基于科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知和決策能力的課例研究

奚小玲+都承峰

摘 要：科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展引發(fā)人們對(duì)其可能帶給社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)的思考，本文以蘇教版“專題四 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展”復(fù)習(xí)課為例，采用主題式復(fù)習(xí)教學(xué)模式，以“酸雨”作為研究主題，在課堂教學(xué)中滲透科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知和決策能力的培養(yǎng)，按照風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)決策的線索，使學(xué)生體會(huì)使用化學(xué)物質(zhì)可能帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，培養(yǎng)其科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)決策能力。

關(guān)鍵詞：風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知；決策能力；酸雨；課例研究

一、 設(shè)計(jì)思想

“決策能力”是隨著STS教育理念的提出而引入教育領(lǐng)域的，并在2001年首次出現(xiàn)在義務(wù)教育階段的化學(xué)課標(biāo)中，在該課標(biāo)的教學(xué)建議中指出“教師在化學(xué)教學(xué)中需設(shè)計(jì)一些開(kāi)放性的學(xué)習(xí)主題，有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生從多個(gè)視角對(duì)相關(guān)問(wèn)題做出價(jià)值判斷，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí)、決策能力、科學(xué)精神及人文精神”。2003年，普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)在談及課程的基本理念時(shí)也指出，要“幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)與人類生活的密切關(guān)系，關(guān)注人類面臨的和化學(xué)相關(guān)的社會(huì)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、參與意識(shí)及決策能力”。由此可見(jiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的決策能力已開(kāi)始在化學(xué)課改中得到關(guān)注。

本節(jié)課采用主題式復(fù)習(xí)教學(xué)模式，以“酸雨”作為研究主題，探討它的存在、危害、形成、性質(zhì)、防治，設(shè)計(jì)了三個(gè)環(huán)節(jié)，將復(fù)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生熟悉的生活經(jīng)驗(yàn)和已有的知識(shí)基礎(chǔ)相聯(lián)系，通過(guò)主題整合的形式將專題四這一模塊中不同的知識(shí)單元、不同模塊的相同知識(shí)內(nèi)容有機(jī)地組成一個(gè)新的整體，把分散的化學(xué)知識(shí)整合成一個(gè)新的單元。同時(shí)，按照風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)決策的線索，使學(xué)生體會(huì)化學(xué)物質(zhì)應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)，培養(yǎng)其科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)決策能力。

二、 課堂實(shí)錄

【環(huán)節(jié)一】感知酸雨的存在，認(rèn)知風(fēng)險(xiǎn)

【創(chuàng)設(shè)情境】運(yùn)用多媒體向?qū)W生展示常州市環(huán)境監(jiān)察部門檢測(cè)的一份空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)圖片，讓學(xué)生注意在首要污染物一欄出現(xiàn)了二氧化硫、氮氧化物。接著為學(xué)生播放酸雨危害環(huán)境的視頻，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到酸雨對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重危害。

【交流與討論】

（1） 我們知道了二氧化硫和氮氧化物對(duì)我們生活的空氣造成了嚴(yán)重的污染，那么，大氣中的二氧化硫、氮氧化物是從哪里來(lái)的？它們的主要來(lái)源是什么？

（2） 大家通過(guò)視頻了解到酸雨的嚴(yán)重危害，那么，硫酸型酸雨和硝酸型酸雨分別是怎樣形成的呢？

【學(xué)生思考，討論，回答問(wèn)題】

（1） 二氧化硫來(lái)源：含硫礦石的冶煉、化石燃料的燃燒等。

氮氧化物來(lái)源：氮肥的生產(chǎn)、金屬的冶煉和汽車尾氣的排放。

（2） 硫酸型酸雨的形成過(guò)程：

【師】二氧化硫和氮氧化物是否一無(wú)是處，它們有什么性質(zhì)，利用這些性質(zhì)可以來(lái)做什么？

【師】其實(shí)SO2和氮氧化物存在一定的用途，科學(xué)是一把雙刃劍，錯(cuò)不在于化學(xué)物質(zhì)，而在于使用它的人。當(dāng)我們用SO2漂白草帽和報(bào)紙時(shí)，它是好的；當(dāng)我們用它熏制食材時(shí)，它就是壞的。當(dāng)我們對(duì)SO2失去控制，它就會(huì)肆意妄為變成酸雨……

