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融合STSE教育理念的5E教學模式在高中化學 教學中的應用研究
發布時間：2022-10-11 15:04
第一章緒論 -1-
1.1研究背景 -1-
1.1.1基于學生發展的核心素養要求 -1 -
1.1.2基于社會發展和社會實踐的需要 -1-
1.1.35E教學模式與STSE教育理念的高度契合 -2 -
1.2研究綜述 -2-
1.2.15E教學模式國內外研究進展 -2 -
1.2.2STSE教育國內外研究進展 -5 -
1.2.35E教學模式和STSE教育研究綜述小結 -9 -
1.3研究目的及意義 -10-
1.3.1研究目的 -10-
1.3.2研究意義 -10-
1.4研究思路 -11 -
1.5研究方法 -12 -
1.5.1文獻研究法 -12-
1.5.2問卷調査法 -12-
1.5.3訪談法 -12 -
第二章 概念界定與理論基礎 -13 -
2.1概念界定 -13-
2.1.1STSE 教育理念 -13 -
2.1.25E教學模式 -13-
2.2理論基礎 -14-
2.2.1建構主義學習理論 -14-
2.2.2概念轉變學習理論 -15-
2.2.3合作學習理論 -15 -
第三章 融合STSE教育理念的5E教學模式的現狀分析 -16-
3.1人教版高中化學必修教材STSE教育內容 -16-
3.1.1人教版必修1 STSE教育內容 -16-
3.1.2人教版必修2 STSE教育內容 -17-
3.2STSE理念與5E教學模式現狀分析 -18-
3.2.1調査對象 -18-
322調查問卷設計 -18-
3.2.3問卷結果分析 -18-
3.2.4教師訪談的內容 -20-
3.2.5教師訪談結果 -22-
3.3融合STSE教育理念的5E教學模式的教學流程 -22 -
3.3.1融合STSE教育理念的5E教學模式的教學環節 -22 -
3.3.2融合STSE教育理念的5E教學模式的教學流程圖 -23 -
3.3.3融合STSE教育理念的5E教學模式的評價設計 -24 -
3.4融合STSE教育理念的5E教學模式的案例設計標準 -25 -
3.4.1以學生為主體，以教師為主導的設計標準 -25-
3.4.2以探究為中心，以問題為引領的標準 -25 -
3.4.3以應用為基礎，以評價為總結的標準 -25 -
3.5融合STSE教育理念的5E教學模式實施原則 -25 -
3.5.1綜合性原則 -25-
3.5.2創造性原則 -26 -
3.5.3簡單性原則 -26 -
第四章融合STSE教育理念的5E教學模式的案例設計與實踐..-27- 4.1實驗方案 -27 -
4.1.1實驗過程 -27-
4.1.2實驗對象 -27-
4.2自制水果電池 -28-
4.2.1目標分析 -28-
4.2.2思路分析 -28 -
4.2.3教學過程 -29-
4.2.4教學評價與反思 -33-
4.3生活中常見的有機物一乙酸 -34 -
4.3.1目標分析 -34-
4.3.2思路分析 -34-
4.3.3教學過程 -35-
4.3.4教學評價與反思 -39-
4.4基本營養物質一蛋白質 -40 -
4.4.1目標分析 -40-
4.4.2思路分析 -40-
4.4.3教學過程 -41 -
4.4.4教學評價與反思 -45-
4.5教學實踐反饋 -46 -
第五章教學實踐效果分析 -47-
5.1問卷設計 -47 -
5.2實踐過程 -47-
5.3調查問卷結果統計與分析 -48 -
5.3.1信度分析 -48-
5.3.2效度分析 -48-
5.3.3問卷結果分析 -48-
5.4學生成績結果統計與分析 -52 -
5.5教師訪談 -53-
5.5.1訪談對象 -53 -
5.5.2訪談目的 -53-
5.5.3訪談內容 -53 -
5.6實踐結論 -54 -
第六章 結論與展望 -56-
6.1研究結論 -56 -
6.2研究不足 -57-
6.3研究展望 -57 -
參考文獻 -58 -
附錄 -61 -
致謝 -67 -
個人簡介 -67 -
第一章緒論
STSE （即 Science、Technology、Society、Environment 指科學、技術、社會和環境）教 育將化學知識與科學、技術、社會、環境等方面緊密聯系，使學生能在STSE情境中應用化 學知識，為學生化學學科核心素養的發展搭建了很好的平臺⑴。5E教學模式是一種能應用于 理科課堂教學的探究性教學程序，包括5個教學環節：參與―採究—解釋—遷移_評價，是 一種具有包容性的教學模式％所以本研究將兩者有機結合，確定研究主題為“融合STSE 教育理念的5E教學模式在高中化學教學中的應用研究”。本章就該主題提出的背景，國內外 相關領域的研究進展，研究的目的、思路、意義及方法進行詳細闡述。
1.1研究背景
1.1.1基于學生發展的核心素養要求
教育部頒布的《普通高中化學課程標準（2017年版）（2020年修訂）》（以下簡稱新課標） 中提出了一個新的概念——化學學科核心素養，即學習者通過對化學學科知識的全面了解， 建立合理的科學價值觀念，從而具備基本品質和關鍵才能。包括“宏觀辨識與微觀探析”“變 化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學精神與社會責任” 五個維度卩】。其中，“科學態度與社會責任”揭示了化學學習更高層次的追求，旨在讓學生形 成正確的價值觀，這與STSE的教育理念不謀而合。
同時，新課標在教學實施方面建議，教師應重視教材中有關STSE內容主題的選擇和組 織，教學緊密聯系生活實際，使學生認識到化學能夠創造更多的物質財富滿足人民日益增長 的美好生活需要，并能運用所學知識解決有關的STSE問題⑶。
1.1.2基于社會發展和社會實踐的需要
隨著社會的進步和發展，教育越來越注重培養全面發展的人，尤其在培養學生的社會實 踐能力方面。學生通過參加形式多樣的社會實踐活動，能夠獲得豐富的直接經驗，增強對理 論知識的感性認識，有利于理論知識的轉化與拓展，提高學生解決實際問題的能力。同時了 解我國國情、了解社會發展的現狀、增強社會責任感和使命感。STSE教育理念強調化學課 堂教學要與科學、技術、環境及社會發展等方面的知識聯系，在掌握化學基礎知識和基本技 能的基礎上促使學生了解化學教育與社會發展、環境保護等的關聯，同時通過STSE內容培 養學生對化學科學多方面多角度的認識［2】。因此要求教師在教學中為保證學生實踐探究活動 的實施要盡可能多的創造條件，通過實踐活動引導學生感受化學在社會生產生活、環境及社 會發展等方面的重要作用，培養學生節約資源和關注環境問題的習慣，加強他們對社會熱點 問題的關注，是基礎教育中培養學生科學素養的一種有效方式⑷。
1.1.35E教學模式與STSE教育理念的高度契合
以“探究”為中心的5E教學模式的每個環節均強調學生的主動參與，尤其在探究環節 更強調活動內容要與學生的生活實際相聯系，要符合學生的認知發展水平，是學生從心理上 可以接受的，同時又需要他們通過一定的努力完成，這與STSE教育所倡導的“學科素養為 核心”、“課程內容重實踐”等理念十分契合。同時5E教學模式的五個環節安排嚴謹合理, 教學內容“少而精”。評價是5E教學模式的反思和創新環節，包括學生互評、自評、教師評 價等，這一環節與STSE理念的“學業促進發展”相一致。因此，在高中化學課堂中借助5E 教學模式進行STSE內容的教學，不僅能夠提升學生的探究能力、問題解決能力，而且也有 利于課程改革的順利推進。
綜上所述，本研究決定將STSE教育理念與5E教學模式進行融合，構建面向STSE教 育理念的5E教學模式，利用5E教學模式設計課堂教學環節，并且基于STSE教育理念對 高中生“科學態度與社會責任”的素養培養進行教學設計實踐研究，使學生在掌握基礎知識 和基本技能的同時，培養學生“理論聯系實際”、“綠色化學”的思想。
1.2研究綜述
1.2.15E教學模式國內外研究進展
（1） 5E教學模式國外研究現狀
①5E教學模式的發展歷程
5E教學模式的發展歷程分為Atkin-Kaiplus學習環和5E教學模式兩個時期。5E教學模 式是以Atkin-Karplus學習環為基礎演繹發展而來的。
Atkin-Karplus學習環最初起源于20世紀五十年代末,是美國教育家阿特金（J.M.Atkin） 和卡普拉斯（RKarqius）在小學科學課程改革中提出的一種教學模式，構建了由“探索”、“概 念引入”及“概念應用”這三部分組成的首尾相連的學習環，旨在幫助學生理解學科的概念。 這三個階段分別有相應的內容。探索階段：讓學生通過實踐活動獲得獨立的經驗，通過對經 驗的綜合分析產生新的觀念；概念引入階段：讓學生對他們在探索階段發現的觀點或經驗進 行命名，形成新的概念；概念應用階段：教師為學生創設與現實生活相關聯的情境，弓I導學 生運用新獲得的知識解決情境中的問題固。
20世紀80年代，隨著建構主義學習理論和概念轉變學習理論等多種理論的興起，美國 生物科學課程研究組成員在“科學、技術和健康的整合”項目實施過程中發現了學習環是一 種有效的課堂教學模式。將三階段的學習環擴充為五個階段（如圖1-1所示），其分別為“引 入（engage）"、“探索（explore）"、"解釋（explain）"、"遷移（elaborate"評價（evaluate）wo 由于五個階段英文詞語的首字母都是“E”，所以將這個模式稱為“5E”學習環問。相比三階段 模式，5E學習模式的五個環節更能突出學生是課堂教學的主體這一特點，同時也更加符合 知識是為社會發展所服務的這一理念，所以5E教學模式是一種適應未來教學理念發展趨勢 的教學模式。
