高中化学课程中的STS教育.ppt

第七章 高中化学课程 中的STS教育,本章关注,1、STS教育观念的基本内涵。,2、新课程STS教育思想的体现。,3、科学素养与STS教育的关系。,4、STS教育案例的设计与实施。,海洋世界最大的解决方案 化学与技术选修模块 主题2：海水资源 工业制碱 课题1：海水淡化与现代水处理技术,案例研究,STS教学案例,案例思考,通过查阅资料完成问题？,对比STS教学案例与传统教学存在什么样的区别？ 对比STS教育的教育目标在教学中是怎么实现的？ 在教学方法上STS教育有哪些特别之处？,一、新科学词汇,除盐法、蒸馏法,二、目的,1、解释为什么人们能从海洋中寻找到答案。 2、比较各种除盐的方法。,三、课程流程,问题1：海洋能否被用来作为淡水资源？,地球上大约97%的水资源存在于有咸味的海洋中，尽管海洋中最大量的盐类是氯化纳化全物，海洋中同时还含有许多其他溶解的盐类，因此，海洋便成了世界上淡水资源最大的解决方案，我们需要这一解决方案作为淡水的来源吗？,问题2：现在，世界上对淡水的需求量比以往任何时候都大，对淡水需求量增加的几个理由是？,1、世界人口数量的增加； 2、在特定区域，人们对生活条件高度关注； 3、淡水使用量的增加； 4、现有淡水资源污染的增加； 5、缺水地区逐渐增大。,许多人正关注海洋成为淡水资源的巨大源泉，但是从这些解决方案中去除海水中溶解的盐份并不是一个简单的过程。,诺贝尔化学奖最有利的竞争项目：,知识介绍：为了满足这些需求，科学家们正在求助于除盐法。所有从海中除去盐份从而产生淡水的方法均称为除盐法。,在1989年，遍布世界的总数超过1500家的除盐工厂每天生产20亿加仑的淡水，在这些工厂中最为普遍的除盐方法是蒸馏法和冷冻法。,方法1：在蒸馏法中，水从海水溶液中蒸发出来，水蒸气遇冷，冷凝成水滴，然后收集起来，便是淡水，蒸馏法中最简单最便宜的一类，使用一个太阳（solar still）。太阳发出的热量使得水蒸发，水蒸气在容器透明的盖板上冷凝，然后流入收集容器中。,蒸馏法,方法2：蒸馏法是低压（flash）蒸馏，它运用了这样一个原理：水在温度很低的情况下在一个真空或压 减小的空间会沸腾，在低压蒸馏中，海水被抽到一个真空的容器中，在那儿海水开始沸腾，没有盐的水蒸气被收集起来，冷凝而成为淡水。,多级闪蒸海水淡化装置,冷冻的方法也正被用于海水除盐中，当海水被冷冻到足够程度，结的冰是不含盐份的，在冷冻法中，海水进入一个真空冷冻容器，冷冻结成的冰浮了起来，接着融化便成了淡水。,冷冻法,四、小节复习,1、为什么海洋能解决问题？ 2、描述如何用蒸馏法和冷冻法从海水中产生淡水。,天津海水淡化系统,五、知识拓展,全国最大的海水淡化基地,全国最大海水淡化基地,该工程的总投资7.4亿元、日产淡水10万吨的全国最大海水淡化基地，日前在舟山普陀区六横岛开工建设。该海水淡化工程分3期进行，其中一期工程投资1.6亿元，建设占地60亩的海水淡化厂一座，日产淡水2万吨，预计于今年底建成供水。整个工程计划在2012年完成并投入使用。,五、由你来决定,假定你正负责在沙漠地区建造一个除盐工厂，大量的海水可以引到这个区域，我将使用哪种除盐法？为什么？,第一节 公民科学素养与STS教育,一、STS教育,当前人类文化发展的现实是，自然科学与人文科学相互脱节，社会和科学技术之间存在着明显的界碑，并且由于科学主义盛行，科学技术在人类的物质生活和精神生活中都占有统治地位。 需要培养了解科学技术及其后果、能够参与涉及科学技术决策和实施的公民，使他们能给决策者提供新的信息和科学的分析。,二战后，科技飞速发展，但人类面临环境、能源等问题越来越严重，因此要研究科学对社会生活的影响，20世纪60年代末70年代初在美国兴起STS研究。,STS研究,1、理论溯源,2、学科属性,STS中其通常指英文的SCIENCE， TECHNOLOGY AND SOCIETY，即“科学技术与社会”之简写，其研究是一个以多学科交叉为基础的研究科学、技术和社会相互之间关系的哲学社会学新领域。,STS体现为一个学科群，是科学史、技术史、科学哲学、技术哲学、科学社会学、技术社会学、科技政策研究等学科对科学、技术与社会的相互关系之研究的总称,3、学科内涵,STS是一门研究科学、技术和社会相互关系的新兴学科它把科学技术看作是一个渗透价值的复杂社会事业，研究作为社会子系统的科学和技术的性质、结构、功能及它们之间的相互关系；研究科学技术与社会其他子系统如政治、经济、文化、教育等之间的互动关系；还要研究科学、技术和社会在整体上的性质、特点、结构和相互关系及其协调发展的动力学机制。