基于STSE教育理念对中学化学实验进行改进

周玉娜

摘要：STSE教育是一种时下流行的教育理念，以其为指导思想对中学化学实验进行改进是十分可取与必要的。本文以中学化学实验中浓硫酸脱水性实验为例，采用STSE教育理念为指导思想对其改进，来进行说明。

关键词：STSE教育；化学实验改进；浓硫酸脱水性

中图分类号：G633文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）08-0070-01

一、中学化学教科书中实验设计存在的问题

化学是一门以实验为基础的科学，在中学化学的教学过程中自然离不开化学实验。但由于我国过于注重对学生基础知识与技能的培养，因此在中学化学教科书中设置的大部分化学实验是为了巩固学生的双基。这导致了教科书中某些化学实验的设计是为了达到帮助学生理解知识的目的而过于突出实验现象却忽略了对实验中药品用量的控制、实验过程中产生有毒有害气体的吸收以及实验完成后对废液废渣的处理，从而造成实验药品浪费、反应过程中产生的有毒有害气体对师生身体造成侵害以及对周围环境空气的污染[1]。因此，对教科书中一些设计有欠缺的实验进行改进是十分必要的。

二、STSE教育

STSE教育是由STS教育进一步发展而来，内涵是科学、技术、社会、环境。它提倡科学教育、技术、社会发展与生存环境四者的紧密结合，强调教师在学科知识的传授过程中，要兼顾到科学技术、社会环境以及自然环境等多方面因素，把学生对学科知识的学习放入到社会发展的大环境中，锻炼学生的综合能力，增强学生的科学素养；STSE教育继STS教育之后格外强调对学生环保意识与节约能源意识的培养，帮助学生树立可持续发展的观念。

三、基于STSE教育对中学化学实验改进的重要性

经过以上两部分的分析，我们可以看出将STSE教育理念作为对中学化学实验改进的理论是再适合不过的了。首先，STSE教育理念强调环境保护与节约能源的问题，这刚好可以指导中学化学实验过程中节约药品以及对产生有毒有害物质的处理；其次，STSE教育理念强调学科知识应与社会生产实际、科学技术、环境等多方面接轨，促使学生可以运用所学到的学科知识去解释及解决社会中的化学问题，比如环境污染与能源浪费，从而提升学生的科学素养；又因为STSE教育是需要我们极力推广的一种教育理念，基于STSE教育对中学化学实验改进，刚好成为渗透STSE教育的一种有效方式。因此基于STSE教育对中学化学实验改进是十分重要的。

四、基于STSE教育的浓硫酸脱水性实验的改进

普通高中课程标准实验教科书化学必修一第四章第四节有浓硫酸脱水性的实验，描述如下：向蔗糖中加入浓硫酸时，蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体。实验装置图如图1所示

该实验虽然装置简单、操作容易、现象明显，但由于整个实验过程是敞开进行的，反应过程中有刺激性气味的二氧化硫气体放出，不仅刺激师生呼吸道有害人体健康，而且对环境造成了污染；书中实验并没有给出实验药品的具体用量，往往导致了实验药品的浪费，并且该实验成功率低，常得到黑色粘稠物质，需多次进行实验，浪费时间与资源。

基于该实验存在的以上缺点，笔者依据STSE教育理念对其进行改进。

（一）实验原理[2]

（1）浓硫酸把蔗糖中的H、O按照水中H、O的比例全部脱去，从而将蔗糖炭化，反应过程中产生大量的热，白色的蔗糖逐渐变成黑色，证明了浓硫酸脱水的性质。

（2）浓硫酸与脱水后生成的炭继续反应，有CO2气体和有刺激性气味的SO2气体生成，使体积快速膨胀，证明浓硫酸具有强氧化性，可以与非金属C发生氧化还原反应。

实验原理的化学方程式表示如下：

（二）改进后实验装置图

（三）实验操作步骤及实验现象

实验操作步骤：（1）称取2g蔗糖放入试管底部，然后加几滴水摇匀。（2）量取2ml浓硫酸加入试管中，迅速摇匀，再套上顶端装有氢氧化钠固体的气球，然后固定在铁架台上。（3）待黑面包不再长大，解开气球顶端的系带，用氢氧化钠固体吸收反应过程中产生的气体。

实验现象：蔗糖逐渐变黑，体积迅速膨胀，并有大量的热产生。

（四）实验改进的创新点

改进后的实验较好的体现了STSE教育理念：经反复进行实验，得出了反应所需蔗糖与浓硫酸的具体用量；实验过程在试管中进行，在实验现象明显的前提下，将其微型化，减少了药品用量；实验中滴加几滴水后，由于浓硫酸遇水放热，促进了“黑面包”膨胀，实验成功率高，避免了重复实验浪费药品；改进后的实验反应过程封闭，且用氢氧化钠固体对生成的二氧化硫有毒气体进行吸收，不会对周围环境造成污染，绿色环保。并且该实验趣味性强，可以很好地培养学生的创新意识和实验探究意识。

五、总结与反思

基于STSE教育理念对教科书中浓硫酸脱水性实验进行改进，不仅弥补了实验本身存在的缺陷，更重要的是加强了学生的保护环境和节约能源的意识，发挥了实验的价值。

通过对该实验的改进，可以看出基于STSE教育理念对中学化学实验进行改进可以让实验背后的意义更加丰富，不仅让学生掌握了知识，更重要的是让学生意识到科学知识在不同的时代背景下具有不同的意义，不能孤立存在即不可与科学技术、社会发展及环境等方面脱节。学生在有知识背景的情况下学习，会更容易养成在现实生活中运用知识的良好习惯，无形中提升了化学能力，有利于科学素养的养成；当然，这对教师本身而言也是一个极大的挑战，需要教师准确把握STSE教育观念，并能将其灵活运用到化学实验中去，引导学生挖掘知识背后的文化与社会价值，而这些将会对学生的一生产生深远影响。

综上所述，基于STSE教育理念对中学化学实验进行改进是具有时代意义的，具有可实践性。

（作者单位：辽宁师范大学）

参考文献：

[1]薛莹.STSE教育在中学化学实验教学中的渗透[J].热点聚焦，2011，（06）：169.

[2]王海琴，谢云英.浓硫酸脱水试验的改进[J].中国校外教育，2008，（08）.