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核心素养视角下高中化学STSE综合实践活动的设计与实践研究

2024-11-05刘杰

电脑迷 2024年10期

【摘 要】 STSE教育思想强调科学、技术、社会与环境的互动,旨在使学生认识到科学在社会与环境中的应用,并培养他们的社会责任感与环境保护意识。文章以核心素养为切入点,对高中化学中的STSE(科学、技术、社会和环境)综合实践活动的设计与实践进行研究,目的在于提高学生的科学素质、科技素养、社会意识和环境意识,以及解决实际问题的能力。研究表明,教师对STSE综合实践活动的设计和实施,能够有效地引导学生进行自主探索,进而促进其自主学习、创新思维、协作能力等综合素质的培养。

【关键词】 核心素养;高中化学;STSE综合实践活动

STSE教学思想非常重视培养学生的科学素养、技术素养、社会意识、环境意识以及解决实际问题的能力。随着社会的发展和科学技术的不断进步,人们逐渐认识到,教育的目的并不只是单纯地向学生灌输知识,更重要的是培养学生的核心素养,即学生应具备的必要品质和关键能力。基于这一理念,高中化学STSE综合实践活动旨在让学生在实际生活中运用所学的化学知识,促进其自主学习、创新和协作能力的发展,同时增强其社会责任感和环境保护意识。因此,本文从核心素养的视角出发,对高中化学STSE综合实践教学进行了深入研究。

一、STSE教育理念概述及传统与STSE理念下化学课程教学设计的差异

(一)STSE教育理念概述

STSE教育理念,即科学(Science)、技术(Technology)、社会(Society)和环境(Environment)教育的简称,是一种新型的教育理念。它将教育与现实生活、生产实践以及社会环境紧密联系在一起,旨在指导学生参与实践,发展学生的创新精神和实践能力,从而推动学生的全面发展。在STSE教育思想中,科学不仅是向学生传授知识,还是一种有助于学生了解世界、理解自然法则、探索未知领域的思维方法。科技教育着重培养学生掌握科技工具与技巧,并能应用科技解决现实问题的能力。社会教育应关注社会现象,认识社会规律,鼓励学生参与社会实践活动,增强社会责任感。环境教育则能使学生了解人与自然之间的相互作用,并在此基础上树立起保护环境的意识。要实现STSE教育的目标,就必须在教学中注重实践探究,让学生在实践中学习、探索、发现。同时,教师也要注意对教学内容进行更新和扩展,将最新的科技成果、社会现象以及环境问题引入课堂,使学生能及时了解最新的知识和资讯。

近几年,高考化学中频繁出现STSE方面的试题,并受到了广大师生的重视。目前,许多高中化学教师已经将STSE理念应用于课堂教学中,让学生近距离感受化学在生活实际中的广泛应用。这样做的目的是使学生在高考中遇到此类试题时能够从容应对,并将化学学习与社会的发展和人类的进步有效联系起来,提高学科核心素养。

(二)STSE理念下化学课程教学设计的特点

首先,传统化学课程教学设计的目标往往注重知识的传授和记忆,而STSE理念下的高中化学课程教学设计则更注重学生对知识的理解、应用和评估能力,同时强调培养学生的科学思维、批判思维和解决问题的能力。其次,传统高中化学课程教学设计的方法往往采用以教师为中心的“填鸭式”教学方式,而STSE理念下的化学课程教学设计则更注重学生的主体地位,采用探究式、讨论式、案例分析等多样化的教学方式,引导学生主动探究问题,提高他们的自主学习能力、创新能力和合作能力。最后,传统化学课程教学设计的实践环节相对较少,往往以验证性实验为主,而STSE理念下的高中化学课程教学设计的实践环节则更加丰富,包括探究性实验、综合性实验、社会实践等多种形式,让学生能够更好地将化学知识应用于生活实践中,提高他们的实践能力。

二、核心素养视角下高中化学STSE综合实践活动的设计与实践

大量的教学实践证明,STSE教育理念在化学教学中具有重要的应用价值,不仅能提升学生的科学素养和社会责任意识,还能促使学生更加主动地参与社会发展。可以说,该理念在教育领域具有重要的指导意义,既关乎教学的改革与创新,又关乎学生各种关键能力的形成与发展。因此,作为新时代的高中化学教师,为了更好地培养学生的化学核心素养,应积极地开展STSE综合实践活动,培养学生的各种能力及素养,使他们在化学学习中能够将化学知识与科学、技术、社会、环境有机地结合起来,形成正确的科学态度与价值观。具体可以从以下几个方面出发进行教学实践:

