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1、-基于促进学生科学素养开展的高中化学新课程教材研究技术素养视角下的?化学与技术?模块教材分析 师*大学化学教育研究所“基于促进学生科学素养开展的高中化学课程教材研究系列成果之一*克文 师*大学化学教育研究所副教授，教育学博士，工程组核心成员魏锐 师*大学化学教育研究所讲师，教育学博士，工程组核心成员 王磊 师*大学化学教育研究所教授，博导，工程组负责人，*科技版教材主编师*大学化学学院化学教育研究所 100875摘要：通过阐述技术素养的内涵，价值和意义，对“新世纪鲁科版高中化学选修教材?化学与技术?的编写思路、体系构造、特点、教材呈现形式等进展了探讨，为实施?化学与技术?模块课程的教学提供有力
2、支持。关键词：科学素养技术素养 ?化学与技术?课程模块无论是与我国过去的中学化学课程还是国外的中学化学课程相比，当前高中化学新课程的一大亮点就是在选修模块中设置了?化学与技术?课程模块。教育部制订的普通高中化学课程标准实验(以下简称“高中化学课程标准)中指出：?化学与技术?课程模块的内容是以化学知识为根底，介绍化学在自然资源开发利用、材料制造和工农业生产中的应用，使学生能运用所学知识对与化学有关的一系列技术问题做出合理的分析，强化应用意识和实践能力。目的是使学生通过本课程的学习，了解化学在工农业生产中的具体应用，认识化学工业在国民经济开展中的地位；认识化学科学开展对技术进步的促进作用，强化技术
3、意识；形成自然资源综合利用、废旧物资再生利用的观念；通过调查，分析和讨论交流等途径认识实际化工生产技术问题的复杂性，增强创新意识1。高中化学课程标准中的这一论述，从本质上看，就是通过中学化学教学，不仅要让学生理解化学科学是一门在原子、分子水平上研究物质的组成、构造、性质、变化的创造性的科学，而且还应认识到化学科学也是一门在人类生产和生活中起着重要作用的实用性的科学2，它与很多工农业生产技术密切相关。学生通过学习?化学与技术?模块，最终可以形成现代社会不可或缺的技术素养。北师大“新世纪版高中化学选修模块教材?化学与技术?*科学技术出版，简称“鲁科版，以下无特殊说明均指该册教材以化学产品的生产过程
4、核心，贯彻从原料出发经过化学生产过程技术加工到化学产品的根本线索，向学生展示化学知识在物质加工制造技术中的应用，表达了化学科学的独特魅力，对于激发学生学习化学的兴趣，培养学生的创新精神和实践能力，形成技术素养具有重要的价值和意义。本文拟从培养学生技术素养的视角，对“鲁科版高中化学选修模块教材?化学与技术?的编写特点进展分析，提醒教材的内在组织构造和内容呈现方式，希望能够为广阔教师理解及进展该模块的教学提供参考和借鉴。一、技术素养的涵义技术素养是随着科学素养的提出而诞生的一个新概念。继1996年美国国家理事会制定?美国国家科学教育标准?后，2000年美国国际技术教育协会又出版了?美国国家技术标准
5、：技术学习的内容?一书，按照?美国国家技术标准：技术学习的内容?给出的定义，所谓技术素养指的是使用、管理、评价和理解技术的能力，而技术则是人们为了改造自然以适应自己的需要而创造的各种工具以及制造、使用这些工具的能力和伴随它们的知识的集合。对于技术素养的内涵，可以从5个方面来理解3见表1表1 技术素养的内涵1.对技术本质的理解包括：技术的特征、*围，技术的核心概念，各种技术以及技术与其他领域的关系。2.对技术与社会关系的理解包括：理解技术-社会相互之间的影响，技术对环境的影响等。3.对技术设计过程的理解包括：技术设计的要素，技术设计的过程，技术的开发、创新等4.应对技术世界的能力包括：应用技术设
