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【摘 要】 本文叙述了运用STSE教育理念进行“污水处理”的教学设计，尝试提出了《化学与技术》的一种教学思路及实施STSE教育的可行性途径。
【关键词】 STSE教育、化学与技术、污水处理
【中图分类号】G623.23 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）29-0-02
STSE是英语单词Science（科学）、 Technology（技术）、 Society（社会）和Environment（环境）的缩写，是科学教育和人文教育相融合的一种产物，也是理科教育的一种指导思想，《普通高中化学课程标准（实验）》提出：“化学课程应从学生的已有经验和将要经历的社会生活出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。”[1]从这段话可以看出新高中课程改革对STSE教育的重视。
“污水处理”内容源于普通高中课程标准实验教科书《化学（选修2化学与技术）》（人教版）中第二单元“化学与资源开发利用”的《课题1.获取纯净的水》。主要介绍如何从污水中除去杂质等获取纯净的水，并通过简单的图示表示污水处理的工艺流程，介绍化学工业中的一些方法，如中和法、沉淀法，使学生能比较容易地了解化学与技术的联系。无论从内容还是从形式上看，都很适合在STSE教育理念下进行教学。
1、创设情境，引入课题
在化学教学中，创设教学环境可以激发学生化学学习的兴趣，增强求知欲望，有利于培养学生化学学习的动机。[2]本课开始前的课间，教师以视频方式播放了清澈洁净的江河湖泊的秀丽风景，同时配备了宁静舒缓的音乐，令人心旷神怡。组织教学后，以“水是生命之源”与课间视频相对应。过渡，“让我们看看母亲河的现状吧！”画面一转，呈现被有机物染黑的松花江、蓝藻肆虐的太湖水、被染红的长江水和云雾缭绕变成乳白色的黄河水，引起学生的惊叹，与前面的清澈明显对比。然后，以新闻视频方式播放了沱江、长江、太湖等水体污染的现状与数据分析，强化学生的危机意识。借此提出问题，“是什么使水体面目全非？”“污水有什么危害？”让学生根据以往的生活经验与已学过的生物、化学及其他科目的知识进行综合回答。顺理成章地得出对待污水应有的态度：治理！从而引出课题：污水处理。这种处理方式看似烦琐，但是，将学生置身于熟悉的生存环境中更能引起共鸣、激发学习兴趣，体现STSE教育的“知识”与“生存环境”相结合理念。同时，又将化学与生物等理科，甚至人文科学相结合，能够缓解他们的学习压力，促进知识的综合。
2、实验设计，合作讨论解决问题
“人们通过实验室研究某一物质并对其有了充分了解之后，在准备实现大规模生产之前，还需要进一步研究其生产工艺的问题。前者归属于科学，后者归属于技术。”《化学与技术》教材引言中的这一段话，给了笔者启示。与其单纯地介绍工业上的污水处理方法，让学生被动地听讲，不如让学生成为学习的主体，让他们运用已学过的知识，从实验室出发解决问题，再联系社会生产实践。于是，教师展示了一烧杯取自某电镀厂的污水，提出问题，“请设计一个实验，将这烧杯含有严重超标的铜离子的酸性污水进行处理，使之可以排放？”此时，要安排学生进行合作讨论。但是如果什么也不说，学生的说辞必然会杂乱无章，这样看起来热闹却没有真正起到讨论的作用。教学中学生是主体，但是老师并不是摆设，关键时刻必须发挥其指导作用。于是，教师引导学生先讨论，“化学实验设计应该考虑那些方面？这些方面的考虑顺序又是什么？”让学生得出“实验目的——实验对象——实验操作”的讨论结果来引导他们通过观察展台上污水的外观，确定要除去的物质，再确定实验的操作顺序。这样的合作学习讨论才能有的放矢。通过讨论，学生可以得出 “漂浮物、沉淀——过滤→悬浮物、部分胶体——加净水剂→可溶性分子、离子 ——中和、沉淀等”的讨论结果。这个实验设计，为后面的化学与技术的区别与联系打下了伏笔。
