当前位置: 首页->经纶教研
双击鼠标自动滚屏

S.T.S.与双基的完美结合
——谈理想中的化学教材 张泽工
 

    

S.T.S.是Science、Technology、Society的缩写,即科学、技术、社会的意思。它是近二、三十年来,世界各国科学教育改革运动中形成的一股思潮。它的主要特点是:

1、在理科教学中不应只重视科学知识的教育,还应重视科学知识在社会生产和社会生活中的应用。

2、重视技术教育。

3、强调科学技术在社会中的价值,使学生学习具有更明确、直接的目的,培养学生科学的价值观。

4、重视素质教育,而不是片面强调精英教育。

5、重视学生参与意识和扩展能力的培养。

我国的课程计划是根据党和国家的教育方针和中学的培养目标制定的中学教育,是基础教育。中学理科教学承担培养新一代公民文化科学素质的任务,为学生继续深造和就业打下基础。在理科教学中,双基(基础知识和基本技能)和S.T.S.都很重要。而且S.T.S.教育也只有在一定的双基基础上才能有效的进行。

教材是教学活动的重要依据。为了让两者能够有机的结合,有效的渗透,教材的编写是重要环节。我国现行的教材书比较注重基础知识(化学用语、化学基本概念、化学基础理论、元素化合物知识、化学计算、化学实验等)。教材整体性地组织和综合了化学学科的基本内容,并较好的体现了化学学科的基本结构。它的优点是重视知识的内在逻辑顺序,符合学生的认识规律,有利于发展学生的思维能力,有利于学生系统的掌握化学知识。虽然在教材中也部分含有S.T.S.教育因素,但是,总的来说,知识内容与生活、社会的联系不足,也谈不上生动活泼。因而,不少学生在学习时味同嚼蜡,他们认为所学的大部分化学知识是无用的。鉴于此,我认为一本好的化学教科书,应该在原有的很好的知识理论框架的基础上再为S.T.S.教育增大力度,增加篇幅。

一、联系生活、联系社会、注重应用

为了使学生了解科学知识的应用以及科学的经济意义、社会意义、工艺意义,能应用科学知识和技能就人的健康和安全问题做出决策和评价,认识科学技术发展产生的效应,了解科学在解决工业、社会、环境问题时的力量和局限。应能利用一切可能的机会展示化学和日常生活、社会生产、环境、能源、资源、卫生、健康和安全方面的联系。

上海市课程改革新编的化学教材,就体现了社会课题性的特性,教材以提高学生科学素质为教学目的,让化学知识和概念在社会课题背景下进行学习,以激发学生学习的兴趣和热情。它呈现了学习教材背景和编排体系,与传统的结构主义学问中心课程大为不同。

国外有一些教材在这方面做的比较出色。例如,美国的一本教科书《Chemcom》的各章节都是从学生耳闻目睹的现象出发,提出问题,并展开讨论。如第一章,就是从两个中学生在流经他们居住的小镇的河流中发现死鱼群开始提出问题的,在如何研究鱼的死因上,先介绍检验水所需要的化学仪器:量筒,烧杯,试管;再引入水质的物理净化;混合物与纯净物的概念;水的组成与性质;溶液;离子;再深入介绍溶解度,溶解氧,重金属离子等一系列基本概念,逐一检验,判断并做出综合分析,找出鱼死的原因。因为课本中的问题源于生活,来自社会,所以易于引起学生学习的兴趣,激发了他们的求知欲望。

再例如:在讲化学平衡时,我觉得联系NO2和N2O4之间的化学平衡实验及其移动,可以这样叙述:我国自行研制的“长征二号E”捆绑式运载火箭所用的燃料主要是偏二甲肼((CH32N-NH2 )。它所用的氧化剂主要是四氧化二氮。点火后,燃料燃烧放出大量的热,反应生成的气体产生巨大的推动力,将火箭和卫星迅速推向蓝天。我们看到火箭起飞时底座喷出大量红棕色气体,实际就是N2O4 的分解产物NO2 ,这是为了保证贮箱安全,由保险门自动开启所排出的部分高压N2O4 ,它在压力骤减的条件下,迅速分解生成NO2 ,反应的化学方程式是:N2O4  =2NO2  ,从化学平衡来看,升温,降压则有利于平衡向生成NO2的方向移动。

二、体现科学过程、培养科学方法、发展探究能力

    科学过程就是提出问题,解决问题。就是通过实验检验假说,通过实验得到规律。科学方法是在科学过程中遵循的一般方法,即收集、选择、整理信息资料,设计研究方案,观察、测量、记录、处理实验数据,表达实验结果并对结果进行评价和判断。在义务教育阶段虽然没有必要向着科研人才方向塑造学生,但让学生了解一般的科学方法,掌握基本的实验技能,形成初步的研究能力是完全必要的。我国现有的教材中,主要是技能型和验证型,着眼于培养基本实验技能,验证某些化学原理和物质性质,以加深学生对化学知识的了解。属于“照方抓药”型,很少有探究型实验。而探究型实验就是着眼于培养学生应用知识解决实际问题的能力。所选的内容应贴近生活,更具有趣味性,易于激发学生的好奇心和探究欲。例如,在国外的某教材中有这样一些探究型实验的例子:

冒气的秘密

     各种碳酸饮料中均含有CO2,这使得饮料富有刺激味道。打开饮料罐后CO2逐渐溢出,口味随之变淡,在高温天气里气体溢出的更快,设计一个实验以测定一罐汽水中CO2体积。先考虑下列问题:

    ·必须用一整罐汽水吗?

