掘新人教版的生態文明素材，在教學、習題和活動中融入生態文明教育，提高學生靈活用化學解決生態問題的能力。“常見無機物及其應用”中涉及的生態文明相關素材如下表所示。

內容要求 素材建議 生態文明融入點 生態文明意義鈉的滅火原理鈉著火的危害，為何不能用水滅火？沙子滅火的原理？生態文明知識呼吸面具或潛水艇的原材料選擇過氧化鈉、高錳酸鉀、過氧化氫、氯酸鉀的制氧方法對比生態文明消費觀了解金屬及其化合物在生產、生活中的應用侯氏制堿法比較索爾維法和侯氏制堿法，得出侯氏制堿法的優勢和原因生態文明生產觀印刷電路板的制作作為腐蝕液，使用后的FeCl3應如何處理？ 生態文明生產觀調查水體重金屬污染情況水體重金屬是什么？來源？危害？防治方法？生態文明知識、生態文明審美、生態文明行為和技能氯氣泄露的處理氯氣的性質，討論氯氣的使用對人類、社會、自然的益處和危害，得出氯氣泄露的處理辦法生態文明知識含氯消毒劑及其合理使用生態文明知識、生態文明消費觀含氯消毒劑的原理和作用，過度使用的危害、水質檢測的方法和原理氮的循環與氮的固定認識非金屬及其化合物在生產中的應用和對生態環境的影響自然界中氮的循環是依靠人—社會—自然的和諧共生狀態維持的生態文明自然觀氮肥的生產與合理使用以合成氨、制取硝酸、制取氮肥的生產原理為載體，應用氧化還原反應原理設計含氮物質的轉化，體會一種原料轉化為多種產品生態文明知識、生態文明生產觀調查酸雨、霧霾的成因、危害與防治測定當地雨水的pH值，從含硫、氮物質的性質及轉化視角分析酸雨、霧霾的成因、危害與防治生態文明知識、生態文明行為和技能基于成本高低、設備要求、反應可能討論工業生產制取NaOH為何不采用氧化鈉和水的反應，而要采用電解飽和食鹽水的方法？生態文明生產觀利用離子反應消除水中污染物認識物質及其轉化在促進自然資源綜合利用和環境保護中的重要價值海水淡化的過程，粗鹽提純的方法和原理 生態文明知識認識汽車尾氣的催化轉化器的原理和作用汽車尾氣的主要成分？危害？催化轉化器的作用？原理？生態文明知識、生態文明科技觀不同價態含硫物質的轉化實驗設計基于物質類別和元素價態，設計不同價態含硫物質轉化的實驗，在討論過程中指導學生要遵循科學性、可行性、安全性和綠色化原則生態文明知識、生態文明行為和技能、生態文明生產觀

三、化學視角的生態文明教育建議

（一）教學建議

生態文明教育目前仍未從教育學科中分化成獨立科目，因此，21世紀以來，為了過渡生態文明社會的新教育范式，很多學校采用了滲透式教學。滲透式教學將生態文明教育涉及的環境問題和經濟、社會等方面的可持續發展理念融入化學學科，培養了學生對環境和社會的責任感。化學教學要始終以生態文明知識教育為基礎，以生態文明價值觀教育為橋梁，促進知識內化為生態文明行為和技能，以生態文明審美教育堅固生態文明建設的根基和動力。基于化學視角進行生態文明教育，首先要求教師在備課時從課程標準內容要求出發，尋找生態文明教育的切入點，挖掘教材元素和STSE素材中生態文明教育的切入點。其次，教師在教學中需要針對不同教育內容，結合真實教學情境采取不同教學方法。在講授生態文明知識時，運用宏微結合、變化觀、平衡觀等方法進行知識網絡和核心思路的建立；在講授生態文明價值觀時，采取情感熏陶、案例分析、自主討論、辯論等組織形式開展，盡可能讓學生主動感悟；在講授生態文明審美教育時，通過化學保護、治理的人—社會—自然的美好狀態，幫助學生直觀感受生態美學。

（二）習題建議

習題測試的宗旨是培養學生的生態文明素養和化學學科核心素養，熟悉、理解生態文明素養中生態意識、生態知識、生態思維和生態自我實現以及化學學科核心素養的內涵，并依據化學學業質量標準確定相應習題的測試目標。習題情境的創設應緊密聯系人—社會—自然的生態關系和生態危機處理，體現人—社會—自然的和諧共生及生態文明發展的成果，如處理廢水、污染物的回收利用等，注重形成測試任務與真實情境相匹配的、具有針對性和科學性的測試載體。生態文明教育習題的測試任務應設立具有真實意義的測試情境，試題內容與提出的問題應針對生態文明教育和課程標準的內容要求，突出生態文明與化學學科相融合的核心知識和價值觀念。從學生心理和認識的發展層次出發，與生態素養和測試目標相一致，形成具有梯度復雜程度的測試任務。生態文明知識和化學知識是解決實際問題兩大不可或缺的武器，應合理依照命題宗旨，根據測試任務創設生態情境，鍛煉學生系統解決生態問題的知識與思維，考查學生靈活運用結構化生態知識與化學知識相結合的能力。

