鄭小艷　王換榮

摘要： 普通高中化學(xué)課程的育人功能蘊(yùn)含在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的過(guò)程中。圍繞科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題與化學(xué)學(xué)科的關(guān)聯(lián)性，例析科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題與化學(xué)教學(xué)的融合途徑，包括以科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題串聯(lián)教學(xué)過(guò)程，在相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)后解決科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題，將科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題設(shè)計(jì)成測(cè)試題。通過(guò)科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題的化學(xué)教學(xué)實(shí)踐，讓學(xué)生具體地體驗(yàn)物質(zhì)世界與其辯證性，培養(yǎng)他們的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感。

關(guān)鍵詞： 科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題; 融合教學(xué); 核心素養(yǎng); 教學(xué)實(shí)踐

文章編號(hào)： 10056629（2020）08003006

中圖分類號(hào)： G633 8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

1? 引言

高中化學(xué)課程是與義務(wù)教育階段化學(xué)或科學(xué)相銜接的基礎(chǔ)課程，對(duì)于科學(xué)文化的傳承和高素質(zhì)人才的培養(yǎng)具有不可替代的作用[1]?；瘜W(xué)不像人文學(xué)科那樣有比較顯著的育人優(yōu)勢(shì)，容易被忽略，這就需要教師在教育教學(xué)中注意挖掘[2]。換言之，化學(xué)課程作為提升學(xué)生核心素養(yǎng)的重要載體，教學(xué)目標(biāo)不能局限于讓學(xué)生掌握學(xué)科知識(shí)、發(fā)展學(xué)科思維，更要通過(guò)剖析其學(xué)科特質(zhì)，結(jié)合日常生活情境，以化學(xué)視角來(lái)審視和思考科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題，為建構(gòu)知識(shí)、拓展思路、強(qiáng)化學(xué)科應(yīng)用和提升學(xué)科素養(yǎng)打下扎實(shí)基礎(chǔ)[3]。然而，化學(xué)在全面深化課程改革的進(jìn)程中，相對(duì)忽視與現(xiàn)實(shí)關(guān)聯(lián)的科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題，立德樹人根本任務(wù)的推進(jìn)效果欠佳?？茖W(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題和化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)聯(lián)性在于前者可以為后者的培養(yǎng)提供真實(shí)的科學(xué)議題情境及問(wèn)題解決的過(guò)程。因此，筆者提出教學(xué)實(shí)踐中梳理和深入挖掘科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題，為學(xué)生學(xué)科學(xué)習(xí)、思維發(fā)展和能力提升做適切鋪墊。

2? 科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題的界定

科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題屬于社會(huì)性科學(xué)議題（socioscientific issues， SSI）的一種。社會(huì)性科學(xué)議題是指與科學(xué)有關(guān)的議題[4]，往往蘊(yùn)涵有關(guān)科學(xué)知識(shí)、方法和技術(shù)的社會(huì)議題，與人的現(xiàn)實(shí)生活息息相關(guān)，可以給學(xué)生提供檢視自身認(rèn)識(shí)和解決與現(xiàn)實(shí)相關(guān)問(wèn)題的能力的情境[5]。

風(fēng)險(xiǎn)即難以預(yù)計(jì)和不確定的危險(xiǎn)或面臨受損的可能性。從高中化學(xué)角度而言，科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題是指社會(huì)性科學(xué)議題中基于化學(xué)學(xué)科理解，與化學(xué)學(xué)科本質(zhì)緊密關(guān)聯(lián)的知識(shí)、方法、技術(shù)議題。科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題的學(xué)習(xí)過(guò)程能培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的原因、后果及需要采取的防范措施的認(rèn)識(shí)和態(tài)度，形成批判性思維和問(wèn)題解決能力，是化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，也是SSI教學(xué)研究中的重要話題[6]。以下著重梳理高中化學(xué)課程中與科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題相關(guān)的社會(huì)性科學(xué)議題，提出有關(guān)的教學(xué)融合途徑。

3? 高中化學(xué)課程中與科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題有關(guān)的主題梳理

與科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題有關(guān)的化學(xué)學(xué)科主題主要體現(xiàn)在有機(jī)合成、反應(yīng)原理、化工生產(chǎn)等層面。如表1中，在《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的諸多課程內(nèi)容中均有體現(xiàn)。

必修主題5? 化學(xué)與社會(huì)發(fā)展●結(jié)合實(shí)例認(rèn)識(shí)化學(xué)原理、化工技術(shù)對(duì)于節(jié)能環(huán)保、清潔生產(chǎn)、清潔能源等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性。樹立“綠色化學(xué)”的觀念，形成資源全面節(jié)約、物能循環(huán)利用的意識(shí)。

●結(jié)合合成氨、工業(yè)制硫酸、石油化工等實(shí)例了解化學(xué)在生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，認(rèn)識(shí)化學(xué)工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要地位。

