高中化学必修1中的STS教学内容及其实施.doc

高中化学必修1中的 STS教学内容及其实施胡燕华佛山市南海区南海第一中学摘要： STS教育已经成为高中化新学课程目标的一个重要组成部分。本文在STS教育内涵和特点的基础上，针对STS教学目标，对高中化学必修1教材进行分析，提取出可以渗透STS教育的教学内容，并针对部分内容进行STS教学设计和实施。关键字：高中化学必修1、STS教育内容、教学设计教育部于2003年制定的普通高中化学课程标准（实验稿）提出：高中化学课程应该使学生“更深刻地认识科学、技术和社会之间的相互关系”，将“从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识与决策能力”。由此可见， STS教育已经成为高中化学课程的一个重要组成部分，需要将STS教育融入到课程当中，突出科学、技术与社会的相互关系，渗透人文精神等。一、STS教育目标STS是“Science，Technology and Society”的英文缩写。STS教育强调教学与科学、技术、社会发展现状的紧密结合，在培养学生科学素养的同时渗透一定的社会意识教育。它强调参与意识的培养与训练，强调科学、技术、社会的兼容。STS教育要求学生在认识领域、情意领域以及科技领域三个方面均衡发展，更加注重一般公民所应有的科学、技术与社会综合素质的培养1，以实现科学、技术与社会之间协调发展。二、高中化学必修1课本中STS教育内容高中化学新课程教材在对旧教材知识体系进行修整的基础上，增加了有关STS教育内容，这些内容穿插在新教材的不同章节，主要包括2:科学史（著名科学家的重要发现、发明过程等）；与生产、生活相关并有广泛应用的科学知识；与社会发展有重大关系的科学知识；科学发展的新成就、新进展及前沿问题；与科学技术相关的社会热点问题等。当前在实际的化学课程实施中，由于教育者对这些渗透性的内容没有足够的重视，不能充分的开发和延伸这些教学内容，STS教育的实施并不理想，弱化了化学学科的教育价值。下面针对高中化学必修1课本中可以渗透STS教育的教学内容进行归纳和说明。表1 高中化学必修1中的 STS教学内容章节STS教育内容第一章：从实验学化学第一节：化学实验基础生活生产中一些物质分离方法的应用；海水淡化工程等。第二章：化学物质第一节：物质的分类通过生活生产中的分类实例，让学生认识分类方法的类型和作用。通过自然界中的常见物质认识自然界中分散系的9种组合方式。联系生活实际让学生认识胶体及其应用。第二节：离子反应通过人类的血液为什么是有咸味的引出生命起源于海洋，为什么起源于海洋呢？引入海洋中易于发生离子反应，从而引出离子反应的概念。离子反应在混合物分离、物质提纯和鉴定，以及清除水中污染物等方面的重要意义。第三节：氧化还原反应广泛存在于生活生产中的氧化还原反应，例如，金属的冶炼、电镀、燃料的燃烧、事物的腐败，钢铁的生锈等。认识氧化还原反应的普遍存在及其重要意义。第三章第一节：金属的化学性质金属灭火如何扑灭；通过生活中铝制品认识铝的氧化膜；新型未来金属-钛。认识过氧化钠的用途，更好的了解其反应；苏打粉在食品中的应用；烟花炮竹中焰色反应；明矾净水的道理；铝盐和铁盐净水；对铜盐毒性的认识。广泛应用的合金材料，钢的种类及其应用；实践活动，如何正确选用金属材料。用途广泛的稀土金属。通过金属材料的发展，认识化学在促进社会发展中的重要作用，体会科学、技术、社会之间的相互关系。第二节：重要的金属化合物认识过氧化钠的用途，更好的了解其反应；苏打粉在食品中的应用；烟花炮竹中焰色反应；明矾净水的道理；铝盐和铁盐净水；对铜盐毒性的认识。广泛应用的合金材料，钢的种类及其应用；实践活动，如何正确选用金属材料。用途广泛的稀土金属。通过金属材料的发展，认识化学在促进社会发展中的重要作用，体会科学、技术、社会之间的相互关系。第四章：第一节：无二氧化硅材料、硅酸盐材料、硅单质在生产生活中的应用。第二节： 氯气的杀菌消毒，漂白粉的漂白。第三节：硫和氮的氧化物二氧化硫的漂白，硫化氢中毒，自然固氮和人工固氮。