sts理論在化學課題研究教學中的嘗試與滲透

STS理論在化學課題研究教學中的嘗試與滲透以學生興趣為出發(fā)點，通過課題選擇、設計、實驗、討論、展示和再討論等自主學習過程，鞏固理論知識，鍛煉學生能力，擴充學生知識面，真正達到“理論聯(lián)系實際”，把科學理論、科學技術同社會生活緊密聯(lián)系起來，從而使得STS教育理論在化學課題研究教學中初步得到嘗試和滲透。教育理論簡介STS（Science Technology Society）教育理論早在二十世紀2030年代就已提出。目前對STS教育理論的討論仍在熱烈進行中，我國對STS教育的理論與實踐專題論文也逐漸增多，從中我們可以概括出STS的主要論點是:科學：科學是通過它的理論，更是它的應用，被大多數(shù)人所認識，而在社會生活中普及；在教學中，即是理論上的“是什么”和“為什么”。技術：技術在科學與社會之間起橋梁作用，并把不同學科統(tǒng)一起來，即實踐中的“做什么”和“如何做”。社會：科學提供知識，技術提供應用這些知識的手段和方法，社會則要求我們以一定的價值觀念指導我們應該如何去對待科學和技術，即實踐中的“如何改進”和“如何取得更好的成效”。決策：決策是作為主體的人應用知識去解決問題的一種藝術和科學?？傊?，STS教育理論的基本精神在于把科學教育通過技術手段、方法同當前社會發(fā)展、社會生產(chǎn)、社會生活緊密結合起來?；瘜W教學現(xiàn)狀與化學課題研究教學今日的基礎教育，追求升學率的傾向是十分嚴重的，教師為升學而教，學生為升學而學。很多學校里存在著“一切為了升學”的辦學宗旨和教學目的，出現(xiàn)了重知識輕能力的現(xiàn)象。在化學教學方面一味地在教材理論知識基礎上的加深再加深，而忽略了化學的學科特點即以實驗為基礎，學生的實驗動手能力、觀察力以及理論聯(lián)系實際的敏感性均在很大程度上受到了制約，從而使學生難以將所學的科學知識理論與技術應用、社會生活實踐聯(lián)系起來，造成了三者嚴重脫節(jié)?？茖W、技術、社會三者的脫節(jié)，使多數(shù)學生成了少數(shù)人的陪讀，正確的科學價值觀也被扭曲了。在學生中存在著厭學的現(xiàn)象。究其原因，教育和社會現(xiàn)實脫節(jié)就是其中之一，尤其是科學教育和社會生活、生產(chǎn)、發(fā)展的脫節(jié)，使得傳授的知識面窄而且難度大，有些教學又不得法，學生就容易產(chǎn)生厭學心理。即使是一些已經(jīng)設計好學生畢業(yè)出路（比如出國）的私立或中外合作學校的學生，雖然他們沒有中考或高考的升學壓力，但也存在著厭學的心理。為什么呢？一是課程設置的影響。例如，外語應該是這類學校的重點課程，學生要把絕大多數(shù)的時間花在外語學習上，這其實也是必要的，因為不學好外語，畢業(yè)之后出國怎么辦？化學等學科也就自然而然地成為所謂的“副科”，因此其要求的理論難度就隨之降低，學生的學習主動性、積極性也就隨之減弱了。二是學生基礎參差不齊，“吃不飽”和“吃不了”現(xiàn)象共存。如果不能很好解決這一問題，就會挫傷這兩部分學生的學習積極性，這也會導致厭學心理的產(chǎn)生。正是在這樣一種背景下，在對課程的設置和內(nèi)容做了改革之后，結合學生特點、學科特點進行研究性教學的嘗試和摸索，成為當前教學改革的必然趨勢。作為化學學科，應根據(jù)其特點給予學生更多的動手實驗機會，充分激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的操作能力、觀察能力、語言表達能力和實際生活的理論運用能力。不僅完成教材中的教師演示實驗和學生實驗，還應增加一些選修性、課題性、與生活緊密聯(lián)系的趣味實驗，變學生的任務學習為興趣學習，把學生的學習重點從“為什么”轉移到“該做什么”上來，努力使學生從被動接受知識轉到主動接受、運用知識。這樣不僅能夠解決“吃不飽”現(xiàn)象，而且能夠激發(fā)“吃不了”同學的學習積極性，減少學生厭學心理的產(chǎn)生。其次，我們可以運用現(xiàn)代化手段進行資料搜集、信息處理和成果展示，充分調(diào)動學生積極性，擴大學生知識面，鼓勵學生走出課堂，走進生活。這就是所謂的“化學課題研究教學”（以下簡稱課題教學）。概括起來說，它是指教師或學生提出化學問題，建立設想，通過社會調(diào)查或動手實驗、探究、討論、分析以及展示、再討論、小結等活動，獲得對該問題認知的過程。在這一過程中，從課題選擇和設計，到課題探究的中間過程、最后到課題的完成，均以學生為主體來進行，力求學生通過親自選題、實驗、思考、討論和總結等活動，完成對某一實際問題的認知，從中獲得新知。教師在這一過程中是引路人，是助手，而不再是“灌輸”者，不再是“先知先覺”者，要形成一種互動式、討論式的教學形式。課題研究案例分析本案例為筆者本學期在高一年級復習鈉的化合物一節(jié)時所做的一次研究課的情況。課題名稱：學生自主設計實驗分析自制發(fā)酵粉的發(fā)酵原理，驗證鈉的化合物的性質，并通過此實驗制出的二氧化碳氣體來驗證過氧化鈉的性質。