化学教学融入生态文明教育的策略——以常见的无机物及其应用为例

福建师范大学化学与材料学院 陈东萍 戴 宏

生态危机愈演愈烈，遏制生态退化、解决生态危机已经成为迫在眉睫的全球性问题。工业发展带来的大气污染、水土污染、森林植被覆盖面率下降等生态问题日益严重，党和国家提出了生态文明建设的重大战略。在这样的时代背景下，化学学科作为一门研究物质组成、反应，并与生态文明息息相关的专业学科，理应为生态文明建设贡献智慧和力量。生态文明教育是站在人类—社会—自然和谐共生的维度培养具有生态人格的新教育范式，生态人格包括生态意识、生态思维和生态行为。在化学教学中融入生态文明教育是为了从化学角度培养新时代青年的生态意识，锻炼生态思维，启发生态行为，让化学成为生态文明建设的“左膀右臂”，构建人与生态和谐共生的新局面。

一、生态文明教育的组成

基于化学视角的生态文明教育可以分为生态文明知识教育、生态文明技能和行为教育、生态文明价值观教育和生态文明审美教育。

生态文明知识教育是生态文明建设的必要前提和基础，要建设生态文明社会必须掌握一定的生态文明知识。化学教学中应使学生了解全球正面临的生态危机，如水污染、酸雨、温室效应、土地污染等产生的根源和影响，才能有效地培育学生的生态文明素养和生态意识。化学教学中，教师在讲授生态文明知识的同时还要引导学生树立生态文明意识，了解践行生态文明的方法，甚至为学生提供外显生态文明技能和行为的机会，如利用化学方法处理废水。

生态文明技能和行为教育需要让学生养成在日常生活、生产中做出符合生态文明要求的行为。化学教学中，教师可以在当地环境资源支持下，引导学生小组合作开展生态文明实践活动与调研活动，如珠三角地区的学校可以组织学生进行水体质量检测。

生态文明价值观是指在反思工业文明社会的基础上关于生态文明建设的一系列思想、观念、价值判断等的总和，如生态文明消费观、生态文明生产观等。只有在正确价值观念的引导和指导下，学生才能处理好自身与社会、与自然的关系，并将学习到的生态文明知识内化为符合生态文明理念的行为。基于化学视角，生态文明消费观可以从分析过度包装、对比奢侈衣服材料等方面对学生进行理性消费引导，生态文明生产观可以从资源消耗、环境污染的代价等视角进行论证，让学生明白可持续发展生产观的重要性。

生态文明审美教育是引导学生追求生态文明自然景观美感，摒弃商业化、工业化的教育。化学教学中，教师可以展示海洋资源、矿石资源等相关图片，带领学生领略自然美，帮助学生树立保护自然资源的意识。

二、课程标准的内容要求与教材元素的挖掘

《普通高中课程标准（2020年版）》指出，化学学科分为必修、选择性必修以及选修三部分，其中必修是所有高中生必须学习的部分，共五个主题。笔者在对这五个主题涉及的生态文明教育数量进行分析后，发现主题2“常见无机物及其应用”涉及的生态文明素材和教育意义最多，因此笔者选择以主题2为例，基于课程标准的内容要求，挖掘新人教版的生态文明素材，在教学、习题和活动中融入生态文明教育，提高学生灵活用化学解决生态问题的能力。“常见无机物及其应用”中涉及的生态文明相关素材如下表所示。