精致?—評價一?探究
圖1-1 5E教學模式的流程圖
②5E教學模式的研究進展
理論研究方面：2012年IsmetErgin系統闡述了 5E教學模式各個環節之間的聯系，他通 過設置對比試驗以及觀察學生的情緒狀態等方式，在真實的情境中應用5E教學模式，觸發 學生的情感體驗⑺。2014年Aaron J. Sickel依據建構主義的教學觀和學生觀運用5E教學模 式進行教學案例的設計，通過一系列的實驗證明5E教學模式不僅能夠對學生的學習產生效 果，而且有利于新教師更好的把握教學進度岡。2020年Robyn M. Gillies通過對教師運用5E 教學模式的教學效果進行觀察得出5E教學模式能夠增加師生之間的交流以及生生之間的合 作探究，能夠幫助教師進行真實情境的創設［嘰
教學實踐方面：2012年A. Halim Ula?通過設置傳統教學組與5E教學模式組進行對比 實驗。通過實驗發現，與傳統教學組相比，5E教學模式組能夠更好的促進學生學習的積極 性，并且學生對此模式的教學形式更為喜歡，學生希望這種模式能夠更多的運用于其他學科 教學中〔訓。2014年Jang Long Lin將5E教學模式的各個環節與科學小實驗結合，通過每一 環節的科學探究可以激發學生早期的學習興趣，同時促進學生對知識的理解和應用鼓勵學生 積極探究，自主獲取知識⑴】。2019年Ergin Omer通過設置實驗組與對照組進行5E教學模 式的效果測試，通過實驗證明5E教學模式在提高學生的課堂興趣及參與率方面效果顯著【切。 2021年Da§demir發現5E教學模式與傳統教學模式存在顯著性差異，說明以5E教學模式進 行教學能夠對學生的學業成就和科學態度產生積極的影響【⑶。
綜上所述，5E教學模式在經歷了長時間的摸索和實踐之后，形成了現在體系比較完善 的5E教學模式，該模式在學生的概念習得、科學探究和興趣培養等方面有明顯的教學效果。
（2） 5E教學模式國內研究現狀
20世紀末，5E教學模式才逐漸被引入我國教育領域，所以與國外相比，我國對5E教 學模式的研究較晚，但成效不錯。在中國知網（CNKI）上，以“5E教學模式”為關鍵詞進 行檢索（圖1-2所示），發現自2004年開始與5E教學模式相關的研究文獻總體呈現逐年增 長的趨勢，可見自2003年新一輪課程改革之后，研究者對該模式的關注度越來越高。
年份
圖1-2 2004-2022年我國5E教學模式發文量統計
通過對5E教學模式的相關文獻整理發現文獻所涉及的內容主要分為以下三個方面：
①5E教學模式的理論研究現狀
2010年吳成軍和張敏就5E教學模式的基本內涵進行了探討，并且基于該模式設計了 “呼吸作用”這一教學案例，得出5E教學模式在培養學生良好的學習習慣及問題解決意識 方面有非常積極的作用［⑷。
2012年王健和李秀菊闡述了 5E教學模式的構成環節以及各環節在教學中的意義，并且 提出該教學模式適用于我國理科學科的教學，認為該教學模式是以建構主義學習理論為基礎 的，倡導學生對知識積極主動的建構，強調學生經驗世界的豐富性和差異性，符合教育發展 的潮流，滿足國家對人才培養的要求，尤其在培養創新型人才方面有著重要作用〔⑸。
2017年杜文軍和梅曉燕就5E教學模式的發展歷程及其內涵做了詳細介紹，以“熱力環 流”這一教學案例提出實施5E教學模式的策略
2021年張雯對5E教學模式的組成部分進行詳細解釋，提岀了轉變教學觀念、完善評價 體系等策略，還提出5E教學模式是能滿足我國學科多元發展的有效模式VI。
②5E教學模式的實踐研究現狀
在5E教學模式的實踐研究方面，主要集中在研究化學課堂教學、化學實驗課堂教學以 及學生核心素養的培養方面。
2016年田文靜利用5E教學模式進行初中化學實驗課的案例研究，通過分析教學效果和 學生的課堂表現發現利用5E教學模式展開實驗教學，能夠引起學生的注意，提高學生的課 堂參與率，并且使學生認識到化學與生活的緊密聯系，豐富學生對化學的認識說〕。
2017年廖祝英利用5E教學模式對高一元素化合物知識進行教學，借助該模式的5個環 節進行教學設計，通過案例教學發現在元素化合物模塊運用該模式進行教學，能夠極大的提 高學生的學習興趣，而且課堂教學的氛圍也比較積極活躍。尤其在探究環節，學生的情緒非 常飽滿，表現出了對探究活動的極大熱情，探究之后的解釋環節使得學生對本節課的新知識 有比較深刻的理解和掌握，所以該模式在傳授知識的同時促進化學學科的教學意義［切。
2020年詹萍和王鵬將5E教學模式引入食品風味化學的教學中，發現能夠充分展示其探 索式教學特點，同時這一模式對于激發本科生學習興趣，降低專業知識理解的難度，幫助學 生快速完成由高中到大學、由傳統應試到自主探究的學習理念和學習方法的轉變有顯著效果, 可以有效提升本科生學習效率，幫助學生從知識和能力2個方面探究和獲取相關知識，達到 課程教學的目的［20】。
2021年張建基于5E教學模式設計光合作用的原理和應用的教學案例，目的是引導學生 主動基于科學史資料，創設問題情境，運用歸納與概括、模型與建模等方法進行合作探究， 幫助學生解決認知沖突，建構科學概念，培養科學思維⑵］。
③5E教學模式的教學設計研究現狀
2018年馮慧靈和劉柄麟借助5E教學模式設計了 “巖石和礦物”教學案例，探究環節中 學生通過小組分工合作的方式完成探究內容。在此過程中，小組成員參與率高、相互交流意 見，而且最終的探究效果也比較好，培養了學生合作解決問題的意識
2020年李珊珊通過5E教學模式的各個環節開展生物課堂教學。將5E教學模式的各個 環節貫穿于整個課堂教學之中，關注解釋、探究以及精致環節的實施，通過運用5E教學模 式進行生物教學得出5E教學模式在培養學生的學科素養方面具有一定的實踐價值eh
2021年柯小紅通過5E教學模式設置課堂實驗教學，將實驗教學與模型建構等多種教學 方式結合，通過在高中生物課堂教學中運用5E教學模式促進學生對知識的理解與掌握［24］。
2022年符譯丹和陳立萬提出5E教學模式是針對科學教育而開發的一種教學模式，為了 探究5E教學模式的構建，從新課吸引、實驗探究、微觀解釋、知識應用、綜合評價等5個 教學環節進行教學設計及教學實踐，從而實現物理學科核心素養的有效培養岡。
綜上所述，我國對5E教學模式的研究多以理論研究為主，對該模式各個環節的具體研 究較少，導致各個環節缺乏系統性規劃，因此基于5E教學模式進行化學教學研究時，要注 重對各個環節的說明和規劃，使得5E教學模式以完整的體系為化學教學所服務，也使得各 個環節之間相互銜接，教學以學生現有的知識水平為，基礎符合學生的發展規律。
本研究在分析國內外已有研究的基礎上，針對化學學科研究中的不足之處進行研究，構 建基于5E教學模式的案例設計標準以及教學原則，旨在為廣大一線化學教育工作者在高中 化學教學中應用5E教學模式提供借鑒和參考。
1.2.2STSE教育國內外研究進展
(1)STSE教育國外研究現狀
STSE教育是由STS教育發展而來的。20世紀三十年代后，隨著科學技術的進步，各國 都非常注重經濟的增長，但與此同時卻也導致了生態、環境以及能源等的惡化，這些重大社 會問題的爆發也使得教育理念發生了改變，STS教育和STSE教育便由此應用而生。
©STSE教育的發展歷程研究
1935年，美國哈佛大學的R.K默頓因為科學課程特有的體系，提出了 STS概念a】。80 年代美國首先開始實施STS教育計劃。緊接著，加拿大、英國等也開設了 STS相關課程Rd
后來由于經濟的迅速發展導致環境問題日益顯著，面對環境的惡化，世界各國開始注重 環境教育。在1972年的環境保護會議中，環境保護教育理念被明確提出，順勢STSE教育 理念由此而生，STSE教育理念是指將學科知識教學與科學、技術、社會發展及環境等方面 的知識緊密聯系，促使學生重視對環境和生態的保護PM。
耶格(RobertE. Yager)認為STSE教育是科學教育的核心，以技術為手段，利用知識解決 社會中的科學問題，通過STSE教育能使學生更好地理解科學的哲學、歷史和社會問題【29］。 隨后，各個國家開始強調STSE教育理念。
1997年，加拿大頒布關于科學教育的文件，文件中提出了關于實施STSE教育理念的要 求，并且明確將STSE教育納入中學學科教科書中，這份文件的頒布標志著新的科學教育的 模式確立㈤〕。之后，多個國家試圖通過STSE教育模式來提高公民的科學素養，STSE教育 的作用和地位日益突顯。
②STSE教育在教學應用方面的研究
Astrid Steele比較了 2005年Sauve提出的環境(EE)教育框架和2011年Pedretti、
Nazir提出的科學、技術、社會和環境(STSE)教育框架，得出將這兩個框架有機結合可以 作為科學教學實踐分析的有效工具并應用于一系列課程中，還建議可以在STSE教育框架中 再增添“體驗自然環境”這一要素，科學教師要注意為學生提供直觀的感官經驗，多設置在 課堂外進行的綜合實踐活動，強調學生應該從認知和情感兩方面去了解自然環境，進而保護 自然環境叩。
Helge為實現將科學與技術、社會、環境等方面的緊密結合，探究了問題解決的一般策 略，同時對STSE教育各要素的關系進行了辨析，通過將STSE理念應用于教學，明確了 STSE教育理念對學生掌握知識的效果a】。
