基于STSE教育理念的真实问题情境教学设计

张宁　张蕊　许燕红

【摘 要】本文分析真实问题情境在学科核心素养培养中的重要性，以人教版化学必修2第三章第三节第一课时“乙醇”为例，阐述基于STSE教育理念的真实问题情境“教、学、评”一体化教学设计流程。

【关键词】乙醇 STSE教育理念 真实问题情境 教学设计

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）06B-0074-03

发展核心素养是现阶段科学教育最主要的目标之一。开展素养为本的教学要以真实问题情境的创设为前提，在解决真实问题中提升学生“从宏微观结合的视角分析与解决实际问题”的能力，培养学生“运用化学反应原理解决实际问题”的能力，“对社会热点问题做出合理判断与决策”。

在传统课堂上往往注重知识传授与考点解析，而忽略学习能力的培养，由此不少学生也表现出应试为先的心理取向，在解题的正确率和应试技巧上占绝对优势，却不能很好地运用化学原理解决真实的化学问题。这使得学生缺乏解决实际问题的能力，并在一定程度上与社会生活脱节，因此在课堂上引入真实问题情景是十分有必要的。

STSE 教育由科学教育、技术教育、社会教育和环境教育组成，它不仅关注科学、技术在社会生产、生活中的应用，而且关心环境和环保问题，提倡可持续发展，是一种能够有效体现“以培养化学学科核心素养为主旨”的基本理念的教学模式。将诸如“如何减少酒驾问题？”“如何解决酒精中毒？”等具体的与社会、生活有关的问题引入课堂中，激发学生思考、学习、探究。在以解决真实问题为核心的学习过程中，学生的核心素养自然而然得到了发展和提高。

因此，要实现学生核心素养的发展，必须以学科知识为主要载体，根据学生的实际情况设计教学内容。为此，本文以“乙醇”的“教、学、评”一体化教学设计为例，论述基于 STSE 理念的真实问题情境教学设计流程。

一、“乙醇”的“教、学、评”一体化教学设计

（一）教学内容的选择和教学目标、评价目标的提出

“乙醇”选自人教版必修 2 第三章第三节第一课时，该内容与社会、生活的联系较为紧密，可使学生能够在日常生活中切身体会到学习内容的真实性、社会性与重要性。

化学教学目标和日常学习评价目标是化学教学中不可或缺的有机组成部分，教学目标是教师和学生开展教学的宗旨，而评价目标是鉴定日常学习是否达到教学要求的重要参考，也是进一步改进教学和学习方法的重要指标，基于以上内容，本节课的教学与评价目标如下：

1.教学目标

（1）熟悉乙醇的分子结构，掌握乙醇的物理性质和化学性质；理解官能团对有机物化学性质的决定性作用。

（2）通过查阅资料和实验探究了解酒驾检验和酒精中毒涉及的化学原理，体会运用化学知识解决社会生活中热点问题的过程，激发学习兴趣。

（3）通过社会热点新闻的导入和讨论，培养社会责任感和化学情感。

2.评价目标

（1）记录学生在“酒驾”和“酒精中毒”事件的讨论环节中的表现，判断学生的社会责任水平。

（2）记录学生在“酒驾检验”和“酒精中毒”模拟实验过程中的表现，判断学生的实验探究水平，发展其科学精神。

（3）记录学生在“酒驾检验”及“酒精中毒”微观解释环节中的表现，判断学生对“乙醇”化学性质认识所处的水平，并发展其微观探析和证据推理能力。

（4）记录学生针对“问题1”和“问题2”所提出的解决方案，判断学生对“乙醇”的化学价值认识所处的水平，并发展其社会责任感。

（二）教学与评价思路

教学与评介的基本思路如下：

（三）教学过程

本节课是基于 STSE 理念的真实问题情境教学，首先，从与社会生活息息相关的问题出发，引发学生对社会问题和社会责任进行思考；其次，通过自主查询资料，分析问题，培养学生的证据推理与逻辑思维能力，并设计实验来对资料的真实性进行验证，以提高学生的科学探究水平，培养学生的科学精神；再次，对实验的成功与否进行微观解释，并分析其原因；最后，将解决方案生活化与普遍化，通过解决实际问题积累成就感，激发学习兴趣，并培养社会责任感。

