STS教育与初中化学课程改革

STS教育与初中化学课程改革山东师范大学化学化工学院毕华林电子信箱：[e-mail]STS是科学（Science）、技术（Technology）、社会（Society）三个英文单词字母的缩写。STS教育是指在现实的技术和社会环境下教授科学内容的活动。STS教育的基本特征就是突出科学、技术与社会的相互联系，以及科学技术在社会生活、生产和发展中的应用。一、STS教育产生的背景STS教育的产生可以追溯到19世纪末期。在20世纪六、七十年代，STS教育在一些发达国家兴起。到20世纪八十年代STS教育获得世界各国科学教育工作者的认可，成为世界科学教育改革的新趋势，对传统的理科课程改革产生了重要的影响。STS教育产生的背景新技术革命带来的新问题——科学价值观的审视第二次世界大战之后开始的新技术革命，在造福人类社会、改善人类生活质量的同时，也给人类社会带来了许多有害的影响。美国海洋生物学家：蕾切尔卡森,1962年出版《寂静的春天》,针对DDT的使用产生的后果，提出要关注生态环境。STS教育产生的背景科学教育现代化运动的结果——科学教育目标的反思在20世纪六十年代进行的以强调智能和学术成就、培养科学精英为目的的科学教育改革过分强调科学概念的结构，结果造成大批学生对科学学习缺乏兴趣。STS教育：“科学为大众”改革理念的回应科学教育是培养科学精英，还是全面提高公民的科学素养？20世纪80年代初，“科学为大众（ScienceforAll）”作为挑战科学教育的新的口号，在世界范围内受到了响应。它的目的是要使普通公民能够面对未来的科技社会，参与社会、政治和个人的决策。至此，科学、技术、社会教育的序幕真正拉开了。二、STS教育的涵义要给STS教育下一个明确的定义是一件非常困难的事情，作为一种科学教育改革的思潮，STS涉及的内容和范围是非常广泛的。因此对于不同的人来说，STS意味着不同的事物。STS教育的涵义STS教育是科学教育的核心STS教育是激发学习科学动机的因素STS教育为学生提供适当的科学学习背景STS教育提供了科学认识的不同方式1987年，世界科学和技术教育研讨会上，将STS教育理解为“在技术和社会环境的可靠范围内教授科学内容”1991年，美国科学教师协会将STS教育教育定义为“在人类经验的背景中科学的教与学”STS教育的要素科学社会技术学生STS的核心-----学生科学是一门有系统的学问科学通常被认为是客观反映自然界事实和规律的普遍真理的知识体系。是一门有系统的学问。现代科学观把科学视为对大自然不断前进和自我校正的探究过程，所有的科学知识都是科学探究的结果。因此，现代教育中的“科学”，不只是静态的科学结论，而且包含动态的科学过程。科学的本质是一种探究活动科学活动是个体运用已有的经验去探究问题，根据人类共同遵守的规则去寻求自然现象背后的本质和规律，科学活动充满了人的探索力量。科学是一种探究活动，科学的本质特征就在于向未知发起挑战，利用人类的已知探究其未知领域。通过“做科学”来“学科学”科学是一门生动有趣的学问，它以独特的研究方式探索大自然中各种事物和现象背后的原理和规律。科学是探究过程和知识结论的统一，学习科学的最有效的方式就是“做科学”。技术是人类的重要活动在传统意义上，技术是一种“应用科学”，是科学知识在实践中的应用，技术被看作是科学的附属物。随着当代技术的迅猛发展，人们认识到，与科学一样，技术也是人类的重要活动之一，它在受到科学发展影响的同时，也影响着科学的发展。技术是独立存在并与科学相互平等的事物，而不是科学的附属物。技术是一项复杂的社会事业技术是发展人类文明的强大动力，所有技术都与科学紧密相关。技术同语言、宗教、社会准则、社交和艺术一样，是人类文化系统不可分割的一部分，并且他还塑造和反映了这个系统的价值。在当今社会，技术变成了一项复杂的社会事业，不仅包括研究、设计和技巧，还涉及财政、制造、管理、劳工、营销和维修。