彰顯STSE教育理念的初中化學教學實踐
——以“水的凈化”教學為例

福建福州第七中學（350011） 朱 青

《普通高中化學課程標準（2017 年版）》提出，要培養學生化學學科核心素養，并創新培育化學學科核心素養的學習方式?！翱茖W態度與社會責任”是化學學科核心素養之一，其深刻揭示了化學學科的價值取向。為了使學生逐漸形成“科學態度與社會責任”核心素養，教師應引導學生深刻認識化學學科的本質和價值，充分理解科學、技術、社會與環境（STSE）的關系［1］。但從當前課堂教學來看，部分教師側重學科知識，對與知識相關的社會及環境問題只作淺層或附帶性介紹，導致自然科學與社會科學相對割裂，STSE 的相關內容如同點綴，并未深入涉及科學、技術、社會與環境之間的作用與聯系，因而學生缺乏真實的體驗，難以調動生活經驗來支持知識學習（如圖1）。本文基于STSE教育理念，探索如何科學設計創新教學活動，以達到優化教學效果、有效培育學生“科學態度與社會責任”核心素養的目的。

圖1 當前課堂STSE內容的安排

一、STSE教育理念的內涵

STSE 是科學（Science）、技術（Technology）、社會（Society）、環境（Environment）的英文縮寫。STSE教育理念是將知識融入生產生活的實際情境中，旨在讓學生認識科學技術在社會生產和生活發展中的應用，以及對環境產生的影響，樹立可持續發展意識，促進學生科學決策能力的提升，發展與增強學生科學態度與社會責任感的新興教育理念［2］。STSE 教育理念提倡學科交叉融合，表現在相關學科之間的綜合應用上，如自然、社會和人文科學間的融合，基本科學技術術語和概念的綜合，科學研究過程和方法的融合。

《義務教育化學課程標準（2011 年版）》中明確提出，初中階段的化學學習要重視學科間的聯系，增加跨學科內容，注意化學與物理學、生物學、地理學以及社會科學之間的聯系，培養學生的參與意識、決策能力以及科學精神與人文精神。初中化學所蘊含的學科交叉融合的思想與STSE 教育理念一致。因此，針對處于化學啟蒙階段的初中生開展STSE 教育，對其科學觀、社會觀等的形成具有積極的作用。

二、基于STSE 教育理念的“水的凈化”教學實踐

下文的“水的凈化”課例是筆者所上的一節省級示范課。課程標準對本課的要求是了解常見凈化水的方法，了解或實地調查飲用水源的質量和水凈化處理的方法。教材中提供了自來水廠生產工藝這一STSE情境素材。

建構主義認為，知識的獲得是學習者在真實情境中通過與他人合作交流、共同探究，進行意義建構的過程?？梢?，真實情境下的教育是非常有力量的教育。基于STSE 教育理念的化學課堂，以真實情境為載體，并將其作為主線貫穿教學始終（如圖2）。教材中的自來水廠生產工藝這一真實情境素材并非簡單科普和點綴，恰當利用，可豐富學生思考的問題，增加課程的學科思維含量，使學生認識到化學與技術、社會、環境之間的緊密聯系，在知識、能力、情感等方面均有所突破，從而培養學生的“科學態度與社會責任”核心素養。

圖2 基于STSE教育理念的化學課堂

（一）設計思路

本節課以學生學科素養提升為目標，以自來水廠水的凈化情境為載體，以將天然水轉變為凈化水的生產過程為主線，采用情境模擬法、問題導向法，把知識問題引向縱深的邏輯思維和創新思維，解決學生的須知問題。具體來說，是從福州的母親河——閩江等學生身邊的資源環境入手，使課堂滲透人文情感；通過手持技術、宏微結合等方式分析水質，讓學生知曉凈水緣由及其必要性；整合教材中幾種單個不連續的凈化方法實驗，自制實驗儀器，通過一體化自來水廠凈水流程模擬實驗（如圖3），化繁為簡，優化教材，在課堂中重現自來水廠的生產工藝，讓學生身臨其境。學生在實驗觀察中發現問題，通過師生“互換角色”（教師由“講授”向“助力”轉變；學生從“學答”向“學問”轉變），使知識在互動間入腦入心，在掌握基礎知識——吸附、沉降、過濾等凈化水常用方法的同時，逐漸從本質上認識混合物分離的思想方法。通過自來水廠實地考察視頻，引導學生關注化學在生產中的作用，讓學生認識科學技術在社會生產和生活發展中的應用。本節課著力于幫助學生從化學角度認識水的凈化，樹立珍惜資源、節約資源的意識和可持續發展觀，用發展的眼光看待凈水工藝，認識科技進步對生產生活的影響。

