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践行STSE理念的德国化学教材特色研究

时间:2022-04-02 08:29:29  浏览次数:

zoޛ)j馔HDHO$iM9뭽My]4m9$'报告以及1957年4月德国物理学家反对联邦国防军原子武装的声明(列出了参与的诺贝尔奖获得者等很多科学家的姓名、身份),真实的情境、详细的细节,会促使学生反思历史,严肃认真地对待如何使用科学技术的问题。

科学技术极大地改善了人类的物质和精神生活,但也将人类带入了前所未有的困境:能源短缺、环境恶化、生态危机。《今日化学Ⅰ》第十四章“日常生活和工业上的化学”不讳言化学工业造成的负面影响,在第二节“从硫到硫酸”后接着第三节就是“酸雨一一化学化的难题”,详细地介绍了形成酸雨的形成原因,客观地分析了酸雨的危害。教材分析了引起酸雨的主要物质含量及来源,用直观的图表、具体的数据让学生了解产生污染的原因(见表1和图4)。

教材对于酸雨给森林造成的危害进行了比较客观的介绍:“根据林业情况报道,我们的森林中20%的树木受到损害,有^、认为这是由于酸雨所产生的后果。酸雨使土壤中氢离子的浓度升高,氢离子使重金属离子和铝离子淋洗出来,树木的须根在这些离子的影响下受到毒害,失去了吸收水分以及水中所含有的生命必需的钙离子和镁离子的能力。”这样的分析,比起空泛地说酸雨会使林木枯萎更能引起学生思考,而且也有助于后续的溶解平衡的学习。教材还用文字、数据、化学方程式和工业生产流程图等方式详细介绍脱硫、脱氮的方法以及产生的副产物的用途。最后,用黑体字强调:酸雨是由于二氧化硫和氦氧化物生成的硫酸和硝酸所引起的。化学经由烟道气净化和汽车废气催化剂为有害物质的减少作出了贡献。《今日化学》教材在介绍化工产业的原理及贡献时,正视其造成的环境问题,详细介绍化学在防范和减少环境恶化方面所做的努力。帮助学生做到赞赏化学科学对个人生活和社会的贡献,关注与化学有关的社会热点问题,逐步形成可持续发展的思想。

《今日化学》通过精心挑选与社会生活密切相关的重大问题以及在世界范围内有影响的典型事件,提供较为充分的素材,引导学生进行严肃的分析与深入的研讨,让学生深刻认识到科学技术的双刃剑作用,扬善抑恶是每个人都面临的责任。

1.3重视方法熏陶.注重实践体验

在《今日化学I》教材开篇序文中即明确指出“化学并非只限于专业知识。同样重要的是对获取知识的途径的理解,以及在与化学有关的信息方面进行交流和评价的能力”,并用框图形式明确呈现了化学学习的途径和目的(见图5)。通过直接表述化学学习的目标,体现了STSE教育价值取向:科学和技术是改善社会的工具,是人类文化的一种形式,是个人发展的文化资本。

教材在章节开始前首先安排了多个方法栏目:“安全做实验”、“正确清理废物”、“如何查阅文献”、“如何做笔记”;在教材的第一章第一节安排了如下方法:“正确进行实验”、“正确进行测试”、“自然科学是如何进行工作的;由观察到学说”;在后续教材中又有“正确记录”、“看图与制图”等方法栏目。这样的编排,让学生在学习化学知识的同时了解学习和研究化学的具体方法,体现了知识技能与过程方法的高度统一。

在“原子结构”的第六节“原子能发电站是这样运转的”的化学一检索栏目“核能的问题”中,详细介绍了切尔诺贝利核电站事故及其影响(见图6),并指出周围地区的癌症增多和其他的长期伤害明显可见,但对全欧洲的健康影响只能由长期的统计调查才能知道。对于2000年联邦当局决定有序脱离核能利用的政府结论,教材并不简单认同,在作业中要求:

(1)①探询核电站正常运转时释放出来的放射性是多少。

②切尔诺贝利灾难中抛射到环境中的是哪些核素?

(2)调查支持和反对利用核能的理由,并对它们进行评估。

以作业的形式让学生去尝试解决人们生活中最关心的社会现实问题:核能安全吗?我们应该不应该使用核能?第1题是让学生学会理性地从科学技术角度去分析和解决问题,用事实和数据来说话;第2题鼓励学生深入调研,了解不同人群对涉及现实生活中重大科技问题的主要观点及其理由,学会从正反两方面分析同一个问题,并运用自己所学的知识对这些观点进行评估。

2 《今日化学》教材给我们的启示

纵观德国《今日化学》教材,在基于STSE内容选择、编排上有很多独到之处。它不拘泥于化学学科知识,而是从学生的需要出发,在真实的社会情境中让学生通过体验性学习、实践性学习、研究性学习、设计性学习和反思性学习等多元化的学习途径和方式,学习真实的化学。教材在化学基础知识和基本理论、化学实验、化学技术在生产中的应用、化学对人类生活的影响等各个方面能统筹兼顾、相互联系、相互促进,这与我们新课程提倡的“从生活走进化学,从化学走向社会”的理念是吻合的。

教材重视化学基础知识及其方法技能,让学生通过科学实践来学习化学基本原理,了解科学研究的基本方法,形成科学的世界观。教材注意通过化学科学与技术在应用过程中对环境产生的不良影响等实例,强化学生对科学风险的认识,同时介绍化学科学与技术在净化环境方面中的积极作用,让学生学会全方位多角度分析和认识问题,形成正确的科技伦理观。我国现行主流版本的化学教材,均是将化学与生活、化学与技术、物质结构与性质、化学反应原理、有机化学基础、实验化学分块设计,虽然可以满足不同类别或兴趣的学生的需要,但割断了不同模块之间的有机联系,不利于学生综合素质的培养。

由于不同地区对选修模块的高考要求不同,在功利性的思想指导下,某些省份选择非理工科方向的学生根本接触不到“化学与技术”、“实验化学”的内容,造成了学生知识结构的缺陷和对未来职业发展的制约。建议今后的教材编写中,要强化不同模块、不同学科知识的整合,并且将其融入社会发展的整体背景中。

另外,我国现行教材对于化学科学给人类带来的现实和潜在的危害着墨较少,对科技伦理方面的内容鲜有涉及。建议今后的教材要正视目前我国公众广泛存在的化学恐惧症,对诸如PX项目、三聚氰胺事件等典型案例不回避,可围绕这些问题的化学原理、形成缘由、防范措施等各方面展开学习,让学生通过真实的案例更深刻地认识科学、技术和社会之间的相互关系,逐步树立可持续发展的思想。

目前我国教材中对于化学学习和学科研究的方法指导多处于隐性状态,建议今后更明确地给予学生学科学习和研究方法的具体指导,更多地结合人类探索物质及其变化的历史与化学科学发展的趋势,以帮助学生加深对核心概念和科学方法的理解,形成科学的价值观。

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