1.提出问题

【新闻素材1】2009 年 6 月 30 日晚 8 点多，南京岔路口地区发生惨烈车祸，一小车扎进人群，沿途撞倒 9 名路人，其中 5人死亡。据目击者称，其中还包括一名孕妇。12 月 23 日，醉驾案一审宣判，肇事者张某被判无期徒刑，剥夺政治权利终身。

【新闻素材2】2016 年 3 月 31 日早晨，一輛货车行驶至312 国道镇江段缪家甸卡口附近，因涉嫌超载被民警拦下。司机张某满身酒气，据酒精测量结果，其体内酒精含量已达“醉驾”标准。张某称，他是前一天晚上喝的酒。最终，张某因危险驾驶罪被判处拘役一个月。

【新闻素材3】据俄罗斯纽带新闻网 2017 年 2 月 28 日报道，当地时间 26 日，两名罗马尼亚男子被发现死在位于西班牙帕伦西亚省的住所中。调查显示，两人均为酒精中毒死亡，生前曾一起比拼酒量。

【讨论】如何检验酒驾？过度饮酒会导致什么后果？

【提出问题1】如何杜绝酒驾？

【提出问题2】如何解决酒精中毒现象？

【评价任务1】观察学生的讨论过程，记录学生的讨论结果，判断其社会责任感处于哪一水平（①能够主动关心社会问题；②能够运用所学知识多角度地对社会问题进行评价；③能够运用所学知识解决社会问题），并增强其社会责任感。

2.实验探究

【分享资料】教师在课前提出以下问题：交警是如何鉴定酒后驾驶的？车辆驾驶人员饮酒或醉酒驾车时血液、呼气中的酒精含量阈值是多少？

学生通过事先查阅资料、准备资料，在课上对自己的查阅成果进行展示与交流。

【总结】交警检查司机是否酒驾有三种方法，分别是呼气酒精含量检测、血液酒精含量检测和强制判断的方法。其中最常用的是呼气酒精检验，其原理是：呼气式酒精检验装置中含有橙色的酸性重铬酸钾，当其遇到乙醇时橙色变为绿色，由此可以判断司机是否酒后驾车。法律规定：车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于 20mg/100ml、小于 80mg/100ml 的驾驶行为为饮酒驾车；酒精含量大于或者等于 80mg/100ml 的驾驶行为为醉酒驾车。

【交流讨论】在上一课时已经学过乙醇燃烧的反应，涉及乙醇的还原性，那么“酒驾检验”的化学原理是否也涉及乙醇的还原性？

【实验探究】向一支试管中加入 3-5 mL酸性重铬酸钾溶液，用滴管取 3-5 滴乙醇滴入试管中，观察实验现象。

【实验现象】试管中的溶液由橙色迅速变为綠色。

【实验结果】酸性重铬酸钾溶液被乙醇还原，该实验现象体现出乙醇的还原性。

（注：因酒精中毒的化学原理较复杂，所以不安排实验探究）

【评价任务2】判断学生的证据推理能力处于哪一水平（①能对已有假设进行证明或证伪；②能从宏观和微观角度收集证据，推出合理的结论；③能从定性和定量角度收集数据和计算，推出合理的结论；④能依据证据推出合理的结论，并解释证据和结论之间的逻辑关系）。判断学生的科学探究能力处于哪一水平（①能根据已有化学问题设计简单实验方案，实施并记录实验现象；②能针对化学问题提出多种假设，通过合作的形式完成实验，并利用多种手段收集实验证据；③能通过讨论提出探究问题，独立完成实验，收集实验证据并进行交流；④能结合实际需求自行提出综合性探究课题和方案，通过多种手段收集实验证据并进行分析，进行实验改进）。培养和提高学生的证据推理和科学探究能力。