圖3 自來水廠凈水流程模擬實驗

（二）教學流程（見圖4）

圖4 彰顯STSE教育理念的“水的凈化”教學流程

（三）教學評價

1.過程性評價

在教學過程中，學生參與積極性很高，尤其是模擬實驗激發了學生的興趣，整個釋疑解惑過程學生參與度較高。凈水流程模擬實驗及自來水廠實地考察視頻，為課堂教學創設了真實的情境。學生普遍表現出對本節課所展現的自然、社會、環境問題的關注，也對相關的技術手段表現出濃厚的興趣。

本節課出現了較多意想不到的課堂生成。例如，學生在觀察實驗時提出問題：“如圖3C，裝置中的石英砂和活性炭是否能夠互換位置？”“消毒液殘留是否會對人體造成危害，是否需要去除？”“消毒液的殘留標準是多少？”在暢想如何創新凈水技術時，學生提出了“在河道中安裝超濾裝置”“直接將飲用水通入千家萬戶，省去中間環節”等措施。以上課堂生成體現了學生具有獨立思考、敢于質疑和批判的創新精神。以學生為主體的課堂無疑是富有個性的、多元化的。可讓學生提前收集閩江水、自來水廠生產工藝及凈水器等相關資料，以提高學生課堂參與度，促進學生的認知發展。

2.結果性評價

通過對凈水過程的討論和分析，學生逐漸認識了混合物分離提純的原理和方法，在解答有關水凈化主要方法及目的的填空題時正確率高，且在應用知識參與科技建議和決策時能基于混合物分離原理暢所欲言，體現了本節課良好的學習效果。本節課從模擬實驗到理論學習再到觀看實地考察視頻，各個層次的學生都能在原有認知水平上有所提升。

三、總結與反思

（一）STSE教育有利于提升學科素養

寓情于境、以境激情，參與活動、獲得體驗，落實反思、增進內化，是培育與發展“科學態度與社會責任”核心素養的關鍵教學策略［3］。從本課教學實踐來看，基于STSE 教育理念的教學能較好地體現該教學策略。例如，自來水廠的生產工藝和模擬實驗，加深了學生對凈水環節的理解；復雜的凈水工藝，讓學生領悟到水資源的來之不易，意識到保護水資源的重要性，并且能夠根據所學知識對凈水技術的發展提出暢想。學科交叉融合，可促進學生對科學知識的掌握和運用，以及科學決策能力的提升，增進學生對化學與技術、社會、環境之間相互關系的理解，使學生的“科學態度與社會責任”核心素養得以提升。

（二）STSE教育有利于優化教學效果

STSE 教育將知識拓展至STSE 領域，從當代社會的環境、資源、技術等角度創設真實教學情境，引導學生在情境觀察過程中調動原有認知發現問題；在面對實際問題時，鼓勵學生小組交流討論，對問題進行猜想假設，運用化學知識給出相應的解釋與解決策略，并設計具體的實驗方案去驗證猜想；引導學生對實驗現象或數據進行歸納整合，收獲新知；通過對問題的反思交流，升華學生對STSE 議題的認知，使學生認識到“化學從生活中來，到生活中去”，提高學生的綜合能力。

（三）STSE教育有利于促進教師成長

STSE 教育理念突破了教師的傳統教學觀念，要求教師通過新聞報道、網絡媒體、手機APP、實地考察等各種渠道收集資料并采用不同的方式來研究。STSE 教育理念倡導學科交叉融合，促使教師在提升自身的化學學科素養的同時，更注重提升自身在自然、社會和人文學科方面的知識水平，以及跨學科整合的能力。基于STSE 教育理念的課堂，更側重于情境下的學生活動及體驗、反思和表達，因此教師要注重課堂預設與生成的融合，不斷加強自身的課堂掌控能力，進而提升教學水平，獲得專業成長。