Kultida Chanapimuk認為科學素養對于學生理解科學知識并為未來世界作好準備是必 不可少的。通過動機、探索、頭腦風暴、決策這四個步驟培養學生的科學素養。通過對35 名學生的學習成果分析，表明學生在科學地解釋現象、評估和設計科學探究以及科學地解釋 數據和證據方面具有更好的科學素養和較高的能力。同時提出學生的合作學習在培養學生科 學素養的過程中是至關重要的［33〕。
③教材中STSE教育要素的研究
Fujiokatatsuya以教材中的明石海峽大橋及大阪站等作為案例，對STS教育實踐效果進 行了闡述，并提出STS教育在高中理科教學的有效運用首先需要提升教師的認識【34］。
Fernandes分析了葡萄牙第五版科學教科書和西班牙第六版科學教科書中的STSE教育 內容。結果表明在兩個國家的教科書中均有STSE教育理念的體現，但是兩國教科書中體現 的程度都較低，需要教師去挖掘教材中STSE教育內容，這并不利于教材STSE教育功能 的發揮，因此建議增加顯性STSE教育內容，以便教師能夠注意到并進行教學厲〕。
④教師對STSE教育理念重視程度的研究
Erminia Pedretti與64位教師一同觀看利用多媒體進行的問題情境教學，通過對教師的 觀后感調查和訪談，發現很多教師能夠意識到STSE教育對學生的重要性，但自己并不提倡 甚至質疑、抵制STSE教育的實施。因此建議應該在教師培訓計劃中增加關于STSE教育 的內容，并且給他們提供機會來實踐自己的想法Eh
Katarin通過對職前教師的調查了解了新教師對STSE理念的理解以及新教師對STSE教 育理念在未來學科教學中的應用情況的意見及想法，同時通過新教師對STSE教育的熟知程 度了解新教師對STSE教育的重視程度
綜上所述：通過對國外文獻的閱讀和分析，能夠看出國外學者對STSE教育實踐研究的 重視，分析STSE教育實施效果的影響因素，教材中STSE教育內容的建設及教師方面對 STSE教育的認可和重視程度。整體的研究表現出STSE教育理念實用性較強的特點，因此 STSE教育理念對科學素養的培養活動有著較強的指導價值。
（2） STSE教育國內研究現狀
20世紀80年代，我國才正式提出STSE教育的概念。在這期間，北京大學、南京大學 等高校相繼成立研究所開始對STSE教育和科學、技術及社會發展之間的關系進行研究。殷 登祥【38］是我國最早論述STSE教育的發展歷史和STSE教育在我國發展情況的學者。
截止2022年，在中國知網（CKNI）數據庫中以“STSE教育”、“化學”作為關鍵詞進 行檢索，具體數據整理結果如表1-1所示。
表1-1關于STSE教育研究文獻類型分布表
文獻類型 STSE教育理念的
教學應用 教材中STSE
內容分析 高考試題中STSE
內容分析 合計
期刊論文 22 14 36 72
學位論文 32 12 6 50
通過對上述文獻梳理分析，發現我國學者對STSE教育的研究主要集中在三個方面：
①STSE教育在教學應用方面的研究
2012年周開軍提岀在中學化學教學中滲透STSE教育對于培養適合社會發展的人才有 非常重要的意義，同時對我國化學課程的改革具有重要意義。因此設計了以“生活化”為中 心的STSE教學模型，依據該模型在課堂教學過程中設計了六個教學環節，并將此設計應用 于《二氧化硫性質》教學中⑴。
2016年陳廷俊提出在課堂教學中要讓學生通過認識現代科學技術手段認識科學研究的 方法與過程，深刻體會綠色化學的思想。通過一系列的探究活動彰顯STSE教育理念〔3刃。
2017年董芹芹從知識線、方法線、生活線這三個方面出發就如何高效的將STSE教育理 念與化學課堂融合以達到對學生學科核心素養的培養進行了深入的研究，研究發現通過一系 列的問題驅動和探究活動可以很好的將STSE教育理念滲透到化學課堂教學中，同時可以促 進學生學科核心素養的發展RO］。具體內容整理分析如圖1-3所示：
圖1-3文獻主要內容分布圖
2018年陳艷霞通過設計實驗探究教學的案例，培養學生的科學探究能力和科學精神， 通過引導學生解決環境問題來增強學生的社會責任感，從而滲透STSE教育理念⑷］。
2019年劉媛等學者利用STSE內容創設教學情境，采用“提出問題一設計方案一解決問 題”的探究教學模式進行《氮和硫的氧化物》教學，豐富了課堂教學形式，同時也取得了良 好的教學效果，該學者還從學生的課堂表現、探究過程及探究結果等方面分析研究，得出 STSE教育內容能夠提高學生的問題解決能力，培養學生對社會發展和對生態環境保護的正 確認知，當然對于貫徹“終身學習”的理念也有非常積極的作用I®。
2019年甘露提出“情境一對話” STSE教育，她將以教師言語講授為主的課堂教學模式 轉變為小組合作的課堂教學方式進行，通過學生之間的合作交流提升學生的學科核心素養能 力叫
②中學教材中有關STSE教育內容的相關研究
2008年潘清、李艷靈【的將人教版高中化學必修模塊中各個章節的STSE教育主題進行 了整理和分類，發現其呈現方式具有以下特點，如圖14所示：
圖1-4 STSE教育內容呈現特點
2013年郭浩⑷］從化學教材的單元模塊出發，按照不同欄目對高中魯科版必修教材中的
STSE內容進行整理分析，發現其中STSE教育內容的編排具有以下特點，如圖1-5所示：
圖1-5教材欄目和STSE教育內容對應關系圖
2020年李琨霄結合生活經驗、運用實驗探究、結合社會熱點、運用科學史等方法創設高 中生物選修三教材的內容教學情境，對STSE教學情境的創設策略進行介紹：以STSE教育 理念為基礎，采用教學情境，以發揮情境在高中生物學教學中的重要作用a〕。
2021年張智勇通過對比各版本高中物理教科書中STSE教育的內容，發現各個版本教 科書都通過安排相應欄目等方式對STSE理念加以滲透，并從中得出為培養學生的科學態度 與責任應深化STSE教育理念，應開展豐富的教學活動，同時整合多版本教科書中的STSE 教育資源的。
③高考試題中STSE內容的研究
2019年陳學敏通過分析化學與傳統文化、技術、材料等方面的內容，發現STSE教育逐 漸成為近幾年高考的考查熱點和趨勢，而高考STSE類試題也是與生活、能源、環境等息息 相關。基于以上分析給出了一些教學方面的啟示［錮。
2020年雷婷對本年的高考全國卷的化學部分所涉及到的STSE試題的分值比例變化和 各個題型考查情況進行分析得出，對于當前教學，教師要更新和轉變自身的觀念，樹立終身 學習的意識，創設真實情境，培養學生的科學素養、樹立學生的正確價值觀B91。
2021年孫晶［50］對2020年全國各地高考試卷中STSE試題的常見類型進行了總結歸納， 設置了具體的試題并進行了解析，STSE類試題的構成和解題步驟進行了解釋說明，具體內 容如表1-2所示：
表1-2與STSE理念有關的試題分類表
STSE試題類型 試卷類型 STSE試題內容
化學與日常生活 全國卷I 新冠病毒疫情消毒劑
化學與醫藥 新高考卷I 蟲草提取calebinA治療阿爾茲海默癥
化學與新能源型 全國卷I 新型水介質電池
化學與環境保護型 全國卷n 二氧化碳的過量排放
材料剖析型 新高考卷I 新型熱電材料
科技成果型 新高考卷I 鋰離子電池
除此之外，朱霄，馮媛媛等學者還在物理化學課堂中設計STSE教學內容，通過觀察學 生的課堂整體表現，得出解決STSE試題要拋棄無效信息、仔細分析有效信息、學會利用類 比思維來搭建橋梁進行解題〔5氏
以上介紹的是我國對于STSE教育的主要研究內容。在研究STSE教育的早期，主要的 關注點是STS理念的內涵、STS與社會發展的關系。后期研究的主要焦點是以結合某一學 科的具體內容嘗試落實STSE教育理念或是研究STSE試題與高考的關系。缺乏具體教學模 式與STSE教育理念結合的相關研究。
1.2.35E教學模式和STSE教育研究綜述小結
通過梳理關于5E教學模式的國內外相關文獻，整理歸納發現：雖然5E教學模式的發 展勢頭越來越好，但是也存在一些問題。首先關于5E教學模式在中學學科教學中的應用多 集中在生物和物理學科，有關化學教學方面的研究比較少。因此，將該模式應用于中學化學 教學的研究有待加強；其次，5E教學模式的應用主要還是集中在研究其有效性方面，對于 其理念、模式等拓展方面缺乏相應的研究；再者，5E教學模式與化學探究性教學相融合的 研究較為缺乏，5E教學模式的核心是探究環節，這與開展探究式教學的理念具有一致性， 但從目前相關研究數量和內容上看，還有待進一步結合。
從國內外對STSE教育的相關研究來看，關于STSE教育理論研究較多，多數為分析教 材中與STSE教育相關的內容，并基于STSE教育理念進行教學設計，但缺乏將STSE教育 理念與教學模式進行融合的相關案例。
所以將STSE教育理念和5E教學模式融合，通過5E教學模式的各個環節在化學課堂 中滲透STSE教育理念，探索基于5E教學模式落實STSE教育理念的教學模型及通過5E教 學模式滲透STSE教育理念的案例設計標準以及課堂實施原則。
借助于以“探究”為核心的5E教學模式在化學課堂教學中落實STSE教育理念，將化 學知識與科學、技術、生態環境及社會發展這幾個方面的教育有機結合，讓學生在掌握化學 的基本術語和概念、基本方法和原理的同時了解化學與社會的聯系及化學在環保方面的重要 作用，最終達到對學生學科核心素養的發展。
1.3研究目的及意義
1.3.1研究目的
本研究將STSE教育理念融入5E教學模式中，一方面，落實STSE教育理念的教學， 促使學生將化學知識與科學、技術、社會、環境聯系起來進行學習，培養學生的“科學態度 與社會責任”素養；另一方面，豐富5E教學模式的教學環節。具體的研究目的如下：