3、类比与对比，化学与技术相联系
化学中的STSE教育，注意从学生的日常生活经验出发，广泛联系生活、社会中的现实问题，实现知识的主动构建和有意义构建，促进学生学会关心、学会学习，学习内容和学习过程充满以学生可持续发展为本的现实意义。[3]笔者认为，新教材开设《化学与技术》，其目的并不是简单地进行技术的讲解，而是希望学生能够将化学知识与实践相结合，让学生能够发现理论与实际之间的异同，努力解决实际问题。于是，教师展示了一片漂浮着塑料袋、树枝等杂物的乌黑的水体照片，设问，“如果你面对的是这样一片污水，怎样处理？实验室能够解决吗？不能！我们要通过污水处理厂来解决问题。”自然过渡后，提问，“大家试考虑污水处理厂和实验室处理污水有什么不同，前者要考虑那些方面的问题？”学生们可以通过合作讨论，归纳出“实际生产要考虑成本、环保、简单、可行性等因素”，最后，教师强调，“实际生产还要考虑到大量运作性和生产达标性”，将实验室与工厂相区别。那么，二者又有什么联系呢？“如果你是污水处理厂的生产负责人，面对这片污水，你首先要考虑的是什么？怎么办？”这种角色给予，让学生如临其境，在激发思考热情的同时，能够将实验设计与实际生产相结合，考虑到要“先进行取样分析，再确定生产流程”的科学解决问题的思维方式，达到STSE的教育目的。
4、观看视频，知识与实践辨异同
在进行足够的分析准备之后，应该呈现真正的生产历程了。教材是以图片的方式进行讲解，直观却略显简单。为了更加直观而有动感，教师以视频的方式播放课前参观污水处理厂从而摄录并剪辑的污水处理的一级、二极处理的真实工艺，同时配以根据课前从网上和相应的专业书籍上查阅到的资料除去艰深的专业术语，改成的学生可以听懂的工艺流程介绍。但若仅仅如此，就是单纯的工艺介绍了，似乎与化学没有了联系。同时，考虑到学生对具体工业处理方式的生疏感，教师在此提出，“回忆刚才的工艺流程，指出关键步骤，并将之与实验室设计方案相对照尝试找出理论依据。”使学生通过思考、讨论来“消化”工艺流程，并通过比较化学知识与工业实践的异同点，自然理解化学与技术的联系，得出“一级处理的筛滤、沉沙与沉降相当于实验室中的过滤，二级处理的混凝与二次沉降相当于实验室中的加净水剂；但是考虑到工业的大量性生产特点，不能进行过滤或蒸馏而是进行沉降。另外，生产中还可以在二级处理时利用生物活化泥进行除氮脱磷处理。”可见，真正的工业处理并不是那么简单，可以进行多种方法与原理的综合。如此，达到STSE教育中“知识”与“技术”的结合目的。 5、STSE问题设置，自主归纳方法
记得西方学者德加谟曾说过，“提问得好即教得好，”教师课堂提问设计得如果富有情趣、有吸引力和有针对性，可以激发学生的主体意识，鼓励他们积极参与学习活动，自主得出结论，这样要比听老师的“精辟”概括更加深刻而有效。因此，对于污水的三级处理方法（主要是化学处理方法）的学习，教师通过一些STSE问题的设置来达到目的。如：
太湖已成为我国水污染的一个缩影，目前已造成无锡水危机。我国的其他流域，如滇池、巢湖，长江的一些淡水湖都出现了水质恶化问题。下列对水质起到最佳改善作用的一组物质是（A）
A、HClO和FeSO4·7H2O B、Cl2 和 Ca（OH）2
C、Cl2 和 FeSO4·7H2O D、O3 和 Ca（OH）2
利用上题学生可以自然想到利用氧化还原法处理污水，同时认识到污水处理时可同时采用多种方法综合处理，如本题可以将混凝与氧化同时进行。通过类似STSE习题的设置还可以让学生归纳出中和法、沉淀法等化学处理方法。教师在此基础上进行加深加宽，介绍电解法等其他方法与常用药剂，并让学生知道处理方法也可以将几门学科综合，如：物理化学法，主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法等。生物法（即生物化学法），主要有活性污泥法、生物膜法等。让学生感受到污水处理的多样性、综合性与复杂性，加深学科与技术的辨证关系的认识。