,4、研究内容,（1）理论研究,学科派（STS-D）：侧重从哲学、历史和社会学等方面对其进行研究。,交叉学科派（STS-I）：把交叉学科作为一种新的范式展开研究。,（2）应用研究,侧重研究科技战略、科技政策和一些列全球问题。,（3）STS教育,目的在于加深学生对科学、技术和社会相互关系的理解，提高其科学技术素养。,5、研究价值,（1）可持续发展,解决传统工业化社会发展产生环境、能源、人口等问题，建立新的发展观。在保护人类生产条件的基础上，建立科技、经济和社会协调发展的新社会，这也就是一个持续发展的社会。,（2）科学和人文结合的价值观,其认为科学技术的发展和应用受到社会的制约，科学技术是蕴含着价值的复杂“社会过程”、“社会事业”。,STS价值观是在批判了传统价值观背景下所产生的科学技术的乐观主义、悲观主义、科学主义和人文主义的片面性，吸取其合理因素，追求个要素之间的平衡与协调，试图建立全面发展、幸福向上的自然和社会环境。,3、综合统一的科学观,STS强调整体论的科学观，把人类、自然和社会看作一个有机统一体，把自然科学、工程技术科学、社会科学和人文科学用相互联系和相互作用的观点进行研究，这是最大的跨学科、多学科和综合学科的研究。,4、全面发展的教育观,其特点是自然科学和社会科学的联系和整体化，科学技术和社会的密切结合，其宗旨是培养具有综合科学技术素质，全面发展的一代新型公民。,综合科学技术素质是能真正地理解科学技术和社会的相互关系。,（1）STS教育的特点,多元性：多元文化教育方式。 开放性：内容和研究对象的开放。 综合性：课程内容综合，培养全面发展的新 型公民。 互动性：强调合作。 人本性：强调学生主动探究、参与，在合作 中注重个人责任的落实。 发展性：动态发展，自我完善的系统。,（2）STS教育的目的（内容）,对于科学方法的培养； 对于科学态度的培养； 对于科学思维习惯的培养； 对于科学观的培养； 对于科学与技术之差别的认识； 对于科学(主要是技术)在社会生活方面的影响；,对于科学技术内容之具体应用的认识； 对于人与自然的关系、可持续发展概念，以及科学(主要是技术)的环境影响的认识； 通过对科学史的学习，加深对科学之本质的理解； 对于社会责任感的培养，对于在理解科学技术之本质的基础上做出合理决策之能力的培养。,（3）与传统教育的差别,1、强调学习情景，促进学生知识应用的社会化，非注重知识的理论化和结构化。 2、注重科学原理的发现和证明，非绝对真理的盲目接受。 3、将科学看成是一种学习过程，非单纯的指向得出结论。,一、STS课程目标,1、STS教育目标群和目标要素,STS教育的广泛性导致STS教育目标群的产生。,20世纪80年代NSTA(美国全国科学教师协会)在著名学者R罗伊的指导下制订出一项宣言科学技术与社会:80年代的科学教育,指出STS教育目标之一是培养学生的科学素养,帮助学生获得决策能力。,第二节 高中化学课程标准中的STS思想,我国全日制义务教育化学课程标准(实验稿)在基本目标中提出STS教育的目标是“提高学生的科学素养,引导学生认识化学在促进人类社会发展和提高生活质量方面的重要作用,通过化学学习培养学生的社会责任感,提高适应现代社会生活的能力。,2、STS目标之一科学价值观,对科学世界不断探究的情感、态度、行为,对科学成就继承发展的情感、态度、行为,对科学负载社会责任的情感、态度、行为,3、STS目标之二技术的价值观,技术的利益估量,技术的风险评定,通过技术的期望商值即各种利益和风险的商值(Desirability Quotient, DQ)可以对该技术价值进行衡量。不同的技术其DQ会有很大的区别。 DQ=利益/风险,对科技引发社会伦理问题的感知与关注,4、STS目标之三决策能力,三、STS课程目标在课程中的落实,二、化学教学中开展STSE 教育的意义,1.有利于知识的落实与技能的提高,只有与学生生活经验和知识能力相适应的内容才能激发学生的求知兴趣。“STSE”教育强调教育应密切联系学生的实际。,2.有利于“过程与方法”的实施,STSE教育要求教师不但要教给学生科学知识,更重要的是教会学生如何学习。