（1） 通過5E教學模式來滲透STSE教育理念，進一步挖掘STSE教育理念的內涵，構 建面向STSE教育理念的5E教學模式的高中化學案例設計標準和實施原則。
（2） 通過探究環節，密切化學與科學、技術、社會、環境的聯系，促使學生的思想觀 念從“為了考試”向“為了生活”轉變，培養學生的參與、交流、合作、適應以及探究與創 新能力。通過遷移和解釋環節，促進學生對知識的應用，提高學生的問題解決能力，并且構 建基于素養的評價觀，使評價有利于學生的發展。
（3） 基于STSE教育理念的5E教學模式的模型，設計教學案例并且進行實踐，爭取化 學老師對STSE內容的重視，豐富教學途徑，也使得5E教學模式更具有活力，從而更好的 應用于化學教學中。
1.3.2研究意義
（1） 有利于促進化學學科核心素養的落實
通過參考國內外的相關研究案例可知，在化學教學中應用5E教學模式是可行的。5E教 學模式是建立在建構主義的理論基礎上，目的在于將傳統的講授式教學轉化為以建構主義為 基礎的探究式教學的一種實用教學模式，所以本研究在案例教學設計方面應用融合STSE教 育理念的5E教學模式，弓I用真實的社會問題創設情境，以學生為主體，通過學生自主設計 方案、小組合作探究的形式完成探究過程，解決實際問題，培養學生的自主學習能力及動手 操作能力，提升學生的學科核心素養和社會責任感。
（2） 有利于促進STSE教育理念在化學課堂中的滲透
將化學課堂教學與社會發展、科學、技術、環境治理等內容有機結合，實際上就是在課
堂中滲透STSE教育理念的過程，在引導學生主動掌握基礎知識和技能的同時提高學生對社 會發展的認識，密切學生與社會生產生活的聯系，培養學生的參與意識和社會責任感，同時 也是將STSE理念滲透于課堂的一種很好的措施網。通過本研究分析目前高中化學課堂 STSE教育現狀，將STSE教育理念融入5E教學模式進行教學，在課堂中滲透STSE教育理 念，為其他研究者提供理論依據，豐富了 STSE教育理念的應用案例。
(3)為一線教育工作者提供實踐參考依據
借助5E教學模式在化學課堂教學中滲透STSE教育理念要求教師要首先承認學生是學 習的主體，充分發揮學生的主觀能動性，在教學過程中以5E教學模式的各個環節為階段, 充分將化學知識與科學、社會、技術及環境關聯，讓學生在掌握基礎知識與基本技能的同時， 更能感受到化學在社會發展、環境等方面的重要作用，培養對學科的興趣，建立科學的世界 觀。
1.4研究思路
本研究首先通過對相關文獻和資料的收集、整理與分析，對5E教學模式的基本要素等 內容進行探究，探查5E教學模式在高中化學教學中的實施現狀，發現問題。其次，對STSE 教育理念進行深入研究，梳理高中化學必修教材中所涉及到STSE教育內容，最后確定將 STSE教育理念與5E教學模式融合，構建一種落實STSE教學理念的新模式，基于此模式選 擇人教版化學2的STSE內容主題進行教學案例設計并實踐，本論文的主要研究思路如圖1- 6所示。
圖1?6研究思路
1.5研究方法
1.5.1文獻研究法
文獻研究法是指對以文字形式為主要呈現方式的、公開發表的文獻資料進行收集、鑒別、 整理，在綜述和分析后了解所要研究課題的現狀，并在此基礎上確定研究課題的方法本 研究通過對“STSE教育”及“5E教學模式”的國內外相關文獻進行整理分析，梳理出上述 文獻中的主要觀點，提煉出有利于本研究的理論參考成果。同時探索5E教學模式與高中化 學STSE教育理念進行融合的切入點以及STSE教育理念在課堂中有效貫徹落實的途徑。
1.5.2問卷調查法
問卷調查法是指有計劃、有目的、系統地收集、了解有關研究對象狀況的資料，通過對 收集的資料整理分析后發現問題、探索規律并尋求對策的研究方法［旳。本研究在教學案例實 施之前，首先對銀川市某高中高一年級的部分學生進行問卷調查，深入了解高一年級學生對 5E教學模式和STSE教育理念的認知情況，根據學生反饋的信息，制定合適的教學設計， 完善課堂教學。在教學實施之后，通過調查問卷了解學生對這種模式的態度，并且通過試題 測試檢驗學生的學習效果。
1.5.3訪談法
訪談法是指訪談者通過面對面的形式有目的、個別化的與受訪者交流，了解受訪者某 些方面的心理與行為的研究方法［旳。本研究在教學設計之前設置4個問題分別邀請3位不 同教齡的老師以訪談的形式分別對教學設計的可行性和科學性進行評價，教師基于不同角度 給予評價和修改意見，使融合STSE教育理念的5E教學模式更加符合教育目的的要求。
第二章概念界定與理論基礎
本章對課題中所涉及的核心概念和理論基礎進行概括以作為該研究的理論支持與依據。 首先對STSE教育理念和5E教學模式進行概念界定，以便在后續的研究中把握研究內容和 方向。其次，在理論基礎選擇方面，主要以建構主義理論、概念轉變理論及合作學習理論作 為本研究的理論依據。
2.1概念界定
2.1.1STSE教育理念
STSE 教育(科學 Science技術 Technology、社會 Society、環境 Environment)可溯源于 STS教育(科學、技術、社會)。后來由于社會經濟高速發展所引發的環保與生態的不利影響， 各國對于維持好、保護好自然環境的要求與呼聲愈來愈高，在此基礎上，便把環境保護融入 STS教育之中，STSE教育也就應運而生。自此，STSE教育作為一個全新的教學理念，受到 了各界的重視聞。
當今社會對STSE教育理念的基本定義如下：通過將目前的社會生產生活、環境及社會 發展等與科學教育緊密結合，促進受教育者對科學、技術、社會發展的了解，從而引導學生 運用當前的科學技術手段設計解決環境問題的方案，對科學、技術、環境及社會發展和化學 之間的關系有更加全面的認識［57】［58］。
結合以上學者對STSE教育理念的見解，本文對STSE教育理念的概念界定如下：以解 決生活中的實際問題為導向，通過以探究活動為核心的5E教學模式將化學課堂教學與科學、 技術、社會、環境緊密聯系起來，提髙學生的課堂參與率，引導學生關注我們當前社會中的 熱點議題和生態環境問題，提高學生應用知識的能力，培養學生的學科核心素養。
2.1.25E教學模式
Atkin-Karplus最開始建構了由“探索”、“創造”和“發現”這三個環節環環相扣的學習 環模式。此后在多位教育學者的修改下，發展為“概念探討”“概念界定”和“概念應用” 的學習環教學模式，使它們之間構成一個相互呼應的整體［%
后來，美國生物學課程研究所(BSCS)的專家學者在研究了 Atkin-Kaiplus學習環的基 礎上，構建了由"引入(Engagement)""探究(Exploration)""解釋(Explanation)""遷移 (Elaboration)» "評估(Evaluation)” 5個環節環環相扣并相輔相成的一種課堂教學模式， 由于各個環節的首字母都是“ E ”，因此被稱為5E教學模式何。
本文對5E教學模式的概念界定如下：教師通過“引入”、“探究”、“解釋"、“遷移”、“評 估”5個環節設計課堂教學，創設與社會生活相關的情境引導學生通過探究學習新知識，并 在此過程中給予學生幫助和指導，使學生在合作探究中提高自己的溝通能力和合作表達能力, 促進學生的全面發展〔呦。其實施流程如圖2-1所示：
引入環節作為課堂教學的起始環節，要求教師通過創設與學生生活相關的情境導入新課, 提高學生的注意力，激發學生融入課堂學習的興趣。探究環節是課堂的中心環節，這一環節 教師向學生提供探究所需的材料，學生小組合作設計方案進行探究活動，教師主要起引導的 作用，這一環節的主要目的是培養學生的動手能力，發揮學生的主觀能動性，體現學生在課 堂中的主體地位。解釋環節是指學生對探究過程和結果運用科學知識進行解釋，教師對學生 的解釋進行補充，引出新概念，使學生對新概念有比較深刻的認識。遷移環節是指教師提供 新的問題情境，學生運用新概念解決問題，從而促進學生對新概念的深刻理解，提高對知識 的遷移應用能力。評價環節是指教師通過組織形式多樣的活動了解和觀察學生對新概念和新 知識的掌握情況，一方面為教師對學生在課堂的實際表現評價提供了有效的現實依據，另一 方面為學生提供了一個回顧和反思自己對新知識的理解和應用情況的機會，從而為促進學生 的全面發展提供了有力保障。
2.2理論基礎
2.2.1建構主義學習理論
STSE教育理念是以建構主義學習理論為基礎而發展來的。建構主義理論者認為學習的 過程主要包含兩個方面的建構：一方面是運用已有的經驗進行建構，另一方面是將新學的知 識與原有的認知結構進行關聯，從而有意義的建構新知，注意按照具體情況進行建構，避免 單純機械的提取信息⑹］。STSE教育理念所秉承的觀點是將化學課堂教學與學生的實際生活 結合,將化學知識與社會生產生活相聯系，促進學生運用化學知識分析現象，解決實際問題， 這與建構主義所持有的觀點是一致的。
因此，化學教學不僅要求學生掌握基本的知識與技能，更重要的是要引導學生學會積極 主動的建構知識的過程，只有學生自主建構的知識才是有意義的、靈活的，才能實現知識的 遷移。建構主義者強調只有在一定的情境中認識才能讓學生經歷知識的建構過程。基于此， STSE教育理念依據學生所熟悉的現實生活創設問題情境，促使學生在原有認知基礎上積極 主動的建構新知。
2.2.2概念轉變學習理論
概念轉變理論是以建構主義理論為基礎發展而來的一種學習理論，概念轉變理論認為： 學習是以科學探究為途徑，將學生原有概念進行拆分、重組的過程，是將舊概念轉變為新概 念的過程，是理解新概念，運用新概念的過程。當然也是指將新概念和原有概念發生相互作 用、相互融合的過程［62】。