6、巧设开放性问题，效果多层面
常规的课堂教学，往往在最后要小结。如果由教师进行，显得枯燥；如果由学生进行，常常变成板书的重复。如何设置问题，让教学效果能够较大程度地呈现呢？笔者认为开放性问题的设置可以解决这个危机。故教师在课的最后提出，“通过污水处理的学习，你掌握了什么？想到了什么？将来要怎么做？”给学生一点儿时间，让他们“沉淀”、合作讨论再归纳。于是，有小组会提出污水处理的实际工艺流程；有小组会提出科学的化学学习方法；有小组会提出化学理论与社会生产实际的异同；有小组会提出注重环保与节约；有小组会提出加强法制观念与奖惩力度，有小组会提出从我做起和教育他人等等，这种百“科”争鸣，足以体现STSE教育理念的成功。教师在对学生的回答作出正确的评价与反馈后，要站在一个高度上强调，“污水处理要治标更要治本，在污水流入江河湖泊之前就进行处理。污水处理是一个复杂的问题，需要政府的资金投入、法律的监督、工厂的处理、民众的自觉等等。同学们今天，要在课堂上努力学习知识与方法；明天，要科学处理生产实际问题。让我们牢记：水是生命之源，让我们的生存环境更洁净吧！”这样，与引言相呼应，使课堂成为一个有机整体。
综上所述，《化学与技术》反射出了STSE教育的必要性与迫切性。学生对化学知识的实际应用表现了极大的热情，为化学教师培养学生的观察能力和实践能力提供了可能，说明在高中化学教学中实施STSE教育已具备了一定的条件，时机日渐成熟。运用STSE教育进行教学对化学的学习需要广大教师同仁的重视。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部《普通高中化学课程标准（实验）》[M].北京：人民教育出版社.2002
[2]王祖浩等，《化学教育心理学》 [M].广西：教育出版社，2007
[3]陈益 《高中化学“STSE”试题命制探微》（《化学教学》2008.2）
【关键词】 STSE教育、化学与技术、污水处理
【中图分类号】G623.23 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）29-0-02
STSE是英语单词Science（科学）、 Technology（技术）、 Society（社会）和Environment（环境）的缩写，是科学教育和人文教育相融合的一种产物，也是理科教育的一种指导思想，《普通高中化学课程标准（实验）》提出：“化学课程应从学生的已有经验和将要经历的社会生活出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。”[1]从这段话可以看出新高中课程改革对STSE教育的重视。
“污水处理”内容源于普通高中课程标准实验教科书《化学（选修2化学与技术）》（人教版）中第二单元“化学与资源开发利用”的《课题1.获取纯净的水》。主要介绍如何从污水中除去杂质等获取纯净的水，并通过简单的图示表示污水处理的工艺流程，介绍化学工业中的一些方法，如中和法、沉淀法，使学生能比较容易地了解化学与技术的联系。无论从内容还是从形式上看，都很适合在STSE教育理念下进行教学。
1、创设情境，引入课题