【設(shè)計(jì)意圖】關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，在學(xué)生己有的生活和知識(shí)積累的基礎(chǔ)上，試圖從生產(chǎn)、生活的知識(shí)中提煉出化學(xué)學(xué)科知識(shí)，進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)際知識(shí)與學(xué)科知識(shí)的聯(lián)系，建立生產(chǎn)、生活、學(xué)科知識(shí)三位一體的關(guān)系，并教會(huì)學(xué)生學(xué)會(huì)辯證地、一分為二地看待科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)，充分認(rèn)識(shí)到風(fēng)險(xiǎn)具有兩重性。風(fēng)險(xiǎn)不僅有其消極的一面，也有其積極的一面。

【環(huán)節(jié)二】探究酸雨的性質(zhì)，評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)

【過(guò)渡】硫酸、硝酸作為酸雨中的重要組成成分，它們有何具體性質(zhì)？

【活動(dòng)與探究】現(xiàn)有4瓶失去標(biāo)簽的試劑瓶，分別裝有濃硫酸、稀硫酸、濃硝酸、稀硝酸，你有何辦法將它們區(qū)分開(kāi)來(lái)，貼上標(biāo)簽。

【學(xué)生小組合作、交流討論】

【生1】看瓶子顏色分成2組。無(wú)色瓶的為一組，是濃硫酸、稀硫酸；棕色瓶的為一組，是濃硝酸、稀硝酸。濃硫酸、稀硫酸可以掂分量，重的一瓶是濃硫酸，或是分別加水稀釋，感受熱量變化。區(qū)分濃硝酸、稀硝酸可以打開(kāi)瓶口，看瓶口有大量白霧的是濃硝酸。

【生2】分成2組后，區(qū)分濃硫酸、稀硫酸可以用玻璃棒分別蘸取液體于廢報(bào)紙上，報(bào)紙變黑的是濃硫酸。區(qū)分濃硝酸、稀硝酸可以分別加銅絲反應(yīng)，看產(chǎn)生氣體顏色。

【生3】分成2組后，區(qū)分濃硫酸、稀硫酸可以分別加銅絲反應(yīng)，加熱，看能否產(chǎn)生可以使品紅褪色的氣體。

【生4】……

【師】完成實(shí)驗(yàn)時(shí)，安全第一。做這些實(shí)驗(yàn)，若實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)，會(huì)引發(fā)哪些風(fēng)險(xiǎn)？你該做出怎樣的決策來(lái)規(guī)避這些風(fēng)險(xiǎn)。

【生】濃硫酸、濃硝酸有強(qiáng)烈的腐蝕性，完成實(shí)驗(yàn)最好帶手套，穿防護(hù)服，戴護(hù)目鏡。設(shè)計(jì)的有些實(shí)驗(yàn)會(huì)放出大量有毒氣體，要注意尾氣處理，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)盡可能微型化。濃硫酸稀釋，放出大量熱，為了防止酸液飛濺，一定要將濃硫酸延燒杯壁緩緩注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌，降低實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)……

【設(shè)計(jì)意圖】運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生聯(lián)系學(xué)過(guò)的知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題，并充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性思維，使他們能創(chuàng)造性地提出一些解決問(wèn)題的方法，給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)相互交流、集思廣益的氛圍。同時(shí)，課堂中引導(dǎo)學(xué)生形成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的習(xí)慣與意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的決策能力，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去研究、解決問(wèn)題的綜合水平。

【歸納與總結(jié)】稀硫酸、濃硫酸的化學(xué)性質(zhì)，稀硝酸、濃硝酸的化學(xué)性質(zhì)。

【提問(wèn)】性質(zhì)決定用途，硫酸、硝酸是一種重要的化工原料，它們都有重要的用途，化肥、醫(yī)藥、農(nóng)藥的生產(chǎn)，金屬礦石的處理，金屬材料的表面清洗等都要用到硫酸，硝酸在工業(yè)上常用來(lái)制造氮肥、染料、塑料、炸藥、硝酸鹽等。那么，硫酸、硝酸在工業(yè)上是如何制備的？

【生】回憶硫酸、硝酸的工業(yè)制法涉及的相關(guān)原理、設(shè)備、反應(yīng)方程式。

【展示】硫酸的前世今生——硫酸生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境、生態(tài)、健康的影響（觀看視頻：“沸騰爐灰”為何成了香悖悖？）