在5E教學模式的五個環節中，學生逐步對原有概念進行探究，最終將舊概念轉變為新 概念，從而建構新的知識體系，這與概念轉變學習理論所倡導的理念是一致的，都強調在對 原有概念重組、轉化的基礎上建構新概念。例如：在電解池教學中，教師一般都會采取的教 學策略是：先講解原電池的原理，在學生理解的基礎上，再引入電解池。如以石墨和銅片為 電極材料，硫酸銅為電解質溶液構成原電池，教師會先講解原電池的構成要素以及正負極的 判斷方法，電極方程式的書寫原則等，然后在此基礎上，再引入電解池進行對比學習，在探 索學習的過程中學生逐漸掌握電解池概念，將原概念轉變為新概念。
2.2.3合作學習理論
合作學習一般是指在教學過程中幾個學生為完成同一個教學任務而自愿組成合作學習 小組，以小組合作學習的方式解決特定的教學任務。在課堂教學中，基于融合STSE教育理 念的5E教學模式，教師首先創設情境引入教學主題，然后引導學生以小組合作的形式參與 探究，分享探究結果，最后教師鼓勵學生對探究結果做出解釋，并且遷移應用新知等Wk
為了更好的運用5E教學模式來落實STSE教育理念，課堂活動以小組合作的形式進行。 小組合作的理念主要有以下幾個方面：合作學習觀、面向全體學生、創新教學模式、新型師 生關系等。此外，在小組合作學習中，倡導以學生為主體，教師引導學生以5E教學模式的 各個環節將化學知識與科學、技術、社會、環境結合起來，提升學生運用知識解決社會生產 生活問題的能力，同時增強學生的團隊合作精神，這與新課標中的科學探究和創新意識、科 學態度和社會責任理念不謀而合。
第三章 融合STSE教育理念的5E教學模式的現狀分析
通過調查STSE教育理念及5E教學模式在中學化學教學中的應用現狀，摸清學生對5E 教學模式和STSE教育理念的了解程度，分析學生對課堂中應用融合STSE教育理念的5E 教學模式的意愿，然后基于理論基礎和現狀調查，選取適合應用5E教學模式的STSE教學 內容，構建面向STSE教育理念的5E教學模式，確定本研究的教學思路，并提出相應的案 例設計標準和實施原則，促進化學教學的發展。
3.1人教版高中化學必修教材STSE教育內容
新教材中設置了大量體現STSE教育理念的內容，通過對人教版高中化學教材(2019 年版)必修模塊各欄目中的STSE內容的呈現方式和特點的分析，結合其與學科核心素養之 間的聯系，提出相應的教學啟示，旨在使新教材中的STSE內容在教學中被充分的利用起來， 發揮其作用。STSE教育理念遍布新教材中的各個章節，有關STSE的內容幾乎在探究、科 學史話、資料卡片、化學與職業、研究與實踐等欄目中都有體現。本文將人教版必修教材中 各個章節中與STSE緊密結合且具有代表性的STSE內容整理如表3-1和3-2所示。
3.1.1人教版必修1 STSE教育內容
表3-1人教版必修1 STSE教育的有關內容
教材章節 教材節數 有關的STSE教育主題
第一章
從實驗
學化學 第一節化學基礎實驗 (1)物質的分離與提純
(2)萃取原理在生活中的應用
第二章
化學變化 第一節物質及其分類 (1)簡單分類法
(2)膠體在生活中的應用
第一節金屬單質的性質 (1)鐵在生活中的重要用途
(2)未來的金屬一鈦
第三章
金屬與
金屬材料 第二節
幾種重要的金屬化合物 (1)顏色反應可以制成節日煙花
(2)廚房里純堿酸堿性的判斷
(3)鋁鹽和鐵鹽做凈水劑
第三節
用途廣泛的金屬材料 (1)家居裝修材料的選擇
(2)鋁質塑料罐是否停止食用
(3)用途廣泛的稀土金屬
第一節
硅及其化合物的廣泛應用 (1)硅膠作干燥劑
(2)不同性能和用途的玻璃
(2)硅芯片以及光電池的應用
第四章
非金屬
及化合物 第二節
富集在海水中的元素一氯 (1)新型自來水消毒劑
(2)氯氣在自來水廠的消毒、殺菌原理
(3)居住環境空氣檢測氯氣含量
第四節 (1)自然界中氮的循環
氨、硝酸、硫酸 (2)農作物補充氮肥的作用
3.1.2人教版必修2 STSE教育內容
表3-2人教版必修2 STSE教育的內容
教學章節 教材節數 有關的STSE教育內容
第一章
物質結構 第一節同位素的應用 (1)碳同位素在考古學方面的應用
(2)放射性同位素在腫瘤治療中的應用
第二章
化學反應
與能量變化 第一節化學能與熱能 (1)汽車燃料的選擇與使用
第二節化學能與電能 (1)檸檬水果電池的制作
第三節化學反應限度 (1)高爐煉鐵工藝
(2)如何提高煤的燃燒效率
第三章
有機化合物 第一節最簡單的有機化合物 (1)"西氣東輸”工程
第二節兩種基本化工原料 (1)乙烯的用途(水果催熟劑)
(2)糧食釀酒與制醋
第三節兩種常見的有機物 (1)交通警察檢查司機是否酒后駕駛
(2)用食醋浸泡除暖氣瓶水溝
第四節基本營養物質 (1)加碘檢測物質中是否含有淀粉
(2)蛋白質在環境檢測方面的應用
第四章
自然資源 第一節海水資源的利用 (1)海水制鹽
第二節
資源綜合利用環境保護 (1)原油的分館及裂化的產品
(2)碳循環在生產生活等方面的應用
通過表3-1和表3-2可以清晰的看岀STSE教育內容在新教材各個章節的分布情況，化 學與科學和化學與技術兩個維度的內容數量分布基本持平，“化學與環境”的內容數量占比 最低，“化學與社會”所占比例最高。
因此，教師應充分發揮教材中各章節所提供的STSE內容素材，與教學過程緊密結合, 有意識的從學生已有知識和經驗出發，引導學生認識到化學學科知識在實際生產生活中的作 用以及對社會發展的促進作用，認識化學學科知識的生活實用性和社會價值。最大化發揮其 教學價值，同時進一步落實對于學生化學學科核心素養的培養。
3.2 STSE理念與5E教學模式現狀分析
本研究在進行案例實踐之前先就目前高一師生關于STSE教育理念和5E教學模式的熟 悉程度做了了解，為了更好的構建融合STSE教育理念的5E教學模式，本研究釆用學生問 卷調查和教師訪談的方法對銀川市某中學的高一部分師生進行調查，客觀全面的了解STSE 教育理念和5E教學模式在中學化學教學中的應用現狀。
3.2.1調查對象
本次調查及實踐在銀川市某高中進行，該校被自治區認定為全區首批重點中學之一。學 校現有班級52個，其中高一年級15個班，本研究選取其中兩個平行班作為調查對象。這兩 個班的人數、性別比例以及化學成績無顯著性差異。選擇其中一個班作為實驗班，另外一個 班作為對照班。同時為收集高一年級師生對STSE教育理念和5E教學模式的了解情況，選 取高一年級的兩個平行班和三位不同教齡的化學老師進行調查，通過整理和分析所收集的材 料，了解5E教學模式和STSE教育理念的教學現狀，從而提高調査的真實性和可靠性。
3.2.2調查問卷設計
學生問卷共編制10道題，1、2、3題調查學生對STSE內容的了解情況，4、5、6題調 查教學中STSE教育理念的落實情況，7、8題調查5E教學模式在教學中的應用情況，9、 10題調查學生對于應用5E教學模式的態度。本次共發放問卷112份，回收問卷108份，有 效率96%,利用SPSS20.0軟件對調查問卷的信度和效度進行檢測。
3.2.3問卷結果分析
對調查問卷進行信度分析，由檢測結果可知該問卷調查一致性系數為0.878,0.878>0.5, 因此該調查問卷符合要求，由此調查數據得出的結果真實有效。
（1）問卷題目與結果分析
①學生對STSE教育理念的了解情況
從圖3-1和3-2中各選項所占比例來看，雖然有47%的學生認為自己對STSE理念有一 定的了解，但大部分學生沒有留意過教材中有關的STSE內容。由此可知，大部分學生雖然 知道STSE理念是指科學、技術、社會和環境，但對教材中所涉及的STSE內容的模塊不是 很清楚，只有個別同學關注過，基于此設計有關STSE內容的教學案例，向學生完整的呈現
STSE教育理念。
②教學中關于STSE理念的應用情況
依據圖3-3和34可知，只有40%的學生能夠將化學知識與科學、技術、社會以及環境 聯系起來，60%的學生對于化學學科的學習還停留在書本和課堂中，而且67%的學生認為教 師在課堂中比較重視化學知識的講授，較少和學生交流有關STSE內容的信息。由此可知教 師在課堂教學中，比較注重化學基礎知識和基本技能的傳授，學生對于化學學科的學習停留 在掌握知識上，忽略了知識的應用和與社會、環境、技術等方面的聯系。
圖3-5和3-6分別針對學生對于目前教學中關于5E教學模式中探究環節和評價環節應 用現狀的調查，通過對調查數據的分析可以看出，70%的學生認為老師在課堂教學中對于探 究活動的應用是比較頻繁的，這也說明新課程的改革對于老師的教育理念是有所影響的，但 在化學教學評價中應用最多的還是考試成績。由此可以得出評價方式比較單一，不利于學生 的全面發展，教師應該積極探究和踐行評價主體的多元化和探究方式的多樣化。
④學生對于應用5E教學模式的態度
圖3-7學生對探究活動的期望情況 3-8學生對評價形式的期望情況
圖3-7和3-8是分別針對學生對5E教學模式中探究環節和評價環節期望程度的調查。 從數據可得，55%的學生都非常渴望通過探究活動的形式來學習新知，82%的學生對探究活 動教學持積極的支持態度，同時62%的學生希望在化學學習中能得到綜合評價，學生非常希 望老師能夠從課堂表現、學習態度等各個方面給予綜合的評價。
（2）學生問卷調查結果分析