在化学教学中，创设教学环境可以激发学生化学学习的兴趣，增强求知欲望，有利于培养学生化学学习的动机。[2]本课开始前的课间，教师以视频方式播放了清澈洁净的江河湖泊的秀丽风景，同时配备了宁静舒缓的音乐，令人心旷神怡。组织教学后，以“水是生命之源”与课间视频相对应。过渡，“让我们看看母亲河的现状吧！”画面一转，呈现被有机物染黑的松花江、蓝藻肆虐的太湖水、被染红的长江水和云雾缭绕变成乳白色的黄河水，引起学生的惊叹，与前面的清澈明显对比。然后，以新闻视频方式播放了沱江、长江、太湖等水体污染的现状与数据分析，强化学生的危机意识。借此提出问题，“是什么使水体面目全非？”“污水有什么危害？”让学生根据以往的生活经验与已学过的生物、化学及其他科目的知识进行综合回答。顺理成章地得出对待污水应有的态度：治理！从而引出课题：污水处理。这种处理方式看似烦琐，但是，将学生置身于熟悉的生存环境中更能引起共鸣、激发学习兴趣，体现STSE教育的“知识”与“生存环境”相结合理念。同时，又将化学与生物等理科，甚至人文科学相结合，能够缓解他们的学习压力，促进知识的综合。
2、实验设计，合作讨论解决问题
“人们通过实验室研究某一物质并对其有了充分了解之后，在准备实现大规模生产之前，还需要进一步研究其生产工艺的问题。前者归属于科学，后者归属于技术。”《化学与技术》教材引言中的这一段话，给了笔者启示。与其单纯地介绍工业上的污水处理方法，让学生被动地听讲，不如让学生成为学习的主体，让他们运用已学过的知识，从实验室出发解决问题，再联系社会生产实践。于是，教师展示了一烧杯取自某电镀厂的污水，提出问题，“请设计一个实验，将这烧杯含有严重超标的铜离子的酸性污水进行处理，使之可以排放？”此时，要安排学生进行合作讨论。但是如果什么也不说，学生的说辞必然会杂乱无章，这样看起来热闹却没有真正起到讨论的作用。教学中学生是主体，但是老师并不是摆设，关键时刻必须发挥其指导作用。于是，教师引导学生先讨论，“化学实验设计应该考虑那些方面？这些方面的考虑顺序又是什么？”让学生得出“实验目的——实验对象——实验操作”的讨论结果来引导他们通过观察展台上污水的外观，确定要除去的物质，再确定实验的操作顺序。这样的合作学习讨论才能有的放矢。通过讨论，学生可以得出 “漂浮物、沉淀——过滤→悬浮物、部分胶体——加净水剂→可溶性分子、离子 ——中和、沉淀等”的讨论结果。这个实验设计，为后面的化学与技术的区别与联系打下了伏笔。
3、类比与对比，化学与技术相联系
化学中的STSE教育，注意从学生的日常生活经验出发，广泛联系生活、社会中的现实问题，实现知识的主动构建和有意义构建，促进学生学会关心、学会学习，学习内容和学习过程充满以学生可持续发展为本的现实意义。[3]笔者认为，新教材开设《化学与技术》，其目的并不是简单地进行技术的讲解，而是希望学生能够将化学知识与实践相结合，让学生能够发现理论与实际之间的异同，努力解决实际问题。于是，教师展示了一片漂浮着塑料袋、树枝等杂物的乌黑的水体照片，设问，“如果你面对的是这样一片污水，怎样处理？实验室能够解决吗？不能！我们要通过污水处理厂来解决问题。”自然过渡后，提问，“大家试考虑污水处理厂和实验室处理污水有什么不同，前者要考虑那些方面的问题？”学生们可以通过合作讨论，归纳出“实际生产要考虑成本、环保、简单、可行性等因素”，最后，教师强调，“实际生产还要考虑到大量运作性和生产达标性”，将实验室与工厂相区别。那么，二者又有什么联系呢？“如果你是污水处理厂的生产负责人，面对这片污水，你首先要考虑的是什么？怎么办？”这种角色给予，让学生如临其境，在激发思考热情的同时，能够将实验设计与实际生产相结合，考虑到要“先进行取样分析，再确定生产流程”的科学解决问题的思维方式，达到STSE的教育目的。
4、观看视频，知识与实践辨异同
在进行足够的分析准备之后，应该呈现真正的生产历程了。教材是以图片的方式进行讲解，直观却略显简单。为了更加直观而有动感，教师以视频的方式播放课前参观污水处理厂从而摄录并剪辑的污水处理的一级、二极处理的真实工艺，同时配以根据课前从网上和相应的专业书籍上查阅到的资料除去艰深的专业术语，改成的学生可以听懂的工艺流程介绍。但若仅仅如此，就是单纯的工艺介绍了，似乎与化学没有了联系。同时，考虑到学生对具体工业处理方式的生疏感，教师在此提出，“回忆刚才的工艺流程，指出关键步骤，并将之与实验室设计方案相对照尝试找出理论依据。”使学生通过思考、讨论来“消化”工艺流程，并通过比较化学知识与工业实践的异同点，自然理解化学与技术的联系，得出“一级处理的筛滤、沉沙与沉降相当于实验室中的过滤，二级处理的混凝与二次沉降相当于实验室中的加净水剂；但是考虑到工业的大量性生产特点，不能进行过滤或蒸馏而是进行沉降。另外，生产中还可以在二级处理时利用生物活化泥进行除氮脱磷处理。”可见，真正的工业处理并不是那么简单，可以进行多种方法与原理的综合。如此，达到STSE教育中“知识”与“技术”的结合目的。 5、STSE问题设置，自主归纳方法