火箭燃料，酸雨的形成及其危害及其环境保护。第四节：氨 硝酸 硫酸自然界中氮的循环。酸的应用。三、STS教学设计其分析当前在科学课程中STS教育的教学模式主要有“以STS激发学习动机”、“随机加入STS内容”、“刻意加入STS内容”、“以STS内容贯穿单一课程”、“以STS内容传达科学”等较多，并且将两种或者多种模式相结合进行教学3。可以构建出在科学教育中渗透STS教育的基本模型（图1），以学科教育目标与STS教学目标为指导，开发选取基于学科内容的各个方面的STS内容，基于此选择合适的教学方法，确定将学科教学内容与STS教育内容组合的最佳STS教育模式，从而进行课堂教学。图1课堂教学是基础教育教学的主体构成，是化学教学中最普遍的教学活动。在化学课堂教学中进行合理渗透STS教育的教学设计。基于此，可以以图1所示的模型，来分析渗透STS教育的化学课堂教学，进行教学设计分析。下面以第三者第一节：金属的化学性质中的金属铝为例进行STS教学案例设计，以供参考。表2 金属铝的STS教学设计教师活动学生活动设计意图STS分析环节1.金属材料讨论的引出引入前期讨论了Na、Fe，同学们初步感受到了金属与人类的密切关系，今天将继续金属话题的讨论展示金属在历史中的地位工具的变迁是人类文明进步的标识石器时代-青铜时代-铁器时代-电子时代说明“金属推动了人类文明进程”展示电子时代金属的重要作用（图片）三峡大坝钢筋、国家大剧院穹顶钛金属板、飞机铝合金生活中的铜导线、金属炊具、暖气片提问生活中看到的都是现成的金属制品，这些金属制品是怎么得到的？过渡实际上是将自然界存在的金属、金属化合物通过一定的途径转化为了金属材料，由金属材料进一步加工得到金属制品，本堂课将来重点讨论金属材料的相关内容。环节2：提出讨论材料的主要角度过渡生活中的金属制品很多，不可能一一讨论，老师选了一种大家都熟悉的易拉罐放到课堂进行讨论提问从化学的角度，你想了解或研究构成易拉罐材料的哪些内容？为什么？总结总结学生的回答，从教师的角度说明希望研究的内容：易拉罐是由什么材料做的？为什么一定用这种材料？不可以代替吗？这种材料是怎么得到的？用这种材料到底好不好？这种材料是否环保？讲解通过生活经验，我们可以解决第一个问题，易拉罐的主要材料是“铝”环节3：讨论材料性质、性能、用途的相互关系展示易拉罐的由来提问为什么易拉罐的主要成分是铝？总结总结学生回答的角度，先重点讨论与化学相关的内容为什么铝制品不容易生锈？怎么可以感受到铝表面氧化膜的存在？给出铝、氧化铝的一些性质（密度、熔点、沸点、颜色），引导学生关注二者熔点的差异演示实验灼烧易拉罐片将另一块易拉罐片打磨后再灼烧总结氧气与铝的反应进一步总结铝本身的性质在一定程度上决定了铝材的性质，而铝材的性质在很大程度上决定了铝材的用途即性质决定性能、性能决定用途环节4：讨论铝的冶炼设问设问满足上述性质决定性能、性能决定用途的物质，一定可以用作广泛使用的材料吗？素材1：拿破仑三世宴请宾客素材2：门捷列夫的铝制奖杯提问问什么早期铝价格昂贵，后期价格下降，可以广泛使用？给出金属铝价格变化趋势，金属铝不同时期的冶炼方法总结出目前广泛使用的冶炼方法是电解氧化铝环节5：讨论铝制品的使用注意事项素材1：世界卫生组织不推荐铝作为易拉罐的主要材料（Al3+的危害）素材2：铝制品不易用来盛装醋、酸梅汤或碱性的液体提问 1：易拉罐中的Al3+是怎么来的？提问2：为什么铝制品不易用来盛装碱液？总结学生实验总结出铝与酸、碱溶液的反应追问铝要和易拉罐反应，为什么还用铝作为易拉罐的主要材料？