通過學生調查問卷發現：（1）部分學生對STSE的內涵有一定的認識，但對于教材中所 涉及的STSE內容較少了解，同時雖然STSE內容在教學中有一定的應用，但應用的廣度依 然不夠，而且學生對STSE理念的認識只停留在表面。（2）教師在課堂教學中比較注重基礎 知識和基本技能的訓練，容易忽略和學生進行STSE內容的交流。（3） 5E教學模式在課堂 教學中的應用比較單一，只有“引入”和“探究”環節被頻繁使用，其他環節總是被忽略， 比如遷移環節，由于課時緊張，這一環節在課堂教學中被忽略，從而阻斷了學生應用知識的 機會。（4）學生對5E教學模式還是比較認可的，尤其探究環節，學生希望課堂中多開展一 些探究活動，同時學生非常渴望得到綜合化的評價。
3.2.4教師訪談的內容
針對研究主題，在學生問卷調查后，對3位不同教齡的高一年級的化學教師進行訪談, 訪談的內容主要圍繞目前教學中教師對STSE教育理念和5E教學模式的了解及運用情況而 展開。具體訪談內容如表3-3。
表3-3教師訪談記錄
1.您了解5E教學模式嗎？（5E指吸引一探究一解釋一遷移一評價5個教學環節）
【白老師】雖然我在課堂中沒有特意的運用過這種教學模式，但我經常在教輔資料中見過這種教學模式, 其實這里面的教學環節我們在課堂教學中都會用到，只不過沒有形成這種完整的體系。
【馬老師】這種教學模式我經常聽年輕老師提及，比較符合當前的教育趨勢，但在教學中不會系統完整 的應用，就像探究環節經常用，但其他環節總是被忽略。
【劉老師】我是去年剛進學校的實習老師，5E教學模式我是比較熟悉的，去年我們自治區教師技能大賽 中我所釆用的就是這種5E教學模式，但由于高考壓力和家長的高期望，這種模式目前在學校課程中使用 的較少，重心還是放在提高課堂教學效果上。
2.您在平常的教學中常用的教學方法有哪些？
【白老師】高中課程內容繁多，課時緊張，學生、老師都面臨升學壓力，所以課堂教學一般都是言語講解 為主，這種言語講授法能夠在短時間內使學生掌握知識，教學效率高，當然有時也會設置探究活動，學 生對探究活動的熱情是非常高的。
【馬老師】主要以實驗探究法和講授法為主，但我并不排斥其他教學方法，我覺得就對于人才培養的要 求而言，使用形式多樣的教學方法是最好的，但由于要考慮教學效果，所以我沒有嘗試其他的教學方法。
【劉老師】我其實還沒有形成自己的教學方法，因為我是一位新手老師，目前還處于關注自我的生存階 段，沒有太多的精力探究這些，我比較關注課堂內容的講解和與教學情境有關的問題。
3.您了解STSE理念嗎？您留意過教材中有關的STSE教育內容嗎？
【白老師】因為新課標中特別的強調了 STSE教育內容，而且教材中所涉及到的STSE內容也是比較多 的，所以對于STSE教學理念我并不是很陌生，我覺得在課堂中進行STSE內容的教學對培養學生的創造 力是非常有幫助的，很期待有老師這樣做。
【馬老師】我覺得STSE理念對于中學化學的教學是比較有意義的，可以激發學生的興趣、促進知識的遷 移應用，要比單一的傳授知識有意義。
【劉老師】對于這個理念我在大學學習《教育教學能力》的時候就接觸過，是把社會、生活、學習等各個 方面結合起來的一種理念，而且新版教材中每一章節都涉及到這方面的內容，但遺憾的是在平時上課時 由于課時緊張、教學任務重等還沒有向學生介紹過這個理念。
4.您覺得運用5E教學模式向學生滲透STSE內容可行嗎？
【白老師】我覺得這是一種比較新穎的教學方法，改變傳統的以教師講授知識為主的教學模式，既可以 促進學生系統的學習知識，也能夠培養學生應用知識和實踐能力。
【馬老師】我覺得非常可行，通過5E教學模式把STSE的理念滲透給學生，豐富學生對化學學科的認識， 我認為這是一種與時俱進的模式，使得化學教學和化學學習都更有思想。
【劉老師】通過5E的各個教學環節向學生滲透STSE的教育內容，我覺得可行，既保證了知識的系統性， 也比較符合現代教育的培養要求，和新教材是比較貼近的，我覺得運用新教材的時候可以體驗一下這種 模式。
3.2.5教師訪談結果
現對教師的訪談結果如下：
（1） 在訪談中發現教師對教育理念和教學方法的認識比較深刻，而且大多數老師也能 夠認識到教學模式對于化學課堂教學的重要地位，但在實際課程中，為了保持良好的教學效 果及保證知識的系統性，大多數老師還是采用傳統的言語講授法。
（2） 隨著新課程的改革，大多數老師逐漸意識到教學模式是教學設計中不可分割的一 部分，同時5E教學模式和“以人為本”的學生觀所倡導的教育理念非常契合，因此對于5E 教學模式，大多數老師是比較熟悉的。
C3）由于《普通高中化學課程標準（2017年版）（2020年修訂）》和新教材的問世，STSE 教育理念被大多數老師所熟知并且認同，大多數老師都認為STSE理念對于培養學生學科核 心素養和創新精神有非常重要的作用，使化學教學更有社會意義。符合國家對人才培養的要 求，充分調動學生的主動性和積極性，尊重了學生的主體地位。
綜上，通過對學生調查問卷和教師訪談結果的分析，了解高一年級師生對5E教學模式 和STSE內容的接受程度及期望程度，為了使STSE教育內容達到更好的教學效果，借助5E 教學模式來落實和滲透有關的STSE教育內容，構建面向STSE教育理念的5E教學模式， 并將此模式應用于案例教學中，希望可以為一線教育工作者提供一些有益參考。
3.3融合STSE教育理念的5E教學模式的教學流程
融合STSE理念的5E教學模式主要圍繞“吸引一探究一解釋一遷移一評價”五個環節 展開教學，“吸引”為起始環節，以社會熱點話題或者生活現象導入新課，提高學生的學習 興趣和課堂參與率；“探究”為核心環節，這一環節，教師向學生提供探究所需的儀器、藥 品、材料等，學生自主設計探究方案，小組合作完成探究過程，教師要適當的給予指導；“解 釋”環節是學生嘗試解釋探究結果，教師進行補充，促進學生對新概念的理解；“遷移”是 指應用新獲得的概念、原理或者方法等對與化學有關的環境污染、綠色治理及社會現象進行 解釋，提出新的解決方案；“評價”環節包括教師評價、學生自評、互評等多種方式，評價 的主要目的是讓學生反思和總結自己在課堂中的表現，促進學生的成長發展。所以本文研究 的核心是構建面向STSE教育理念的5E教學模式，并應用于“原電池”、“乙酸”及“蛋白 質”等案例教學中。
3.3.1融合STSE教育理念的5E教學模式的教學環節
（1） 吸引環節：吸引環節是教學的起始環節，融合STSE教育理念的5E教學模式強調 在此環節要通過創設與學生生活或社會熱點現象相關的化學問題情境，引起學生對這一社會 現象或者熱點問題的興趣，然后組織學生對情境討論，引起學生的認知沖突，從而激發學生 主動探究的興趣。所以在吸引這一環節可以體現STSE理念中社會“S”層面的思想。
（2） 探究環節：探究環節是融合STSE理念的5E教學模式的中心環節，知識的掌握、 技能的獲得、理論知識的應用轉化都是在此環節實現的。在這一環節，教師向學生提供探究
所需的材料、技術手段等，學生通過小組合作完成探究活動，獲得感性認識。體現STSE教 育理念中的技術“T”層面的思想。
(3)解釋環節：解釋環節是學生構建新知，形成新的知識體系的關鍵環節，貫徹于整 個課堂教學之中。學生首先對自己從探究環節獲得的直觀經驗進行抽象概括，形成一種新的 概念，然后用自己的理解闡述對新概念的認知，并引導學生之間討論交流，盡可能的使學生 自主完善對新概念的理解。通過鼓勵學生積極發言表達自己的見解，教師可以了解學生對新 概念的理解情況，然后對學生有疑惑或者言語組織不當的表達進行補充，促進學生形成完整 的概念理論，在這一環節主要體現STSE理念中的科學“S”層面的思想。
(4)遷移環節：這一環節既包括對基礎知識，基本概念的遷移，也包括對方法、態度、 原理等的遷移。融合STSE理念的5E教學模式所指的遷移是教師創設與環境、生態等有關 的問題情境，學生運用新概念新知識設計解決問題的方案和設想，培養學生建立綠色化學的 理念，體現STSE理念中的環境“E”的思想。
(5)評價環節：融合STSE理念的5E教學模式所倡導的評價是指將學習評價和情感評 價結合起來，基于“以人為本”的學生觀進行評價，評價要以發展學生的學科核心素養為主 旨，評價要注重評價方式的多樣化和評價主體的多元化，在整個教學過程中要把診斷性評價、 形成性評價以及終結性評價結合起來，充分發揮評價的診斷功能、激勵功能。
3.3.2融合STSE教育理念的5E教學模式的教學流程圖
基于以上分析，構建面向STSE教育理念的5E教學模式的模型，依據此模型設計中學
3.3.3融合STSE教育理念的5E教學模式的評價設計
盧卡斯教育研究(Lucas Education Research )總結了高質量探究性學習的四個特征，其 中之一是運用過程性評價改進教學。該團隊認為只有定期收集關于學生學習的表現并以此反 觀教學，為教師提供反饋來改進教學，高水準的探究性學習才有可能實現【叭而本研究的主 題“融合STSE教育理念的5E教學模式”是以探究為中心教學環節展開的。因此，教師對 學生的學習評價不能僅限于最終的探究成果展示，而是在學習活動中觀察學生表現，全方位 的評價學生探究性學習活動。我國夏建華在《課堂觀察視野下的科學探究活動——安徽省 高中化學優質課評析及反思》厲］制作課堂觀察量表，用“課堂觀察”的方法對新課程倡導的 科學探究活動中學生探究學習的情況進行觀察和研究，能夠更加客觀地評價探究活動的有效 性問題，為教師的個人反思提供方向。本研究遵循這一觀點，根據融合STSE教育理念的5E 教學模式的基本環節，設計教師課堂觀察量表如表3-4所示。教師從團隊合作、科學探究、 解釋結果、評價素養四個維度對學生進行觀察打分，賦分依據遵循夏建華等學者設計的量表。 運用課程觀察量表可以整體把握和監控課堂，提高學生的學習效率，對學生的學習過程做出 動態化的評價。
表3M教師課堂觀察量表
一級觀察
指標 二級觀
察指標 評判標準 分值