记得西方学者德加谟曾说过，“提问得好即教得好，”教师课堂提问设计得如果富有情趣、有吸引力和有针对性，可以激发学生的主体意识，鼓励他们积极参与学习活动，自主得出结论，这样要比听老师的“精辟”概括更加深刻而有效。因此，对于污水的三级处理方法（主要是化学处理方法）的学习，教师通过一些STSE问题的设置来达到目的。如：
太湖已成为我国水污染的一个缩影，目前已造成无锡水危机。我国的其他流域，如滇池、巢湖，长江的一些淡水湖都出现了水质恶化问题。下列对水质起到最佳改善作用的一组物质是（A）
A、HClO和FeSO4·7H2O B、Cl2 和 Ca（OH）2
C、Cl2 和 FeSO4·7H2O D、O3 和 Ca（OH）2
利用上题学生可以自然想到利用氧化还原法处理污水，同时认识到污水处理时可同时采用多种方法综合处理，如本题可以将混凝与氧化同时进行。通过类似STSE习题的设置还可以让学生归纳出中和法、沉淀法等化学处理方法。教师在此基础上进行加深加宽，介绍电解法等其他方法与常用药剂，并让学生知道处理方法也可以将几门学科综合，如：物理化学法，主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法等。生物法（即生物化学法），主要有活性污泥法、生物膜法等。让学生感受到污水处理的多样性、综合性与复杂性，加深学科与技术的辨证关系的认识。
6、巧设开放性问题，效果多层面
常规的课堂教学，往往在最后要小结。如果由教师进行，显得枯燥；如果由学生进行，常常变成板书的重复。如何设置问题，让教学效果能够较大程度地呈现呢？笔者认为开放性问题的设置可以解决这个危机。故教师在课的最后提出，“通过污水处理的学习，你掌握了什么？想到了什么？将来要怎么做？”给学生一点儿时间，让他们“沉淀”、合作讨论再归纳。于是，有小组会提出污水处理的实际工艺流程；有小组会提出科学的化学学习方法；有小组会提出化学理论与社会生产实际的异同；有小组会提出注重环保与节约；有小组会提出加强法制观念与奖惩力度，有小组会提出从我做起和教育他人等等，这种百“科”争鸣，足以体现STSE教育理念的成功。教师在对学生的回答作出正确的评价与反馈后，要站在一个高度上强调，“污水处理要治标更要治本，在污水流入江河湖泊之前就进行处理。污水处理是一个复杂的问题，需要政府的资金投入、法律的监督、工厂的处理、民众的自觉等等。同学们今天，要在课堂上努力学习知识与方法；明天，要科学处理生产实际问题。让我们牢记：水是生命之源，让我们的生存环境更洁净吧！”这样，与引言相呼应，使课堂成为一个有机整体。
综上所述，《化学与技术》反射出了STSE教育的必要性与迫切性。学生对化学知识的实际应用表现了极大的热情，为化学教师培养学生的观察能力和实践能力提供了可能，说明在高中化学教学中实施STSE教育已具备了一定的条件，时机日渐成熟。运用STSE教育进行教学对化学的学习需要广大教师同仁的重视。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部《普通高中化学课程标准（实验）》[M].北京：人民教育出版社.2002
[2]王祖浩等，《化学教育心理学》 [M].广西：教育出版社，2007
[3]陈益 《高中化学“STSE”试题命制探微》（《化学教学》2008.2）