3.微观解析

【课题1】对“酒驾检验”的微观原理进行解释。

【讨论】酒驾的检验是通过乙醇与重铬酸钾的氧化还原反应中的颜色变化来进行判断的，离子方程式是：

2Cr2O72-（橙色）+16H++3CH3CH2OH=3CH3COOH+4Cr3+（绿色）+11H2O

其微观本质是当驾驶人呼气酒精含量达到 20mg/100ml时，在有 H+ 的情况下，橙色的 Cr2O72- 会被乙醇还原成绿色的4Cr3+；CH3CH2OH 中与碳相连的 -OH 被氧化成 -COOH，形成CH3COOH。

【课题2】对“酒精中毒”的微观原理进行解释。

【讨论】因个体差异和饮酒量的不同，酒精中毒的临床表现可能存在差异。在医学上将酒精中毒分为四级，其中一级程度最深，也就是我们日常生活中所说的“酒精中毒”，酒精浓度含量达 3000mg/ml 以上，患者处于昏迷状态，出现沉睡，颜面苍白，体温降低，皮肤湿冷，口唇微绀，严重者深昏迷，心跳加快，二便失禁，可随时因呼吸衰竭而死亡，此期常伴有明确的外伤史。（来自百度百科）

酒精中毒有三个途径：脱氢酶（ADH）途径（CH3CH2OH CH3CHO；CH3CH2OH CH3COOH）、过氧化氢酶（cat）途径（CH3CH2OH+H2O2 CH3CHO+2H2O）和复合酶途径（CH3CH2OH+O2+NADH→CH3CHO+NAD++2H2O）。

综上，酒精中毒的过程即酒精在体内的累积量达到一定程度时，就开始被氧化，与碳相连的 -OH 被氧化成 -CHO，从而生成有毒的乙醛。

【评价任务3】判断并评价学生对“酒驾检验”和“酒精中毒”化学本质的认识水平（①处于物质水平，能根据实验现象对物质及其反应进行辨识和分类；②处于元素水平，能运用化学符号对物质及其化学变化进行描述和表征；③处于微粒水平，能从微粒角度对化学反应原理进行解释，能运用微粒结构图式表示物质及其变化过程）。发展学生微观探析能力。

4.问题解决

【课题1】了解相关法律，对如何减少饮酒驾驶现象提出相关建议。

【讨论】课前查阅关于酒驾的相关法律的资料，（下转第82页）（上接第75页）课上相互交流成果；讨论酒驾的不良后果；针对本节课的问题1提出解决方案：对酒驾判刑的法律进行社区宣传；对驾驶人驾驶资格的取得进行严格把关；提高行人的自我保护意识等。

【课题2】运用酒精中毒的原理对解决问题提出合理的方案和解释。

【讨论】讨论“酒精中毒”的化学本质，从生活和医疗两个角度对问题2提出合理的解决方案：首先立即停止酒精摄入；轻度中毒者可饮用纯净水、西瓜汁、梨汁等进行解酒；采用催吐的方式将酒精排出体外；中度或重度中毒者应立即送往医院进行葡萄糖点滴及洗胃等其他急救措施等。

【评价任务4】判断并提高学生对化学价值的认识水平（①能体会到乙醇的学科价值，即课后习题正确率和考试成绩的提高等；②能体会到乙醇的社会价值，即能通过本节课的学习解决生活中的问题，提高社会责任感；③能同时体会到乙醇的学科和社会价值）。发展学生的社会责任感。

二、反思

首先，注重真实问题情境的创设。将社会生活中存在的实际问题引入，通过自主查阅资料、动手实验探究、探析微观原理、最终解决实际问题这四个环节，感受科学知识的重要性，培养成就感及化学情感，同时培养社会责任感。

其次，基于现代科学理念的指导。基于STSE理念，将“科学”“技术”“社会”“环境”有机结合，合理融入课堂教学的每个环节，有效培养和提升学生的科学探究、证据推理等学科核心素养能力。

最后，注重教学与评价相辅相成。将评价渗透于教学中，将教学基于评价的课堂教学中，将每个教学环节中的学生表现记录下来并进行评价和分析，基于教学评价再进行教学改进，从而有针对性地发展学生的学科核心素养。

【参考文献】

[1]C.de Duve，陈来成（译）.活细胞导游[M].北京：科学技术文献出版社，1989

（责编 卢建龙）