内容要求 素材建议 生态文明融入点 生态文明意义钠的灭火原理钠着火的危害，为何不能用水灭火？沙子灭火的原理？生态文明知识呼吸面具或潜水艇的原材料选择过氧化钠、高锰酸钾、过氧化氢、氯酸钾的制氧方法对比生态文明消费观了解金属及其化合物在生产、生活中的应用侯氏制碱法比较索尔维法和侯氏制碱法，得出侯氏制碱法的优势和原因生态文明生产观印刷电路板的制作作为腐蚀液，使用后的FeCl3应如何处理？ 生态文明生产观调查水体重金属污染情况水体重金属是什么？来源？危害？防治方法？生态文明知识、生态文明审美、生态文明行为和技能氯气泄露的处理氯气的性质，讨论氯气的使用对人类、社会、自然的益处和危害，得出氯气泄露的处理办法生态文明知识含氯消毒剂及其合理使用生态文明知识、生态文明消费观含氯消毒剂的原理和作用，过度使用的危害、水质检测的方法和原理氮的循环与氮的固定认识非金属及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响自然界中氮的循环是依靠人—社会—自然的和谐共生状态维持的生态文明自然观氮肥的生产与合理使用以合成氨、制取硝酸、制取氮肥的生产原理为载体，应用氧化还原反应原理设计含氮物质的转化，体会一种原料转化为多种产品生态文明知识、生态文明生产观调查酸雨、雾霾的成因、危害与防治测定当地雨水的pH值，从含硫、氮物质的性质及转化视角分析酸雨、雾霾的成因、危害与防治生态文明知识、生态文明行为和技能基于成本高低、设备要求、反应可能讨论工业生产制取NaOH为何不采用氧化钠和水的反应，而要采用电解饱和食盐水的方法？生态文明生产观利用离子反应消除水中污染物认识物质及其转化在促进自然资源综合利用和环境保护中的重要价值海水淡化的过程，粗盐提纯的方法和原理 生态文明知识认识汽车尾气的催化转化器的原理和作用汽车尾气的主要成分？危害？催化转化器的作用？原理？生态文明知识、生态文明科技观不同价态含硫物质的转化实验设计基于物质类别和元素价态，设计不同价态含硫物质转化的实验，在讨论过程中指导学生要遵循科学性、可行性、安全性和绿色化原则生态文明知识、生态文明行为和技能、生态文明生产观

三、化学视角的生态文明教育建议

（一）教学建议

生态文明教育目前仍未从教育学科中分化成独立科目，因此，21世纪以来，为了过渡生态文明社会的新教育范式，很多学校采用了渗透式教学。渗透式教学将生态文明教育涉及的环境问题和经济、社会等方面的可持续发展理念融入化学学科，培养了学生对环境和社会的责任感。化学教学要始终以生态文明知识教育为基础，以生态文明价值观教育为桥梁，促进知识内化为生态文明行为和技能，以生态文明审美教育坚固生态文明建设的根基和动力。基于化学视角进行生态文明教育，首先要求教师在备课时从课程标准内容要求出发，寻找生态文明教育的切入点，挖掘教材元素和STSE素材中生态文明教育的切入点。其次，教师在教学中需要针对不同教育内容，结合真实教学情境采取不同教学方法。在讲授生态文明知识时，运用宏微结合、变化观、平衡观等方法进行知识网络和核心思路的建立；在讲授生态文明价值观时，采取情感熏陶、案例分析、自主讨论、辩论等组织形式开展，尽可能让学生主动感悟；在讲授生态文明审美教育时，通过化学保护、治理的人—社会—自然的美好状态，帮助学生直观感受生态美学。

（二）习题建议

习题测试的宗旨是培养学生的生态文明素养和化学学科核心素养，熟悉、理解生态文明素养中生态意识、生态知识、生态思维和生态自我实现以及化学学科核心素养的内涵，并依据化学学业质量标准确定相应习题的测试目标。习题情境的创设应紧密联系人—社会—自然的生态关系和生态危机处理，体现人—社会—自然的和谐共生及生态文明发展的成果，如处理废水、污染物的回收利用等，注重形成测试任务与真实情境相匹配的、具有针对性和科学性的测试载体。生态文明教育习题的测试任务应设立具有真实意义的测试情境，试题内容与提出的问题应针对生态文明教育和课程标准的内容要求，突出生态文明与化学学科相融合的核心知识和价值观念。从学生心理和认识的发展层次出发，与生态素养和测试目标相一致，形成具有梯度复杂程度的测试任务。生态文明知识和化学知识是解决实际问题两大不可或缺的武器，应合理依照命题宗旨，根据测试任务创设生态情境，锻炼学生系统解决生态问题的知识与思维，考查学生灵活运用结构化生态知识与化学知识相结合的能力。

[2021年全国乙卷理综化学试题7]我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。碳中和是指碳的排放总量和减少总量相当，下列措施中能促进碳中和最直接有效的是（ ）