(一)重视科学理论教学,培养理论分析素养

首先,要确保学生明确掌握基本的化学概念和原理,这是理解化学知识的基础,也是能够运用理论分析实际问题的前提0AcC7ChOF1711ISXGObRIg==。其次,教师在教学中要注重将化学理论生活化,引导学生运用所学理论分析实际问题,这有助于学生理解理论的内涵和应用价值,提高其解决问题的能力。通过示范和引导学生从宏观和微观视角对化学问题进行深入分析。宏观层面包括物质的性质、化学反应现象等;微观层面则涉及分子结构、化学键等。这种分析方法有助于学生全面理解化学知识的本质和应用。此外,还可以提供丰富的化学学习资源,如参考书籍、网络资源等,让学生能够自主深入学习,这有助于拓展学生知识面,提高其理论分析素养。

举例而言,在苏教版高中化学必修一“离子反应”的教学中,教师可以向学生提问:“为什么家里要用醋酸去垢,盐酸去锈呢?为什么环境学家要用氨水来处理硫酸行业的废气?其根本原理是什么?”接着可以让学生进行探究,探究完成后给学生出示硫酸铜和氯化钡的反应视频,并提出问题:“当你看视频的时候,从视频中发现了什么?这种化学反应究竟是怎么回事,是怎么产生的?”在此基础上,教师通过问题引导学生阐述化学反应的宏观过程与微观现象,使他们明白H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl形成白色析出物的全过程,并结合实际操作说明电解质电离的相关知识。

(二)引入实际案例,增强实践应用能力

在实践活动中,可以引入一些实际案例,让学生了解化学知识在社会生产和生活中的实际应用。根据教学内容选择合适的实际案例,并将案例融入教学过程中。例如,在讲解某一化学反应时,可以引入相关的工业生产过程或实验操作案例,让学生了解该反应在实际中的应用价值。或者安排学生参观相关的企业,了解化学知识的实际应用。在参观过程中,可以让学生观察生产设备和工艺流程,并让他们了解化学知识在这些方面的应用。在参观前和参观后,教师可以为学生讲解相关案例,包括化学原理、工艺流程、生产过程中的问题等,这有助于学生深入理解化学知识的应用价值和实践意义。参观活动后,教师可以组织学生进行讨论和反思,让他们分享参观心得和感受,并让他们提出自己对化学知识应用的实际问题和解决方案,这有助于培养学生的思考能力和创新精神。

举例而言,在苏教版高中化学选修二“氨的合成”教学时,教师就可以当地的化肥厂为案例。首先,教师向学生介绍化肥厂和“氨”的关系,如“化肥是一种以化肥为主体的农业化肥,而合成氨是我国各类氮肥生产的重要组成部分,利用氨气可以生产氮肥,如尿素、硝酸铵、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵等,合成氨也可生产出多种氮肥。”接着教师可以介绍该化肥厂是如何利用合成氨的化学反应生产化肥,可以涉及包括原料的来源、生产工艺流程、产品的性质和用途等。通过讲解这些内容,可以让学生了解到合成氨反应在化肥生产中的应用价值。此外,还可以准备一些与合成氨相关的实验操作案例,例如如何使用实验室设备模拟N2+3H2=2NH3的过程。通过展示这些实验操作案例,可以让学生更加深入地了解该反应的实践应用,这将有助于学生在未来的学习和职业生涯中更好地应用所学知识。

(三)优化技术方法教学,培养实践探究素养

教师需要让学生明确技术方法在化学实践中的重要性,技术方法是连接理论知识和实际应用的重要桥梁,是解决实际问题的关键。因此,教师需要在教学过程中强调技术方法的重要性,以引起学生的足够重视。首先,优化技术方法教学的前提是让学生掌握坚实的基础知识。教师需要注重基础知识的讲解,确保学生能够理解并掌握相关的化学概念、原理和实验技能。只有掌握了坚实的基础知识,学生才能够在实践中更好地应用技术方法。其次通过引入与化学知识相关的实际案例,教师可以帮助学生更好地理解技术方法的应用价值。教师可以介绍如何利用化学技术解决环境问题、提高工业生产效率等案例,让学生了解化学技术在解决实际问题中的重要作用。此外,探究性实验是一种有效的教学方式,可以帮助学生更好地理解技术方法的应用。教师可以设计一些探究性实验,让学生自主设计实验方案、操作实验设备、收集和分析数据等,以培养他们的实践探究素养。