[2021年全國乙卷理綜化學試題7]我國提出爭取在2030年前實現碳達峰，2060年實現碳中和，這對于改善環境，實現綠色發展至關重要。碳中和是指碳的排放總量和減少總量相當，下列措施中能促進碳中和最直接有效的是（ ）

A：將重質油裂解為輕質油作為燃料

B：大規模開采可燃冰作為新能源

C：通過清潔煤技術減少煤燃燒污染

D：研發催化劑將CO2還原為甲醇

試題評價：以碳排放與碳中和的環境保護與綠色化學為測試背景，以促進碳中和的最直接有效措施的判斷和理解為測試任務，考查了學生科學態度與社會責任、證據推理的化學核心素養和生態文明生產觀的內涵理解水平，引導學生認識我國作為一個發展大國，勇于擔當，直面問題的大國氣節，增強了學生的愛國精神。

（三）活動建議

生態文明教育是一項具有系統性、實踐性、協同性特點的教育活動，這說明生態文明教育不是單一學科、不是在課堂上也不是教材知識就能夠實現教育目標的教育。因此，化學學科融入生態文明教育必然需要設計一種融合多學科、結合當地生態問題的社會調查研究活動，如調查水體重金屬污染及富氧化的危害和防治，測定當地的雨水pH值，從含硫、氮物質的性質及轉化視角分析酸雨、霧霾的成因、危害與防治，參觀當地鋼鐵生產廠的生產過程與廢水處理措施……在開展這些調查研究活動時，教師要注意結合學生學習基礎與實際生活環境，并設置學生調查成果的展示環節，如“汽車限行”的主題辯論會、“酸雨危害與防治”的黑板報、“垃圾分類回收”的分享會等。最后，教師在生態文明教育中充當的角色應是先行者，這需要教師提高自身生態素養，踐行生態文明行為和技能，以身作則。教師也是學生的引導者，在展示各方各面的生態文明知識時要引導學生一同解決當下的生態難題。教師還是學生的組織者，需要給學生提供各式各樣的機會，以盡情表達對生態文明的向往，互相分享生態文明的行為和技能，夯實生態文明價值觀。

以廣東省廣州市的水體污染調查為例，設計小組調查與研究活動，以“廣州某一水體質量檢測”為例，具體如下。

研究目的：2018年年底，廣州市成功退出全國“水環境達標滯后地區”行列，入選國家城市黑臭水體整治示范性城市。通過以下活動了解水體質量的檢測方法，認識水體污染的危害和生態防治思路，提高生態文明素養水平。

研究任務：（1）定問題——精準防治。以“水體檢測”為關鍵詞進行搜索，了解水體污染的原因、污染物的基本類型、相關危害及預防和治理措施，以便精準確定防治對象。（2）測指標——評估危害。根據收集的資料確定檢測水體的指標，了解測定儀器的原理和方法，確定檢測水體的過程和方法并進行實踐，對結果進行分析和討論。①用容器收集某地的河水作為樣品，靜置，以蒸餾水或自來水作為參照，觀察并比較它們的外觀；②用相應的儀器測定指標并記錄（教師提供水質檢測筆、pH儀器等）；③有條件的話，可同時取上、中、下游的河水作為樣品進行測定，并比較相關指標。（3）探方法——科學防治。將檢測的指標和《中華人民共和國地表水環境質量標準》相比，評估該水體的類型，并為所在地區的河水制定科學的防治方法（4）制途徑——依法防治。查閱資料或詢問專業人員，收集我市治理河水的措施和途徑。

結果與討論：（1）通過小組測得的數據判斷水體的類型，并討論該類型的水質治理方法。（2）本次實踐活動及結果對你有什么啟發？請撰寫研究報告，并與同學討論。

活動評價：以廣州市水體的生態防治為背景，以檢測廣州市某一水體、了解水體污染的原因和危害、認識生態防治思路為研究任務，具有當地特色和學科特點。但該活動有兩個困難點：（1）與地理、生物學科有所交集，因此在學生討論環節可邀請地理、生物教師一起進行討論交流；（2）確定檢測的水體指標，根據《中華人民共和國地表水環境質量標準》，基本水質指標共24項，包括水溫、pH、溶解氧、化學需氧量（COD）、氨氮等，因此教師需要選擇符合學生學習情況的指標，并引導學生熟悉常見的檢測方法。

化學學科融合滲透生態文明教育在最新一輪的課程改革中已初顯端倪，但過去的綠色化學到現在的生態文明教育都要求教師基于化學學科素養培養具有生態文明意識的新時代青年。生態文明教育不是一朝一夕，也不是形式主義上的“貼標簽”，這要求教學過程潛移默化，教學內容貼近學生已有經驗和現實生活，周而復始地將其滲透到日常教學活動中，真正做到潤物細無聲。