6、计过程，使用和维护技术产品及系统，评价产品的系统的影响。5.理解设计的世界包括选择和利用一些领域的技术，如：医疗技术、能源与动力技术、农业及相关生物技术，各种制造技术等。我们生活在一个越来越离不开技术的世界里，技术素养是科学素养的重要组成局部。一名具有技术素养的人，能够以与时俱进、日益深入的方式理解技术是什么，它是如何形成的，它是如何塑造社会又转而被社会所塑造；能够明智地评价媒体中出现的技术信息，评价技术产品，对有关技术应用和开展的问题做出一个对社会有责任感的公民的决策4。纵观过去的科学教学，我们过分强调科学知识教育，而无视科学技术教育，这与国际科学教育开展的趋势以及我国社会经济开展对人才的需
7、求是不相符的5。新课程中提出加强技术教育，培养学生的技术素养，这是我国中小学科学教育面临的新课题，它对于全面培养学生的科学素养具有重要的价值和意义。二、从技术素养看“鲁科版?化学与技术?模块教材内容的选择和组织我国中学化学教育一直比拟重视化学生产技术知识。在过去的高中化学课程中，对于有关化学生产技术方面的知识主要通过“结合或“渗透的方式纳入教材，把理论与生产实际相结合，使教学与生产、生活相联系,从而使学生加强对根底理论和根本化学知识的理解。这种课程内容的构建方式，新“课程标准中的其他课程模块仍在运用。 但是，在高中化学新课程中，?化学与技术?课程模块拟紧紧围绕三个主题即，主题1. 化学与资源开
8、发利用；主题2. 化学与材料的制造、应用；主题3 .化学与工农业生产，组织教学内容。在此根底上，以学生熟悉或较熟悉的典型物质的生产为核心，力求使课程内容贴近学生、贴近生产实际，从而使学生认识到化学在工业生产和社会开展中的应用，学习有关化工生产的根本知识，能应用所学化学知识对生产生活中的有关问题做出判断和解释，培养关注实践、理论联系实际和勇于创新的意识和能力，树立珍惜资源、保护环境的思想，并使学生认识到化学科学的开展对提高人类生活质量的积极作用，形成可持续开展的思想，最终到达培养学生与化学科学有关的技术素养的目的。在高中化学课程标准中，?化学与技术?模块的具体内容要求主要有：空气、海水、矿产资源
9、、石油、煤、生物资源等自然资源和废旧可再生资源的综合利用；根本化工产品、金属材料、无机非金属材料、高分子材料的生产技术原理与生产过程；化肥、农药、精细化学品等的生产特点及其在社会开展中的作用和开展趋势等。根据高中化学课程标准中?化学与技术?模块的具体内容要求，“鲁科版?化学与技术?模块教材设置了6大主题、17个课题、50个与化学相关的技术问题见表2，力求表达化学生产技术的本质、化学生产技术的设计过程及其应用和化学生产技术与化学科学、资源、产品、社会之间的关系。表2 “鲁科版?化学与技术?模块教材的内容6大主题17个课题50个与化学相关的技术问题主题1空气资源氨的合成1 空气别离如何将空气的各组
10、分别离开 怎样获得富氧空气空气别离的新技术2 氨的工业合成探索合成氨的最正确条件如何获得大量廉价的原料气怎样利用未转化的氮气和氢气3 氨氧化法制硝酸如何获得一氧化氮选择吸收二氧化氮的条件探索净化尾气的途径主题2海水资源工业制碱1海水淡化与现代水处理技术海水淡化纯水的制造水污染和污水处理2氯碱工业氯碱生产的核心技术 电解 氯碱生产的根本装置 电解槽氯碱工业产品3纯碱制造技术的开展索尔维制碱法侯德榜的创新推动纯碱制造技术开展的因素主题3矿山资源硫酸雨无机材料制造1“设计一座硫酸厂选用哪种原料厂址选在哪里如何利用废气和废渣2陶瓷的烧制用黄土制作陶器瓷器的烧制从普通陶瓷到新型陶瓷的飞跃3金属冶炼和金属