举例而言,在苏教版高中化学必修一“铁及其重要化合物”这一课中,教师可以提出几个探究性的问题:“根据已知的实验结果,铁和水在常温下是不会发生化学反应的,那为什么钢厂生产出来的模具要彻底干燥呢?”接着让学生自己进行研究和分析,在教师所提供的实验器材信息的基础上,在高温条件下进行水蒸气反应装置,还原铁粉、湿棉花、肥皂液、燃烧火柴等进行演示,指导他们对可能的生成产物进行研究,如3Fe+4H2O==(高温)Fe304+4H2↑的化学方程式中原子的运动方式与数量,并对其机制进行探讨。最后,教师演示完毕后,将实验所需的仪器和材料分发给学生,然后让他们分组进行实验。这有助于学生深入理解技术方法的原理和应用,提高其实践探究素养。

(四)结合社会热点问题,培养社会责任感

结合社会热点问题进行实践活动,可以帮助学生更好地了解化学知识在实际生活中的应用,并培养他们的社会责任感。在教学中,教师可以选择当前社会关注的环境污染、能源危机等热点问题作为实践活动的主题。这些问题是化学知识的重要应用领域,也是与人们生活息息相关的社会问题。教师可以组织学生开展实践活动,如进行环境污染物的检测、调查能源的使用情况等。通过亲身参与,学生可以更加深入地了解化学知识在这些社会问题中的应用,并培养其解决实际问题的能力。在实践活动中,教师应引导学生深入思考化学知识与社会问题的联系,以及个人在社会中的责任。这有助于学生认识到学习化学知识的意义和价值,并培养他们的社会责任感。实践活动后,教师应组织学生进行讨论和分享,让他们交流实践活动的收获和感受。通过互相学习,学生可以拓宽视野,了解更多的社会问题,并培养其团队合作和社会责任感。同时,教师应对实践活动中学生的表现进行评价和反馈,肯定他们的努力和成果,指出不足之处并给出改进建议。通过这样的教学方式,可以培养学生的科学素养,让他们了解科学方法、科学精神和科学责任。这有助于学生更好地理解化学知识的实际应用和社会责任,从而更好地履行自己的社会责任,这也将有助于学生在未来的学习和职业生涯中更好地应用所学知识,为社会作出贡献。

(五)加强跨学科整合,提升综合素养

在实践活动中加强跨学科整合是培养学生综合素养的重要途径。通过将化学知识与数学、物理、生物等学科知识进行融合,可以帮助学生全面了解和掌握相关知识,提高其综合分析问题和解决问题的能力。在化学教学中,教师可以引入其他学科的案例,如生物化学中的新陈代谢过程、环境化学中的污染控制等。这有助于学生将化学知识与其他学科知识相结合,提高其综合分析问题的能力。教师还可以组织学生开展实践活动,如实验、调查、研究等。在实践活动中,学生需要将化学知识与数学、物理、生物等学科知识进行融合,以解决实际问题,这有助于培养他们的实践能力和综合素养。同时,教师应引导学生进行跨学科分析,从不同角度对问题进行分析和解释。这有助于学生形成全面的知识体系,提高其综合分析问题的能力。教师还可以向学生提供一些跨学科的学习资源,如科普书籍、网络资源等。这有助于学生了解不同学科之间的联系和交叉点,拓宽其知识视野。此外,教师应引导学生进行文献查阅,了解相关领域的研究进展和前沿,这有助于学生将不同学科知识进行整合,培养其综合分析的能力。

三、结语

核心素养视角下高中化学STSE综合实践活动的设计与实践研究具有重要的意义,能有效培养学生的科学素养、技术素养、社会意识和环境意识,提高学生的核心素养水平和实践能力。同时,也可以提升教师高中化学教育质量,为培养具有创新能力和实践能力的未来人才作出贡献。未来,可以进一步探讨如何优化活动设计与实践,以更好地培养学生的综合素质和未来发展能力。

参考文献:

[1] 李雪亮. 核心素养视野下的高中地理实践活动创新设计与实践[J]. 地理教育,2023(S2):26-27.

[2] 刘吉祥. 核心素养视角下STSE理念在化学教学中运用策略[J]. 天津教育,2021(35):127-128.

[3] 袁阳阳,陆国志. STSE背景下化学学科核心素养提升的策略研究[J]. 广州化工,2023,51(04):276-278.