●認(rèn)識(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)等的關(guān)系。樹立自覺(jué)遵守國(guó)家關(guān)于化學(xué)品應(yīng)用、化工生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、食品與藥品安全等方面法律法規(guī)的意識(shí)。

●查閱符合“綠色化學(xué)”理念的化工生產(chǎn)案例;討論使用食品添加劑的利與弊，評(píng)論與食品安全有關(guān)的重大社會(huì)事件。

●在應(yīng)用化學(xué)成果時(shí)能主動(dòng)考慮其對(duì)自然和社會(huì)帶來(lái)的可能影響，權(quán)衡化學(xué)成果在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用的利與弊。能運(yùn)用“綠色化學(xué)”思想分析和討論化工生產(chǎn)的相關(guān)問(wèn)題。

選擇性必修課程模塊1化學(xué)反應(yīng)原理主題1? 化學(xué)反應(yīng)與能量

●創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，組織學(xué)生開展基于能量利用需求選擇反應(yīng)、設(shè)計(jì)能量轉(zhuǎn)化路徑和裝置等活動(dòng)，形成合理利用能量變化的意識(shí)和思路，提升“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”和“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”核心素養(yǎng)。

●查閱資料，了解電解在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用;討論電鍍工業(yè)對(duì)環(huán)境造成的影響。

主題3? 水溶液中的離子反應(yīng)與平衡●查閱資料并討論水溶液中的離子平衡在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，如二氧化鈦的制備、“侯氏制堿法”的基本原理等。

模塊3有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)主題2? 烴及其衍生物的性質(zhì)與應(yīng)用●了解烴類在日常生活、有機(jī)合成和化工生產(chǎn)中的重要作用。

選修課程系列1實(shí)驗(yàn)化學(xué)主題3? 化工生產(chǎn)過(guò)程模擬實(shí)驗(yàn)●以真實(shí)化工生產(chǎn)過(guò)程為研究對(duì)象，借助相關(guān)資料對(duì)化工生產(chǎn)原理、流程進(jìn)行復(fù)原和模擬。供參考的實(shí)驗(yàn)如下： 純堿的制備，氨氧化法制硝酸，鐵、銅等金屬冶煉模擬，電解熔融鹽制備金屬，肥皂的制備，糧食釀酒，化妝品的制備，聚合物（如尼龍66、酚醛樹脂、膠水）的制備。

系列2化學(xué)與社會(huì)主題2? 化學(xué)與技術(shù)●化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)： 通過(guò)“氨的合成”“農(nóng)產(chǎn)品的化學(xué)加工”“精細(xì)化工產(chǎn)品的獲得”等主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，認(rèn)識(shí)催化劑的研制對(duì)促進(jìn)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重大意義;知道化學(xué)肥料、農(nóng)藥、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和除莠劑及其發(fā)展趨勢(shì);了解工藝特點(diǎn)，體驗(yàn)如何根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)開發(fā)應(yīng)用前景廣闊的產(chǎn)品，認(rèn)識(shí)化工生產(chǎn)過(guò)程對(duì)人類環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展可能產(chǎn)生的影響。

系列2化學(xué)與社會(huì)主題3? STSE綜合實(shí)踐●能依據(jù)“綠色化學(xué)”思想分析某些化工生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)和存在的問(wèn)題，探討系統(tǒng)化處理或解決問(wèn)題的基本思路。

系列3發(fā)展中的化學(xué)科學(xué)

主題3? 化學(xué)工程研究進(jìn)展

●實(shí)現(xiàn)化工過(guò)程的原子經(jīng)濟(jì)性，發(fā)展安全高效和節(jié)能環(huán)保的物質(zhì)轉(zhuǎn)化工藝和系統(tǒng)。圍繞相關(guān)典型研究成果，引導(dǎo)學(xué)生了解化學(xué)工程前沿研究的問(wèn)題與思路。供參考的選題如下： 催化劑工程、膜分離工程、復(fù)雜體系化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的測(cè)量與建模。

例3? “湖北某市統(tǒng)測(cè)題”以甲苯為主要原料合成麻黃素的合成路線如圖3，請(qǐng)回答問(wèn)題：

（1） 化合物Ⅵ的分子式為。

（2） 化合物Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅳ、 Ⅴ中能使Br2的CCl4溶液褪色的是。

（3） 化合物Ⅲ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，生成化合物Ⅶ的反應(yīng)類型為。

（4） 在濃硫酸和加熱條件下，麻黃素可以發(fā)生消去反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為? 。