11、材料的保护怎样由矿石制取金属金属材料的保护主题4化石燃料石油和煤的综合利用1从石油中获取更多的高品质燃油从石油中提炼燃油从石油中获得更多的轻质燃油如何提高汽油的品质2源自石油的化学合成石油烃裂解制根本有机化工原料以乙烯、丙烯等为原料的合成 利用共聚技术改良高分子材料的性能3煤的综合利用使煤成为更干净的能源把煤加工成燃油从煤中得到的化学产品主题5生物资源农产品的化学加工1由大豆能制得什么认识大豆豆腐是怎样制成的怎样由大豆制食用油2玉米的化学加工玉米制酒精玉米淀粉制糖玉米的其他应用主题6化学技术社会1功能高分子材料的研制认识功能高分子材料几种功能高分子材料及其研制新材料的开展方向2药物的分子设计与
12、化学合成药物的分子设计药物的化学合成新世纪药物的展望3化学技术可持续开展20世纪化学与技术的重大成就新世纪化学与技术面临的挑战社会可持续开展与技术创新在内容组织上，“鲁科版?化学与技术?模块教材采取了“主题-课题模式，以“原料资源-加工过程生产技术-产品或材料为根本线索，按资源由气态到液态再到固态，由无机到有机、由非生物到生物，形成按照“空气资源-海水资源-矿山资源-化石燃料资源-生物资源-资源与社会的顺序构建教材的主题框架。各主题中的课题则以重要产品的生产技术加工过程为核心组织教材的内容和问题。如，主题1中的课题3“氨氧化法制硝酸的内容设计是从实验室制取硝酸的实验出发，探讨在工业上如何大规模
13、制造硝酸，包括其直接原料是什么、如何获得原料、如何从原料制得产品、需经过哪些技术过程、如何消除污染保护环境等。图1给出的就是氨氧化法制硝酸这一课题的内容构造。图1氨氧化法制硝酸课题内容构造这样，学生通过对空气、海水、矿产资源、石油、煤、生物质资源等自然资源的加工利用中的技术问题进展探究和学习，既获得了与化学相关的技术知识，又获得了与技术相关的化学知识，进而掌握分析解释相关化工生产中技术问题的方法和技能，形成技术意识和技术应用中的社会责任感如图2所示。图2 “鲁科版?化学与技术?模块教材的教学目标三、 “鲁科版?化学与技术?模块教材的编写特点1.在教材内容的选择上既表达了根底性,又表达了时代性“
14、鲁科版?化学与技术?模块教材选择的六大主题、17个课题、50个与化学相关的技术问题，都是现代化学化工生产中所直面的技术问题，如：深冷别离、精馏、变压吸附、膜别离、电渗析、反渗透、合成氨工业、氯碱工业、离子膜电解槽、索尔维制碱法、陶瓷烧成、外表保护、加氢裂化、共聚、硫化床、糖化、药物的分子设计、药物的选择性设计、生物电子等排体、合理药物设计、计算机辅助药物设计、循环经济、进化代替、减量化、再生资源化、生物质资源的利用等，它们既是当前根底的化学化工生产技术，又反映了现代化学化工生产技术的开展。通过这些内容，学生既可获得与化学相关的技术知识，又可获得与技术相关的化学知识。如，通过氨的工业合成的学习，
15、学生能够获得选择适宜的反响条件、制造原料气、采用循环流程这三个关键技术问题的知识如图3所示；通过氯碱生产、金属冶炼和金属材料的保护，可进一步学习到有关原电池、电解池、金属腐蚀的原理的化学知识。图3 “鲁科版?化学与技术?模块教材氨的合成内容例如2. 教材体系构造反映了化学化工生产技术的本质，具有独创性鲁科版?化学与技术?模块教材，大胆凸显社会开展问题中心、生产技术问题中心的课程设计取向，使学生直面工农业生产、技术进步和社会开展中的重要问题，学习化学、应用化学。教材采用“主题课题体系构造，每一个课题都以“原料资源-加工过程生产技术-产品或材料为根本线索，采取大主题导向、具体课题驱动，以点带面、面点结合，将知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度的课程目标相融合，把对技术本质的理解、技术设计过程的理解、应对技术世界的能力、技术的应用以及对技术与社会关系的理解相统一，以“化学学科的根本知识和根本技能、“科学探究和化学学科的思想观念、研究方法和