    ·如何收集CO2并测定CO2的体积?

    ·CO2的溶解度对收集方法有影响吗?是否要用实验来验证你的想法?

    ·怎么知道汽水中 CO2已全部溢出?

提供的实验用品:三角架,石棉网,本生灯及灯垫,量筒,蒸馏瓶,蒸馏水,注射器,温度计,石灰水,沸石片。

电池的年龄

     电池在使用过程中逐渐消耗,电压逐渐降低,电流逐渐减小。根据收音机音量逐渐减小可以断定这一点。如果有了伏特计或安培表,可以检测一个电池是新的还是旧的。也可以用化学方法设计一个实验来比较电池的年龄,参见以下资料:

    ·碘化钠溶液经电解可以生成碘,生成碘的量取决于通过的电量

    ·硫代硫酸钠与碘溶液反应,可使棕色褪去

    ·消耗硫代硫酸钠的量和反应的碘的量有关

提供的实验用品:秒表,硫代硫酸钠晶体,药匙,导线,电极,烧杯,碘化钠液体,量筒。

三、注重科学技术,增强学科交叉渗透,提高综合能力

现代教育理论认为以社会、技术和科学三者为基点构建的新的教学体系,才有利于学生素质的提高和发展。为了向素质教育转轨,在教材中引入大量的科学知识,介绍先进的技术是必要的。

    作为高中化学教材,应该把世界先进的科学知识,以一种浅显的形式按化学知识系统性融入教材中.陈景润研究数论成功,得益于高中数学教师介绍国际数学研究动态。就是课堂上这种浅显的介绍,却浇灌着年轻有志的高中生。在教材中可大量引入下面的一些科技知识,其中不乏高科技知识及化学研究的前沿领域。例如:更小的微粒—夸克;物质的第四种状态—等离子体;足球烯—C60,计算机芯片—硅等内容。“过渡元素”在高中化学中占有突出的位置,应该引入新的科技知识,如混合物合金,金属互化物,合金方面的科技知识,完全可以介绍给学生。使学科系统性与学生的个性发展在教材中找到合理的结合点,结合段。再如:在“原子结构”一章中的“电子、质子和中子”一课,现有的教材是直接给出学生原子的结构,至于通过怎样的实验得到这个结论,则没有介绍的。其实教材可以通过介绍J.J.汤姆生发现电子,克德威克发现中子,卢瑟福通过阿尔法离子散射发现原子核,质子的发现等实验的装置和原理以及试验过程,很自然的使学生得到有关原子结构的知识。

化学对物理和数学的依赖性是很大的,只有借助于物理和数学的各种方法,充分利用学科间的交叉互补,才能较顺利的学好化学,在现行的教材中对于一些必要的数学和物理上的知识。往往是用到的时候简单提一下,甚至只用不讲,学生对于一些必要的数学、物理知识常常由于原来没有搞明白,或是不能熟练利用,这样一来,就给化学知识的学习带来不必要的麻烦。例如:有效数字的知识在我们的化学教学中是个很模糊的区域,尤其是在化学计算中,结果保留几位小数的问题始终令人困惑,许多学生甚至到学完化学也不能正确的保留有效数字。如果我们能在教材中引入相当量的相应的数学和物理知识作为学习内容。如测量中的有效数字,准确度,精确度知识。为更有效的学好化学打下较为坚实的基础。

四、渗透化学史、突出科学家、增强德育教育

结合化学学科的特点对学生进行德育教育,这是化学教学中不可推却的责任。在编写教材时,应重视结合化学学科的特点,以我国的科技成就和化学家卓越贡献等对学生进行思想教育。在高中化学教材(实验本)化学第一册中,这一点就表现得比以往要突出。打开教材,首先映入眼帘的是放大180万倍用硅原子所组成的两个汉字—中国。这是1993年中国科学院北京真空物理实验室的研究人员,在常温下以超真空扫描隧道显微镜的手段,通过用探针拨出晶体表面的硅原子的方法,在硅晶体表面形成中国的图形,并放大180万倍,在计算机屏幕上显现出来的汉字,这也是目前知道的最小的汉字。我国这项在晶体表面操纵原子的研究已达到世界水平。这张图片本身就是对学生进行爱国主义教育的很好的教材,即突出了化学学科的特点,又增强了学生民族自尊心和自豪感。

我国著名的化学家付鹰教授曾说:“化学史给人以知识,化学史给人以智慧”。介绍锲而不舍的探索精神和层出不穷的化学史故事,化学史教育不仅能使学生学习到化学学科成果,而且还能了解到科学成果得到的途径和方法。清华附中的阎梦醒老师,已经写了40多个有史、有论、有人、有事的化学史故事,按章节节省顺序排成系列。普利斯特里最先制成氧却未能推翻燃素论的统治;维勒最先人工合成尿素却未能发现钒;李比希奠定有机分析基础却未能发现溴;钠利奥-居里夫妇首先发现人工辐射却未能发现中子;费米首先利用中子轰击铀原子却未能发现原子核裂变;…….这些科学史上著名人物的成功与失败的范例,都使学生的思想有所触动。科学发现的成果,它只钟情于准确捕捉、发现机遇,不屈不挠、顽强探索的人。我相信这些史话的故事以及其中的化学家的事迹都能给学生以借鉴。













---------- 相 关 文 章----------
暂时没有相关文章
   【返回】   

Copyright © 经纶中学校园网·All rights reserved.
http://www.bjcjl.net
地址: 北京市朝外大街38号 邮政编码:100020
E-MAIL: wlgao@263.net
技术支持:陈经纶中学>>伟力工作室>>高伟力