A：将重质油裂解为轻质油作为燃料

B：大规模开采可燃冰作为新能源

C：通过清洁煤技术减少煤燃烧污染

D：研发催化剂将CO2还原为甲醇

试题评价：以碳排放与碳中和的环境保护与绿色化学为测试背景，以促进碳中和的最直接有效措施的判断和理解为测试任务，考查了学生科学态度与社会责任、证据推理的化学核心素养和生态文明生产观的内涵理解水平，引导学生认识我国作为一个发展大国，勇于担当，直面问题的大国气节，增强了学生的爱国精神。

（三）活动建议

生态文明教育是一项具有系统性、实践性、协同性特点的教育活动，这说明生态文明教育不是单一学科、不是在课堂上也不是教材知识就能够实现教育目标的教育。因此，化学学科融入生态文明教育必然需要设计一种融合多学科、结合当地生态问题的社会调查研究活动，如调查水体重金属污染及富氧化的危害和防治，测定当地的雨水pH值，从含硫、氮物质的性质及转化视角分析酸雨、雾霾的成因、危害与防治，参观当地钢铁生产厂的生产过程与废水处理措施……在开展这些调查研究活动时，教师要注意结合学生学习基础与实际生活环境，并设置学生调查成果的展示环节，如“汽车限行”的主题辩论会、“酸雨危害与防治”的黑板报、“垃圾分类回收”的分享会等。最后，教师在生态文明教育中充当的角色应是先行者，这需要教师提高自身生态素养，践行生态文明行为和技能，以身作则。教师也是学生的引导者，在展示各方各面的生态文明知识时要引导学生一同解决当下的生态难题。教师还是学生的组织者，需要给学生提供各式各样的机会，以尽情表达对生态文明的向往，互相分享生态文明的行为和技能，夯实生态文明价值观。

以广东省广州市的水体污染调查为例，设计小组调查与研究活动，以“广州某一水体质量检测”为例，具体如下。

研究目的：2018年年底，广州市成功退出全国“水环境达标滞后地区”行列，入选国家城市黑臭水体整治示范性城市。通过以下活动了解水体质量的检测方法，认识水体污染的危害和生态防治思路，提高生态文明素养水平。

研究任务：（1）定问题——精准防治。以“水体检测”为关键词进行搜索，了解水体污染的原因、污染物的基本类型、相关危害及预防和治理措施，以便精准确定防治对象。（2）测指标——评估危害。根据收集的资料确定检测水体的指标，了解测定仪器的原理和方法，确定检测水体的过程和方法并进行实践，对结果进行分析和讨论。①用容器收集某地的河水作为样品，静置，以蒸馏水或自来水作为参照，观察并比较它们的外观；②用相应的仪器测定指标并记录（教师提供水质检测笔、pH仪器等）；③有条件的话，可同时取上、中、下游的河水作为样品进行测定，并比较相关指标。（3）探方法——科学防治。将检测的指标和《中华人民共和国地表水环境质量标准》相比，评估该水体的类型，并为所在地区的河水制定科学的防治方法（4）制途径——依法防治。查阅资料或询问专业人员，收集我市治理河水的措施和途径。

结果与讨论：（1）通过小组测得的数据判断水体的类型，并讨论该类型的水质治理方法。（2）本次实践活动及结果对你有什么启发？请撰写研究报告，并与同学讨论。

活动评价：以广州市水体的生态防治为背景，以检测广州市某一水体、了解水体污染的原因和危害、认识生态防治思路为研究任务，具有当地特色和学科特点。但该活动有两个困难点：（1）与地理、生物学科有所交集，因此在学生讨论环节可邀请地理、生物教师一起进行讨论交流；（2）确定检测的水体指标，根据《中华人民共和国地表水环境质量标准》，基本水质指标共24项，包括水温、pH、溶解氧、化学需氧量（COD）、氨氮等，因此教师需要选择符合学生学习情况的指标，并引导学生熟悉常见的检测方法。

化学学科融合渗透生态文明教育在最新一轮的课程改革中已初显端倪，但过去的绿色化学到现在的生态文明教育都要求教师基于化学学科素养培养具有生态文明意识的新时代青年。生态文明教育不是一朝一夕，也不是形式主义上的“贴标签”，这要求教学过程潜移默化，教学内容贴近学生已有经验和现实生活，周而复始地将其渗透到日常教学活动中，真正做到润物细无声。