硫酸工业化学反应原理的确定原料与能源的合理利用“三废”的处理与环境保护副产品的综合利用市场对产品的需求及发展前景综合经济效益变化着的社会社会在不断地发生变化，人们对社会的认识也不相同。STS教育给学生提供一种什么样的社会背景？STS教育应该以人类社会面临的重大社会问题为背景。例如：世界饥饿和食物资源的匮乏、人口增长．空气质量下降、水资源的贫竭、战争技术的升级、人类健康和疾病、能源短缺、土地的不当使用、有害物质的排泄、核反应堆泄漏、植物和动物灭绝、矿物资源的减少。STS教育最为重要的任务是要学生参与社会活动，并在活动中扮演一定的角色。社会要求价值判断科学提供知识，技术提供应用这些知识的方法，社会则要求我们的价值观念指导我们应如何去对待科学与技术。社会需要决策。决策既以可靠的知识为基础，同时又包含着一定的价值尺度。作为科学教育的对象，学生将运用所学的知识做出决策，对世界做出解释。STS教育科学是通过他的应用而不是他的理论被大多数人所认识。考虑科学、技术、社会之间的关系也许比分别思考科学或技术更为重要。通过STS教育，让学生能够将对科学技术的理解与整个人类、环境和文化系统的复杂性结合起来，并依次为根据对未来做出决策。STS教育的基本特征以学生为中心，关注学生的学习需要突出科学、技术与社会的相互联系为学生提供广泛的学习科学的背景科学学习背景传统的科学课程中，学习科学的背景往往被忽视，教材中唯一的内容是科学的结构或者科学的发展过程。STS强调要为学生提供一个广泛的学习科学的背景。1.为学习者提供一种“真正的”的背景，让学习者感觉到科学和技术就发生在其中，从而引发他们的兴趣；2.为学习者提供可以引发问题的背景，但这种问题一定是学习者都可以理解或回答，或者经过简单的问题解决过程能够解答的问题。3.为学习者提供一种“可信的”背景，因为学习者只有在充分信任并带有热情的基础上，才可能去面对他们无法解决的问题。这些背景为学习者准备了一个参与讨论、实验、亲身经历活动的机会。三、STS教育与初中化学课程改革STS作为一种新的科学教育改革的思潮，重视从实际问题出发组织学习，强调学生的积极参与，使学生从科学、技术和社会相互联系的视角去认识化学问题，去思考社会问题。STS教育必将对以学科为中心的传统理科课程产生巨大的冲击。制约课程改革的因素学科社会学生化学学科因素从学科角度分析，课程内容的选择和编制必须反映化学学科的基本特征及学科的发展趋势，要教给学生最基本的化学观念、方法和知识。化学学科的特征1化学科学是实验性较强的学科之一2化学学科使用特定的概念和原理3化学科学有自己的一套科学语言4化学科学具有较强的经验性5化学科学与工业联系比较密切微观与宏观相联系的思维方式微观与宏观的联系是化学不同于其他科学最特征的思维方式。离开这个基本点，就不是化学。建立对微观世界的想象力是初中化学教学不同于其他课程的特点，也是其他课程不能代替的。微观决定了宏观物质的性质，宏观物质的性质归咎于微观结构。宏观与微观的联系物质的性质与物质结构之间的联系是中学化学学习的重要内容。化学学习的三大领域：可观察现象的宏观世界分子、原子和离子微粒构成的微观世界化学式、方程式和符号构成的符号世界化学学习的三重表征宏观表征微观表征符号表征H2O数十亿的水分子水分子的组合一个水分子水的化学式化学学习的多重联系化学方程式：2H2+O2=2H2O实验现象定量关系分子结构反应本质初中需要建立哪些基本的化学观念当学生将许多的事实性知识都忘掉的时候，在他头脑中还能留下什么？是观念，是方法，是思路。具体知识是形成这些基本观念和方法的载体。元素论物质的微粒性物质的分类化学反应与能量元素论所有的物质都是由最基本的成分“化学元素”组成的。通常我们见到的物质千变万化，只是化学元素的重新组合，在化学反应中元素不变。一种元素对应于一种（一类）原子。元素在元素周期表的序号等于原子核内质子数。