讲解真实的易拉罐是铝合金、内层涂有环氧树脂环节6：总结讨论易拉罐的角度总结讨论材料问题的角度主要成分、性质与性能的关系、来源与制备、使用注意事项过渡除此之外还需要考虑材料和可持续发展、与环境保护的关系环节7：讨论易拉罐与环境保护的关系介绍介绍易拉罐消耗巨大美国3亿个每天，耗铝20%电解铝耗电大，用回收易拉罐进行铝冶炼可以省电97%美国加州的回收易拉罐政策，回收率达到了60%注意易拉罐拉环的变化环节8：整堂课总结回答最初面对易拉罐想要研究的问题，这些问题与认识材料的角度是一一对应的从易拉罐扩展到其他的金属制品和金属材料听讲听讲听讲思考可能的想法：冶炼得到的，金属制成的，金属材料加工的思考可能的回答：主体材料、化学性质、物理性质、容易压扁、价格低、环保听讲听讲思考学生可能回答：不易生锈、轻、便宜、容易加工思考：学生给予初中经验能够答出氧化膜的保护作用观察实验听讲听讲思考：学生可以意识到需要考虑实际的价格的问题和制造工艺的问题听讲预测金属铝能够和酸、碱发生反应学生实验验证假设，采用的铝由易拉罐提供2人一组，其中一位同学完成与酸的反应，另一位同学完成与碱溶液的反应听讲听讲听讲直接引入新课，继续金属话题的讨论从历史的角度和现代电子时代的角度，阐述金属的重要性，给予大型工程，家庭中使用的金属说明金属与人类的联系非常紧密事实上，在生活中能够看到的一般都是现成的金属制品，在这个地方引导学生考虑金属制品“前身”是什么东西，引出对材料的讨论了解学生对材料问题的了解现状这时往往对材料没有整体的认识，对材料的认识往往只是集中与某一个具体的角度，或者将材料和具体的物质等同起来通过教师“期望”关注的角度，梳理出本堂课讨论主要问题，同时初步给出讨论材料问题需要考虑的角度从实际应用的角度，逐步引导学生建立物质性质决定材料性能，材料性能决定材料用途通过演示实验，使学生确实感受到铝表面氧化膜的存在，掌握金属铝与氧气的反应通过对铝性质、铝材性能、铝材料用途关系的梳理，强化物质性质决定材料性能，材料性能决定材料通过事实的材料介绍，凸显材料的实际应用必须考虑材料的冶炼方法和材料的价格，而材料的价格与冶炼方法的难易又存在密切的关系同时给出金属铝的冶炼方法通过对铝和酸碱的分析，使学生掌握金属与酸、与碱溶液的反应同时引导学生关注使用材料的注意事项呈现真实的易拉罐材料，理论上的分析和实际的真正应用是存在差异的以讨论的易拉罐作为具体的案例，帮助学生梳理分析材料应该具有的基本认识角度进一步补充认识材料必须考虑材料的材料与环境的关系，并且培养学生的环保意识希望通过对易拉罐的讨论，学生不仅仅是讨论易拉罐，而面对生活中的其他金属制品同样可以进行迁移应用STS内容：科学史，STS教学目标：STS知识、STS意识STS教育模式：刻意加入教学贡献：金属在人类历史上的影响。STS内容：与生产、生活相关并有广泛应用的科学知识STS教学目标：STS意识STS教育模式：刻意加入教学贡献：说明金属制品在社会生活的重要地位;引出对金属材料的讨论STS内容：与生产、生活相关并有广泛应用的科学知识STS教学目标：STS能力/STS知识STS教育模式：以科学伴随STS内容（接下来的整堂课将以易拉罐的相关STS内容学习铝的相关知识，并构建起学生对金属材料的认识）教学贡献：以STS内容为载体，整理出本课堂将讨论学习的主要问题，初步构建起学生对材料的整体化学认识视角。STS内容：与生产、生活相关并有广泛应用的科学知识STS教学目标：STS意识STS教育模式：以科学伴随STS内容教学贡献：说明易拉罐优越性STS内容：科学史STS教学目标：STS知识、STS意识STS教育模式：以科学伴随STS内容教学贡献：引出铝的冶炼方法，渗透冶炼方法对金属制品价格的影响STS内容：与生产、生活相关并有广泛应用的科学知识STS教学目标：STS知识、STS意识STS教育模式：以科学伴随STS内容教学贡献：完成“金属与酸、与碱溶液的反应”STS内容：与生产、生活相关并有广泛应用的科学知识STS教学目标：STS意识STS教育模式：以科学伴随STS内容教学贡献：完成“材料使用与环境的关系”问题可以看出，这节课的教学主要的STS内容是易拉罐的相关STS内容，包括易拉罐的由来、易拉罐材料选择、易拉罐材料价格的历史变化、世卫组织对易拉罐的态度及当前易拉罐的包装工艺、易拉罐与环境保护等方面的问题，基于这些STS内容本堂课采用“以科学伴随STS内容”的教育模式，整堂课以易拉罐的相关STS内容为载体，以此为情景很好地完成课堂学科教学目标的同时，也很好地实现STS教育目标。在课堂教学中适当渗透STS教育可以很好地将课堂架构起来，可以促进教学内容的理解，将学科内容