劃分 小
組
1 小
組
2 小
組
3 小
組
4 小
組
5 小
組
6
團隊合作 團隊
配合 組內成員之間的配合程度 5分
團隊氛圍活躍，情緒狀態良好 5分
科學探究 探究
思路 探究思路清晰，方向準確 5分
實驗原理實驗目的清晰明確 10分
實驗
操作 實驗手段使用熟練 10分
實驗操作準確，失誤較少 10分
解釋結果 展示
匯報 實驗成果較佳 5分
積極匯報并且展示效果較佳 5分
概念
生成 實驗成果解釋合理準確 10分
捕捉實驗信息，生成新概念 10分
評價素養 評價
主體 評價過程全面 5分
評價內容客觀 10分
評價
方式 小組內之間互評客觀準確 5分
小組之間互評促進發展 5分
總計 — —
3.4融合STSE教育理念的5E教學模式的案例設計標準
為了更好的在課堂教學中落實STSE教育理念，依據5E教學模式各個環節的教學要求， 整理相關資料，提出適合融合STSE教育理念的5E教學模式的教學案例設計標準。
3.4.1以學生為主體，以教師為主導的設計標準
STSE教育理念強調在課堂教學過程中，教師要承認學生的主體地位，充分調動學生學 習的主動性，實施啟發式教學，促進學生對知識的主動建構，同時教師在課堂中要起主導作 用，引導學生積極主動的學習。同時5E教學模式強調教師在課堂教學中處于組織者的地位， 教師在課堂中要起主導作用，引導學生積極主動的學習。所以在設計教學案例時，要使教師 的主導作用與學生的主體作用有機結合，取得良好的教學效果［66〕。
3.4.2以探究為中心，以問題為引領的標準
以“探究”為中心環節的5E教學模式是以建構主義學習理論為基礎發展而來的，其 “探究”環節是學生獲得新概念的主要方式，能夠促使以符號為代表的新知識和人腦中已有 的認知結構形成一種實質性的非人為的聯系，在5E教學模式中具有承上啟下的重要功用。 而STSE教育理念強調課堂教學要以“問題”為紐帶，教師要向學生提供適宜的問題情景。 所以在設計教學案例時要以問題為導向，組織學生積極地展開探討、鉆研活動，以了解認識 事物和問題的方式與過程，探究事物的本質屬性，并找到相應的原理與結論，從而訓練其創 造力el。
3.4.3以應用為基礎，以評價為總結的標準
5E教學模式的“遷移”環節指學生基于新概念提出解決實際生活中問題的方案和設想， 達到對知識的學以致用。''評價”環節指評價學生要基于學科核心素養，要以促進發展為目 標，鼓勵學生的自我評價，同時要注重“教、學、評”的一體化。STSE教育理念強調學生 對知識的綜合應用，強調教學要循循善誘、因材施教，充分發揮評價對學生發展的積極作用。 因此在設計融合STSE教育理念的5E教學模式的案例時要注重培養學生應用化學知識解決 實際生產生活問題的能力，重視評價主體的多元化和評價方式的多樣化砂】。
3.5融合STSE教育理念的5E教學模式實施原則
3.5.1綜合性原則
融合STSE教育理念的5E教學模式是將科學、技術、社會及環境與化學教學聯系起來， 通過5E這種教學模式增強學科知識的實用性，擴展學科知識的跨度和覆蓋面。因此，滲透 STSE教育理念的高中化學教學活動設計應體現綜合性原則〔69］。這就要求教學首先要以學生 現有的知識和社會認知為基礎，通過探究活動學習新知，并且能夠對新知識、新概念進行遷
-25 -
移和應用，其次要重視教學評價，在教學中要倡導基于學科核心素養的評價，促進學生的全 面發展，同時這種教學模式對教師能力的綜合性要求也更高。
3.5.2創造性原則
融合STSE教育理念的5E教學模式是以“探究”為中心環節進行教學的，尤其以化學 實驗的探究為主，探究教學在培養學生創新才能和實踐能力方面有著重要的作用，而且高中 化學實驗極其豐富、可操作性強〔701。因此，通過5E教學模式將STSE理念滲透于教學中要 遵循創造性原則，圍繞一個實驗、一個問題或者一個項目，通過5E教學模式將所要探究的 問題與科學、技術、社會和環境關聯起來，達到對知識的學以致用，更加深刻的體會我們現 在所倡導的環境友好化學和綠色化學的意義。
3.5.3簡單性原則
STSE教育理念指導下的教學活動大多數比較復雜,一般為綜合的STSE實驗或者課題， 而將STSE理念通過5E教學模式滲透到化學課堂中，既要兼顧教學任務，還要考慮課時、 學校的教學條件、人力物力等。因此，簡單性原則要求通過5E教學模式滲透STSE理念時 教學活動不宜復雜，技術手段的應用要結合學校的實際情況，比如現在大多數學校都配備數 字化手持技術儀器，這是一種操作簡便、實用性強的現代化技術，中學許多實驗都可以借助 這一儀器來完成。同時教學內容要緊密結合教學任務，要注重5E教學模式各個環節之間的 相互聯系，以簡單的、可理解的知識為基礎，培養生對知識的綜合應用能力。
第四章融合STSE教育理念的5E教學模式的案例設計與實踐
以融合STSE教育理念的5E教學模式的案例設計標準和實施原則為前提，在入教版化 學2 （2019年版）的有機模塊中選擇三個有關STSE教育理念的主題進行5E教學模式的案 例設計。考慮到學生的認知發展水平、科學探究能力和問題解決能力的發展程度，選擇“檸 檬水果電池的制作實驗”、“生活中常見的有機物——乙酸”和“基本營養物質一一蛋白質” 作為本研究的實施案例。這三個教學案例的內容貼近生活，與人類的衣、食、住、行密切相 關，同時也是學生比較熟悉的，符合學生興趣發展。在案例實施過程中可以充分利用學生的 已有經驗，保證教學過程的順利進行。同時這三個案例與研究主題十分契合，能夠很好的體 現“綠色化學”的理念，使學生更為深刻的體會化學對社會發展、生活、科技進步有重要作 用，并形成綠色化學理念和可持續發展觀念。
4.1實驗方案
4.1.1實驗過程
（1） 前測：實驗班、對照班的學生進行入學成績分析
（2） 實驗干預：實驗班采用融合STSE教育理念的5E教學模式進行教學；對照班采用 傳統的以言語講授為主的教學方法進行教學。
（3） 后測：實踐結束后，對實驗班、對照班的學生進行測試，分析對比兩班的成績， 同時對實驗班進行問卷調查。
4.1.2實驗對象
依據學生的上一次月考成績，選取高一年級的兩個程度相近的班級作為研究對象，并對 兩個班的月考成績進行獨立樣本T檢驗，結果如表4-1所示。
表4-1獨立樣本T檢驗
班級 N 均值 標準差 獨立祥本T檢驗
T Sig （雙側）
實驗班 55 54.27 8.2063 0.067 0.932
對照班 57 54.25 &2124
由表4-1可知，實驗班的平均成績為54.27 ,對照班的平均成績為54.25,兩個班成績 的標準差較為接近，說明兩個班的成績變化趨勢基本一致。從獨立樣本T檢驗結果可知， Sig=0.932>0.05,說明兩個班的成績不存在顯著性差異。
4.2自制水果電池
4.2.1目標分析
本節內容為“自制水果電池”，依據課程標準“掌握原電池的構成條件” “了解原電池原 理的應用”教學要求，本節課以制作檸檬水果電池的探究實驗為線索展開教學。本次教學在 學生已經掌握了原電池原理及構成條件的基礎上增加了一節探究性實驗教學，將原電池知識 與科學、技術、社會、環境等內容結合，然后借助5E教學模式設計教學案例。這種融合STSE 教育理念的5E教學模式可以拓展學生的學習思路，引導學生學會對知識的綜合應用。
同時本節內容在教學過程中借助5E教學模式的各個環節展開教學，將與本節內容相關 的科學、技術、環境、社會發展等方面的知識融入各個環節之中，使學生在掌握原電池的構 成條件、原理等內容的基礎上了解電池在社會發展、環境治理方面的作用。
4.2.2思路分析
教師在研讀教材后確定教學的典型案例，本節內容借助5E教學模式向學生滲透與原電 池原理相關的科學、技術、社會、環境等方面的知識。如圖4-1所示，教師首先通過火力發 電和水力發電創設情境，接著以探究實驗展開教學，組織學生自主探究制作檸檬水果電池, 然后引導學生對探究結果進行解釋，引發學生的認知沖突，獲得新概念，接著在新的情境中 應用新概念，最后通過多樣化的評價方式引導學生體會“綠色化學”、“新型電池”等方面的 思想。課堂教學內容層層遞進，STSE教育理念貫穿于整個教學環節之中，推進教學過程順 利開展，有利于幫助學生突破重難點內容。
圖4?1原電池案例設計思路
4.2.3教學過程
【教師提問】大家了解我們目前所使用的電能的來源嗎？
【學生回答】我們目前使用的電能主要來源于風力發電和火 力發電，都是將一次能源，比如煤炭、石油、水等，通過復 雜的過程最終轉化為電能。
【教師提問】燃煤發電與火力發電有什么缺點呢？
【學生回答】燃料發電效益低下，大量耗費燃料，嚴重污染 環境；水力發電的技術要求更加嚴苛，容量限制嚴格。
【教師活動】那么如何才能提高能源的利用率，防止電能的 浪費？
【學生回答】少部分學生回答可以利用前幾節課所學的原電 池裝置，將化學能直接轉化為電能。
【教學策略說明一創設真實情境、引發認知沖突】
本節內容是電化學這一部分的重點內容，對于后面“電解池”課程的學習具有承上啟下 的作用，首先從能量轉化的角度分析“風力發電”、“火力發電”的發電原理，然后從“火力 發電”對環境的影響角度出發分析這種發電模式的優缺點，借此引入原電池，升華學生對原 電池的能量轉化形式及原電池在我們日常生活中的用途的了解。因此本節課借助5E教學模 式滲透STSE理念是可行的，教師在研讀教材時也抓住了檸檬水果電池的制作這個典型實驗 案例，基于學生已有的電化學知識，引導學生進行探究實驗是可行的。
教學環節 教學活動 設計意圖
探完環節 【實驗設計】檸檬發電小實驗
使用材料：
(1)導線；(2)鋅片、銅片；