物质的微粒性所有的物质都是由原子、分子、离子等基本微粒构成的，这些微粒很小很小。这些微粒是运动的，有间隔的，微粒之间存在着相互作用。在化学反应中分子发生变化，而原子不变。原子间通过化学键结合成分子。物质的分类混合物化学物质单质纯物质化合物单质只由一种原子构成。化合物由几种原子构成。化学反应与能量化学反应遵循质量守恒定律化学反应的本质是化学键的断裂和形成化学反应都伴随着能量变化通过化学反应人们可以获得或消除物质，可以储存或释放能量理想的氢能源循环光催化剂太阳能能量燃料电池2H2O=2H2+O2化学科学的发展特点20世纪50~70年代化学学科发展的特点从基本上是描述性的过渡到推理性的；从主要是定性的过渡到定量的；从主要是宏观的过渡到微观的；这一变化促使中学化学课程进行提高理论，提高学习起点，删减某些化学教学内容。20世纪80年代化学学科发展的特点环境保护能源开发材料研制生命探索化学中心科学化学——人类进步的关键当今，我们对化学的认识已经不能仅仅局限于化学学科本身，而应开阔视野，要站在社会发展的高度，从社会的角度来认识化学的重要作用，来认识化学教育的重要作用。化学教育必须关注每一位公民每天都会接触到的与化学有关的社会问题，了解化学知识在社会生活中的应用。社会因素从社会的角度分析，化学课程内容的选择一定要贴近生活、贴近社会。哪些社会、生活问题是与化学密切相关的？在初中化学教学中，学生需要关注那些问题？通过这些社会问题的学习要教给学生什么？是知识、方法、观念？我们必须思考：联系社会、联系生活的目的是什么？贴近生活不是罗列物质并不是所有的社会问题都能被人们所认识，许多社会问题的解决需要不同学科知识的综合运用，许多生活中的现象或物质涉及到较深奥的知识，这就决定了内容选择的局限性。如果学生只是记住了生活中的一些具体的物质或者其危害，而没有形成某种意识或观念，这样的联系生活又有多大意义呢？只是增加了学生的记忆负担。例如油漆、涂料、粘合剂这些物质？联系社会也要重视观念的形成因此，对于社会问题的认识和思考不能寄希望于通过罗列一些生活中的物质或现象来体现，而以典型事例为主题，结合具体科学知识的学习，通过一系列的活动使学生真正认识现象背后的原因和规律，从而在思想或观念上产生真正的冲击。酸雨•情景设置——水的pH值；•大制作——A：公平测试香港各地雨水的pH值，记录并公布结果；——B：查找世界其他地区雨水的pH值，记录并公布结果；•知识介绍——什么是酸雨（由A.B引出），酸雨的成因及化学反应；•知识介绍——酸雨的影响；•多识一点点——酸雨破坏森林最严重的一次（引出实验天地）；•实验天地——在实验室模仿酸雨对幼苗生长的影响，得出结论；•多识一点点——最酸的酸雨；•测试站——有关酸雨的问题；•资料大搜索——控制酸雨的基本方法。学生因素从学生的角度分析，课程内容的选择必须要重视学生的学习兴趣，要关注学生的发展需要。学生需要什么样的化学？学生需要有趣的化学，学生需要有用的化学。学生的职业趋向未来的化学家对其他与科学相关的职业有兴趣的学生将要成为一般技术人员的学生未来的行政管理人员普通市民兴趣产生于矛盾和冲突兴趣产生的根本在于学生内心的矛盾、冲突、困惑，产生求知的欲望。能否从学生熟知的事物中产生新的疑惑，而这个疑惑又是学生通过学习思考能够解决的，这样的情景才能真正激发学生学习的兴趣。就是说要使学生产生“这是怎么回事呢？我怎么不知道呢？”的疑惑。因此，在课程中联系生活实际的内容一定要切合学生的知识基础，要能引发学生思考，这才能真正激发学生学习的兴趣。“有用”不是“实用”什么是有用的化学？是否了解了一些常见的物质，常见的现象，学生能解释一些生活中的事例就是有用的？“有用”不是“实用”。这里我们强调的是对学生终身发展有用的，是能促进学生可持续发展的。这些有用的内容应该是物质变化的规律、联系，应该是最基本的化学观念和思维方法。科学课程内容选择的模型公民的科学行动的科学心