（5） 寫出滿足下列條件的化合物Ⅵ的兩種同分異

CH3NBSCH2BrH2OOH-化合物ⅢCrO2/H+

Ⅰ? Ⅱ

CHO① NaCCH② H+CHOHCCHHgSO4稀硫酸

Ⅳ??? Ⅴ

OHOCH3NH2H2OCHOHCCH3NCH3H2Ni

Ⅵ

CHOHCHCH3NHCH3

Ⅶ（麻黃素）

①含一個(gè)苯環(huán);②無(wú)酸性，酸性條件下水解生成兩種有機(jī)物;③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

（6） 如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明化合物Ⅱ分子中含有溴元素，簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)操作? 。

教師在講授有機(jī)合成及推斷引進(jìn)素材“以甲苯為主要原料合成麻黃素的路線”時(shí)，要普及麻黃素的相關(guān)知識(shí)，結(jié)合高中學(xué)生的化學(xué)認(rèn)知，介紹其物理、化學(xué)性質(zhì)及用途。學(xué)名為2甲氨基苯丙烷1醇，系無(wú)色揮發(fā)性液體，由于它不溶于水，可用水蒸氣蒸餾。亞氨基的存在使其可作為一種生物堿，它的鹽酸鹽應(yīng)用更廣泛。麻黃素存在于多種麻黃屬植物中，是中草藥麻黃的主要成分，也是合成冰毒即苯丙胺類毒品最主要的原料。新康泰克等數(shù)十種常用感冒、止咳藥中均含有麻黃素，有可能被不法分子大量購(gòu)買用于提煉制造毒品，各大藥店均限量銷售這些藥，教師要借此引導(dǎo)學(xué)生了解和抵制毒品。如此情境預(yù)設(shè)下，學(xué)生興趣濃厚，可以很快得到（2）中能使Br2的CCl4溶液褪色的是Ⅳ、 Ⅴ及（4）中麻黃素作為醇發(fā)生消去反應(yīng)的方程式。

4.6? 關(guān)注并辯證地認(rèn)識(shí)炸藥，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感

高中化學(xué)課程能讓學(xué)生比較全面地了解和認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)，做到規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)用其正途，初步學(xué)習(xí)如何以化學(xué)為工具更好地利用、改造、保護(hù)自然，滿足人類生存需求，保護(hù)人類的生存環(huán)境和生命安全。

講到選擇性必修有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)專題4烴的衍生物酯時(shí)引入素材“2018年本溪龍新礦業(yè)有限公司思山嶺鐵礦重大炸藥爆炸事故”，炸藥進(jìn)行爆破時(shí)，工人將一塑料袋雷管扔進(jìn)裝有炸藥的吊桶內(nèi)，雷管與吊桶內(nèi)壁發(fā)生碰撞導(dǎo)致雷管爆炸，進(jìn)而引發(fā)炸藥爆炸。教師在課前要做大量的素材搜集工作，在教學(xué)中合理滲透炸藥等危險(xiǎn)品知識(shí)。炸藥用在建筑、橋梁等拆除爆破中是正途，認(rèn)識(shí)炸藥的化學(xué)成分并合理利用，可以為人類做貢獻(xiàn)，使用不當(dāng)也會(huì)造成危害。表2所列三種常用化學(xué)炸藥均含有的元素是N、 O、 C，三硝酸甘油酯是硝酸和丙三醇酯化的產(chǎn)物。

黑火藥硝酸鉀、碳、硫磺制造炸藥粒狀，表面光滑，微帶金屬光澤，灰黑色，容易受潮變質(zhì)帶有爆炸性爆炸方程式為

2KNO3+3C+SK2S+N2↑+3CO2↑

2，4，6三硝基甲苯簡(jiǎn)稱三硝基甲苯（TNT）帶苯環(huán)的有機(jī)化合物制造炸藥，廣泛用于國(guó)防、開礦、筑路、興修水利等淡黃色晶體，不溶于水，溶點(diǎn)為81.8℃帶有爆炸性制備方程式為

CH3+3HONO2H2SO4△NO2O2NCH3NO2+3H2O

三硝酸甘油酯簡(jiǎn)稱硝化甘油酯類化合物制造炸藥，也可用做心絞痛的緩解藥物。要防皮膚接觸被吸收，可能引起頭痛、疲乏等不適一種黃色的油狀透明液體此液體因震動(dòng)而爆炸制備方程式為

CHCH2OHCH2OHOH+3HONO2濃硫酸CHCH2ONO2CH2ONO2ONO2+3H2O

化學(xué)在解決人類發(fā)展過(guò)程中面臨的各種問(wèn)題，尤其是威脅人類健康和安全的有爭(zhēng)議的科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。課堂教學(xué)中引入科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)議題可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)內(nèi)容的理解，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會(huì)的意識(shí)，發(fā)展學(xué)生問(wèn)題解決能力，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。高中化學(xué)教師要本著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感的出發(fā)點(diǎn)，多方面積累素材，努力開發(fā)新教學(xué)要素和現(xiàn)代科學(xué)視野。

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