,通过学习,使学生对如何进行科学研究的过程有了大致了解,同时也明白了进行科学研究需要有锲而不舍的精神和顽强的毅力。,3.有利于情感态度与价值观的培养,新课程把情感态度与价值观放在了与知识技能、过程与方法同等的地位。与之相适应, 教材提供了丰富的STSE内容。,三、高中化学新课程中STS内容、各模块特点,1、具有STS涵义的课程内容,具有STS涵义的课程内容，是指能够体现和反映化学科学与个人生活、与工农业生产、社会发展以及科学技术之间的相互影响和相互联系的课程内容，以及能够反映从历史的角度、个人的角度和文化的角度认识化学科学的课程内容。,STS教育是当代科学技术和社会发展背景下培养学生科学素养的一种非常有效的科学教育范式。,STS教育既是设计课程的基本理念，同时也是课程所追求的重要目标。在高中化学新课程的三个目标领域中，STS教育目标具体反映在“情感态度和价值观”领域。,2、课标的规定,（1）必修模块,STS教育既是设计课程的基本理念，同时也是课程所追求的重要目标。在高中化学新课程的三个目标领域中，STS教育目标具体反映在“情感态度和价值观”领域。,（2）化学与生活模块,主要目的是使学生“了解日常生活中常见物质的性质，探讨生活中常见的化学现象，体会化学对提高生活质量和保护环境的积极作用，形成合理使用化学品的意识，以及运用化学知识解决有关问题的能力”。,（3）化学与技术模块,要求学生“了解化学在资源利用、材料制造、工农业生产中的具体应用，在更加广阔的视野下，认识化学科学与技术进步和社会发展的关系，培养社会责任感和创新精神”。,资 料,高中化学新课程各模块STS内容及其特点,王 磊 主编 ,/PXJS/WTHZ/200607/1097_2.html,阅读材料设计一个 教学案例。 要求:根据STS教学案例的基本流程进行设计 并制作成PPT形式，必须图文并茂。 交作业时间:2009年5月18日 17:00之前,作 业,STS教学设计,3、具有STS涵义的内容的处理方法,一是集中体现。 必修课程中设有一个专门的一级主题“化学与可持续发展”，选修课程中模块“化学与生活”、“化学与技术”。,二是分散渗透式体现 。,4、高中化学新课程中STS内容的教学设计,STS内容的课堂教学设计应注意以下问题:,（1） 选择真实的问题情景,学习情景在激发学生学习积极性、培养学生学习的主动性, 帮助学生完成知识建构上具有极为重要的作用。不强调学习情景创设, 学生学习方式的变革就难以完成。没有学习情景的学科知识, 充其量只是知识词典, 不是完整的教学内容。,“情景 (情境)” 是指与某一事件相关的整个情景、背景或环境。在创设学习情景时, 应力求真实、生动、直观而又富于启迪性。,演示实验、化学问题、小故事、科学史实、新闻报道、实物、图片、模型和影像资料等都可以用于创设学习情景。,化学2 ( 江苏教育出版社) 专题3 第三单元 人工合成的有机化合物,案例研究,STS教学设计,可以创设情景, 让学生课前分组收集并区分各种塑料、橡胶、合成纤维制品, 通过查阅资料、调查咨询、课堂小组汇报等过程来总结、整合, 完成对高分子化合物性能、合成和应用的学习。,学生在搜集生活中的三大合成材料并探究其性能、作用和成分的过程中, 培养了问题意识, 激发了探究兴趣,学习了科学探究的方法, 体验了探究的过程, 激发了学生进一步探究三大合成材料的制备原料和原理。,（2）突出科学观念和科学主题,a、科学观念、科学方法的培养化学课程中的科学探究, 是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。,b、可持续发展观，化学知识的转化对技术变革的促进必然会给社会带来诸多方面的影响。,c、科学和人文的结合，在科学发展的过程中, 深深地蕴涵着科学家充满人文主义的态度和精神。,怀海特指出: “没有纯粹的技术教育, 也没有纯粹的人文教育, 两者缺一不可。”,（3）重视学生创新意识和创新能力的培养,教师在教育活动中应注意:,创造力源于好奇心, 故要保护学生的好奇心, 创设恰当的问题情景, 把学生思维引向更深更广的领域。 鼓励学生采用与众不同或教师自己没想到或未采用的方法, 鼓励学生的批判性思维。,允许学生探索活动的失败, 要帮助学生分析原因, 发现探索活动中的闪光点。 对学生实行多元化