【閱讀】資料卡《硫酸生產(chǎn)過(guò)程中的“三廢”》、《工業(yè)“三廢”變成“三寶”》、《鍋爐余熱“催熟”新產(chǎn)業(yè)》

【討論】如何看待這種發(fā)展？（風(fēng)險(xiǎn)是否可控？怎樣處理企業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)、生態(tài)平衡的關(guān)系？）

【設(shè)計(jì)意圖】將復(fù)習(xí)內(nèi)容以問(wèn)題為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)，循序漸進(jìn)地設(shè)置認(rèn)知臺(tái)階，通過(guò)問(wèn)題啟動(dòng)學(xué)生思維，挖掘?qū)W生內(nèi)在潛能。通過(guò)對(duì)“三廢排放”、“三廢處理”，讓學(xué)生意識(shí)到硫酸、硝酸的大量生產(chǎn)所形成的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，能對(duì)“三廢”做出決策反應(yīng)。

【環(huán)節(jié)三】開(kāi)發(fā)酸雨的防治、決策風(fēng)險(xiǎn)

【學(xué)生活動(dòng)】角色分工、小組討論。

1. 假設(shè)你是一位科學(xué)家，請(qǐng)思考該如何從源頭上控制SO2、氮氧化物的產(chǎn)生？

2. 假設(shè)你是化工技術(shù)員，請(qǐng)思考該如何在保證正常生產(chǎn)的前提下防止SO2、氮氧化物的排放？

3. 假設(shè)你是農(nóng)科員，請(qǐng)思考該如何指導(dǎo)農(nóng)民治理酸雨造成的傷害？

4. 假設(shè)你是外交官，請(qǐng)思考該如何開(kāi)展全球環(huán)保？

5. 你是你自己，又可以做些什么？

【生】結(jié)合教材，學(xué)生通過(guò)討論，暢所欲言，形成共識(shí)。

【設(shè)計(jì)意圖】本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)旨在引導(dǎo)學(xué)生將自己所學(xué)知識(shí)與解決社會(huì)、生活等實(shí)際問(wèn)題結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生在不同角色的擔(dān)當(dāng)中感受社會(huì)各界在防治酸雨方面做的努力。培養(yǎng)學(xué)生如何根據(jù)具體情況選擇合適方法的決策能力，為培養(yǎng)學(xué)生成為未來(lái)負(fù)有責(zé)任心的社會(huì)公民做好鋪墊。

三、 教學(xué)反思

1. 聯(lián)系生活實(shí)際提高學(xué)生對(duì)科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知能力

導(dǎo)入新課時(shí)，本著生活中的熱點(diǎn)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題來(lái)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，展示空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)、酸雨危害的視頻等素材，試圖從生活、生產(chǎn)知識(shí)中提煉出化學(xué)學(xué)科知識(shí)，分析討論二氧化硫和氮氧化物的用途，充分認(rèn)識(shí)風(fēng)險(xiǎn)具有的兩重性，提高學(xué)生對(duì)科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知能力，并有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生從多個(gè)角度對(duì)相關(guān)問(wèn)題作出價(jià)值判斷。

2. 利用學(xué)生已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的決策能力

設(shè)計(jì)這節(jié)課的幾個(gè)環(huán)節(jié)，如探究酸雨的性質(zhì)、開(kāi)發(fā)酸雨的防治，教師不能急于包辦講完，而是先由學(xué)生用他們的已有經(jīng)驗(yàn)得出一些零星的解決方法，給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)相互交流、集思廣益的氛圍，在課堂中引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成根據(jù)證據(jù)進(jìn)行推理、理智處理問(wèn)題的核心素養(yǎng)，養(yǎng)成民主地對(duì)待不同的意見(jiàn)，綜合地看待問(wèn)題的基本素養(yǎng)，從而形成正確的科學(xué)價(jià)值觀以及與風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知所對(duì)應(yīng)的決策能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟憲華，倪娟.化學(xué)教學(xué)中的風(fēng)險(xiǎn)議題選擇與應(yīng)用[J].化學(xué)教學(xué)，2016（2）：33-37.

[2]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2003年版）[S].北京：人民教育出版社，2003.