（一）課題的選取和實驗設計在化學高一新教材第34頁有一個家庭小實驗：Na2CO3、NaHCO3與某些固體酸性物質（如酒石酸）混合可以制成發(fā)酵粉，用于蒸制饅頭、面包等。由此我們聯(lián)想到，是否可以自制發(fā)酵粉？是否可以通過發(fā)酵粉加水或加熱來驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質？通過實驗可否說明發(fā)酵粉的發(fā)面原理或發(fā)面過程，從而同實際生活聯(lián)系起來？通過實驗產(chǎn)生的二氧化碳是否還可以用來驗證過氧化鈉的性質？于是，我們設計了如下實驗：1. 用市售泡打粉或自制發(fā)酵粉加水，并檢驗產(chǎn)生的氣體是否是二氧化碳。2. 用市售泡打粉或自制發(fā)酵粉加熱，并檢驗產(chǎn)生的氣體是否是二氧化碳。3. 若能夠檢驗出產(chǎn)生的氣體是二氧化碳，就把產(chǎn)生的二氧化碳通入到包有過氧化鈉固體的脫脂棉內(nèi)來驗證過氧化鈉與二氧化碳的化學性質。（二）課題研究過程1. 實驗預習（約1小時） 從本校食堂借來泡打粉和酵母。 在試管中分別用泡打粉和酵母做加水實驗，用沾有濕潤石蕊試紙的玻璃棒伸入到試管中檢驗產(chǎn)生的氣體物質，并比較實驗現(xiàn)象。 在試管中分別用泡打粉和酵母做加水實驗，用點燃的火柴放到試管口，檢驗產(chǎn)生的氣體物質，比較實驗現(xiàn)象。在小燒杯中分別用泡打粉和酵母做加水實驗，用沾有澄清石灰水的培養(yǎng)皿扣在燒杯口上，并比較實驗現(xiàn)象。 在試管中分別用泡打粉和酵母做加熱實驗，用導氣管通入到澄清石灰水中，并比較實驗現(xiàn)象。 在燒杯中分別用泡打粉和酵母做加熱實驗，用沾有澄清石灰水的培養(yǎng)皿扣在燒杯口上，并比較實驗現(xiàn)象。 討論、查資料、分析泡打粉與酵母的區(qū)別。 用堿面（市售）、小蘇打（市售）、草酸（固體酸）自制發(fā)酵粉加水，檢驗產(chǎn)生的氣體。 用堿面（市售）、小蘇打（市售）、草酸（固體酸）自制發(fā)酵粉加熱，檢驗產(chǎn)生的氣體。 把自制發(fā)酵粉加熱法產(chǎn)生的二氧化碳通入到包有過氧化鈉固體的脫脂棉內(nèi)，觀察現(xiàn)象，并結合學過的知識討論、分析。2. 研究課過程及記錄 理論知識鋪墊與復習復習教材第二章第二節(jié)鈉的化合物一節(jié)中過氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉等物質的化學性質，并結進行演示實驗。 提出問題（3分鐘）a. 教材中并未出現(xiàn)的過氧化鈉與二氧化碳的演示實驗該怎么做？b. 蘇打、小蘇打在實際社會中最為人熟知的用途是什么？c. 發(fā)酵粉到底是什么？d. 自制發(fā)酵粉怎樣演示發(fā)面原理？e. 能否把這兩個性質實驗結合起來？(下轉第39頁) 由課題研究小組成員演示實驗，請大家注意觀察現(xiàn)象，并指出操作錯誤之處（10分鐘）a. 介紹原料：堿面（市售）、小蘇打（市售）、草酸；b. 用堿面（市售）、小蘇打（市售）、草酸（固體酸）自制發(fā)酵粉加水，檢驗產(chǎn)生的氣體；c. 用堿面（市售）、小蘇打（市售）、草酸（固體酸）自制發(fā)酵粉加熱，檢驗產(chǎn)生的氣體；d. 把自制發(fā)酵粉加熱法產(chǎn)生的二氧化碳通入到包有過氧化鈉固體的脫脂棉內(nèi)，觀察現(xiàn)象。 由學生提出問題，并組織大家一同討論（15分鐘）a. 請問自制的發(fā)酵粉能否作為真正發(fā)面的發(fā)酵粉？會不會引起食物中毒？b. 為什么必須用固體酸配制發(fā)酵粉，能否用液體酸？c. 三種成份配制發(fā)酵粉有什么比例要求？d. 草酸是什么味道的？e. 為什么堿面、小蘇打和草酸能夠制成發(fā)酵粉？草酸是什么？發(fā)酵可以用來做什么？f. 能否不放堿面，僅用小蘇打和草酸配發(fā)酵粉？堿面的作用是什么？小蘇打俗稱什么？為什么？g. 酵母的發(fā)面原理是否與發(fā)酵粉一樣？區(qū)別在哪兒？（經(jīng)上網(wǎng)查詢和收集資料了解：泡打粉指的就是發(fā)酵粉，它的發(fā)酵原理是利用蘇打、小蘇打同固體酸性物質在和面過程中通過加水和加熱處理發(fā)生化學變化生成二氧化碳而起到發(fā)面的效果；而酵母是利用和面過程中加水或加熱使酵母菌激活、復蘇，從而使面粉中的糖類發(fā)酵生成二氧化碳。因此，二者是完全不一樣的。） 當堂小結、布置作業(yè)（2分鐘）通過這節(jié)研究課同學們既對學過的鈉化合物的化學性質有了更深的印象和理解，又增加了對和面發(fā)酵這一生活常識的興趣和了解，鼓勵大家注意生活積累，發(fā)現(xiàn)更多的生活化學和趣味化學，并將此作為作業(yè)之一：準備下一個研究課題；作業(yè)二為上述討論題中的問題e。小結：STS理論在化學課題研究教學中得到了滲透和體現(xiàn)通過