(3)檸檬(4)發光二極管；
實驗步驟：
(1)將銅片、鋅片打磨光滑，切成條狀；
(2)用水果刀切開檸檬，把檸檬揉搓，使得中間柔軟；
(3)將銅片和鋅片插入檸檬中，并且用導線將發光二極管、銅片、 鋅片串聯起來；
［教師活動］學生根據學過的氧化還原反應知識和電學知識，利 (1)探究環節是該教 學模式的主體環節，教 師依據學生的學習背 景以及學生己有的知 識和經驗，鼓勵學生設 計探究方案，組織學生 合作完成探究活動。
用教師提供的材料，參考上述步驟分組合作制作簡易檸檬水果
【教師補充】大家在制作電池的過程中要思考以下四個問題：
(1)自制的檸檬水果電池中的電能是如何轉化來的；(2)檸檬 水果電池的構成部分；(3)電子和電流的流動方向的判斷；(4) 裝置正負極的判斷方法；
【學生活動】學生分組討論設計實驗方案，然后按照設想的方案 組建檸檬水果電池的裝置，進行實驗。
【教師提問】大家的實驗完成的都很好，那在這個過程中大家觀 察到了怎樣的現象呢？
【學生活動】有的組發光二極管亮了，但是個別組的沒有亮。
【教師活動】教師接著提問學生，為什么會出現這樣的現象呢？ 檸檬水果電池到底是如何產生電能的呢？
【發電原理】因為銅片和鋅片的活潑性是不一樣的，鋅片在金屬 活動性順序表H的前面，可以與檸檬中的酸性物質發生反應， 使得整個裝置中產生了電子，定向移動形成了電流，當電流通過 發光極管時，發光二極管就被點亮，當然為了有更好的實驗現
【教學策略說明一科學探究、合作交流】
探究環節以學生小組合作的方式展開，學生的課堂主體性以及探究能力的培養都在此環 節進行。教師向學生提供制作檸檬水果電池的材料，鼓勵學生自主設計探究方案，小組合作 完成探究活動。從學生的實驗記錄單來看，學生對于實驗目的及原理比較清晰，從活動氣氛 來看，學生對于該探究實驗是非常有興趣的，由于實驗器材比較簡單，學生在實驗過程中也 無意外情況。在學生合作制作檸檬水果電池的過程中，教師引導學生依據四個問題進行實驗 探究，在提高學生動手能力的同時，促進學生對知識的綜合化應用。
教學環節 教學活動 設計意圖
解釋環節 【教師活動】同學們對于檸檬水果電池中的能量轉化形式比較 清楚，但對于電池的構成要素表述的不完整。
【教師補充】我們依據檸檬水果電池的裝置分析得出：
電池的構成要素包括：①銅片與鋅片說明要有兩個電極，并且 至少有一種是金屬；②檸檬的作用是提供了電解質溶液；③導 線用來構成閉合回路；④最重要當然也是同學們容易忽略的一 點，整個裝置中的反應必須是自發的氧化還原反應。
【教師提問】同學們看到發光二極管亮了，就表示裝置中有了 電流的產生，那同學們可以根據己經學習過的電學基礎知識確 定電流的走向嗎？
【學生解答】由于銅片、鋅片分別和發光二極管的正負二極相 接，因此判斷銅片為正極，鋅片為負極，于是電子就由鋅片流 入銅片，電流從銅片流入鋅片。
【老師活動】我們剛才介紹過了，如果電池可以把化學能轉換 為電能，關鍵在于此裝置中要有自發的氧化還原反應，那請同 學們根據電流的方向，分析此裝置中的氧化還原反應。
【學生活動】
舒片制:乙曲=刻（嚴戀）
翩（正）：『也-皿倔縣2
【教師提問】大家覺得這種說法正確嗎？
【學生回答】正極是銅片，裝置中沒有CU2+,所以不是CU2+得 電子，檸檬是酸性物質，存在H+,所以鋅片會和H+發生反應放 出氫氣。
所以電極反應如下：
鋅片（負）：Zn 一 2e_ =Zn2+（氧化反應）
銅片（正）：2H+ + 2e-=血1•（還原反應）
【教師提問】同學們能夠依據氧化還原反應的原理分析電極的 反應，看來對原電池的本質掌握的比較好。那么對于裝置的正 負極，同學們是如何判斷的呢？
【學生活動】根據金屬活動性順序表，活潑的做負極；依據電 流的方向，電流是從正極流向負極；
【教師補充】總結電池正負極的判定方法：
①負極化合價升高，正極化合價降低；②電子由負極流向正極， 電流從正極流向負極；③金屬活動性順序表，活潑性高的做負 極，活潑性低的做正極。 （1） 解釋環節是5E教 學模式的"關鍵環節”， 這一環節教師鼓勵學生 自主組織語言對探究結 果或者問題進行解釋、表 達，然后教師根據學生的 解釋補充引入新的化學 術語，促進學生對新概念 的理解和掌握。
（2） 學生基于探究結果 討論分析教師提出的四 個問題，并進行展示交 流，達到"科學探究與創 新意識”的素養水平3。
（3） 這一環節主要是學 生表達，教師補充，促進 學生構建新的化學概念 體系，體現了 STSE教育 理念中科學“S”層面的 思想°
【教學策略說明一學生表達、教師補充】
在學生完成“檸檬水果電池的制作實驗”之后，引導學生討論：原電池的構成要素、裝 置正負極的判斷方法、電子和電流的流動方向等問題。鼓勵學生積極回答，從學生的回答過 程中，可以看出學生對原電池的構成要素的表達不是很完整，容易忽略電解質溶液，但對于 原電池正負極的判斷及電子與電流的方向等問題比較清晰，最后教師運用科學標準的化學術 語補充，引導學生構建關于原電池內容的知識體系。
教學環節 教學活動 設計意圖
【教師活動】案例1: (1)遷移環節中，教師
瑪麗太太是一位漂亮的女士，在她一口整齊的牙齒中鑲有 通過創設有關應用原電
兩顆相鄰的假牙，其中一顆是純黃金的，另一顆是不銹鋼 池原理解決生活問題的
的，但自按上假牙后，瑪麗太太經常牙疼、心情煩躁，經牙 新情境，使學生對原電
醫治療也未有好轉，最終是一位化學家幫她解決了病癥。 池在生活中的應用有所
請大家分析一下這位化學家是如何幫瑪麗太太解決問題的呢？
【學生活動】不銹鋼是鐵的合金，鐵與金活潑性不同，并且直接 接觸，而且唾液中含有電解質，以上滿足原電池的構成條件，產 生了電流，雖然電流很微弱，但長期如此會導致牙痛，頭暈的癥 狀。
【教師活動】大家分析的很對，那我們能不能運用今天所學的化 學知識幫瑪麗太太解決這個病癥呢？
【學生活動】可以將不銹鋼的牙換成黃金的，也可以將黃金的牙 換成不銹鋼的，只要避免產生電流即可。
【過渡】判斷學生對于原電池知識的掌握情況。 了解。
同時教師根據學生在新 情境中對知識的應用情 況，從側面了解學生是 否真正理解這一部分內
遷移環節 容，判斷學生是否具備
“解釋說明”、"推斷預 測”的高階思維能力，同 時培養學生的“科學態 度與社會責任”素養。
【教師活動】案例2：
多媒體播放輪船被海水腐蝕的視頻，并且向學生提問：在 航海時如何減緩輪船的腐蝕呢？
【學生回答】可以在輪船底部裝上鋅片。
【教師提問】為什么要這樣做，原理是什么呢？
【學生活動】因為在輪船底部裝上鋅片時，鋅與鐵做電極，與海 水構成原電池，鋅較活潑，構成原電池時，鋅做負極，被腐蝕， 從而可以減緩輪船底部的腐蝕。 (2)此環節主要是學生 應用新概念解決生活問 題，體現STSE教育理念 中社會“S”和科學“S” 層面的思想。
【教學策略說明一學生遷移、解決問題】
在遷移環節引導學生運用原電池原理解決問題，一方面鞏固學生對原電池相關知識的掌 握，另一方面促進學生對原電池知識的應用，電池在日常生活中的應用十分廣泛，所以原電 池內容的教學要與我們的生活緊密聯系，能夠使學生以課堂學習為基礎運用原電池知識解決 社會問題，促進電池與社會發展的聯系。
教學環節 教學活動 設計意圖
評價環節 【教師活動】在學完本節課的新內容之后，我們再次回看我們
最初提到的問題：如何提高能量的轉化率？
【學生活動】大部分學生都能夠想到利用原電池將化學能直接
轉化為電能。
【教師活動】大家看看剛才的方案中有什么問題嗎？
【學生活動】電池儲存的是化學能(少部分同學)
【教師活動】電池儲存的是化學能，在放電時電池將儲存的化
學能轉化為電能。
【學生活動】教師組織學生對本節內容進行自評和互評。
泉「為2細述，餉轉土 加囂曲I 電*曲碰方&圻二對+ : 他號詼就4十伽朋］也
【教師活動】教師運用課堂觀察量表對學生的課堂整體表現進
行客觀全面的評價。 (1)評價環節主要 以學生自評、互評， 課堂觀察量表展開， 評價尤其要突出“綠 色化學思想”，使學 生體會研制新型電 池對能源、環境的重 要性。
【教學策略說明一評價多樣化】
教師運用課堂觀察量表診斷學生對原電池知識的掌握情況及STSE教育理念的落實情 況，同時鼓勵學生進行互評、自評，學生通過對本堂課教學內容的反思與回顧，對“綠色化 學”、“環境治理”等有更深刻的理解，了解電池在生活中的重要用途。
4.2.4教學評價與反思
教師通過課堂觀察和課后教學實錄視頻回放對六個團隊的表現進行打分評價，如圖4-2 所示。縱觀每組各項指標的得分情況，發現大家的探究過程中實驗操作水平一般，都存在著 操作不規范的現象，因此教師要幫助學生養成良好的實驗習慣和態度。還發現團隊越活躍、 成員參與率高的小組其探究結果的解釋越完整、合理。此外，由于多樣化的評價方式，學生 對于知識的理解更深刻，能力的發展更全面。但也暴露了一些問題，有的小組成員參與率低， 直接影響著團隊的探究過程和結果。當然這也為接下來的探究性教學提供經驗。
圖4-2 “檸檬水果電池制作”課堂觀察量表
課題：檸檬水果電池的制作
一級觀察
指標 二級觀
察指標 評判標準 分值
劃分 小
組
1 小
2 小
組
3 小
組
4 小
組
5 小
組
6
團隊合作 團隊
配合 組內成員之間的配合程度 5分 8 |0 6 <? 1 1
團隊氛圍活躍，情緒狀態良好 5分
科學探究 探究
思路 探究思路清晰，方向準確 5分 Id 10 q q &
實驗原理實驗目的清晰明確 10分
實驗
操作 實駿手段使用熟練 10分 \1 1* 倍 15 |i
實驗操作準確，失誤較少 10分
解釋結果 展示
匯報 實驗成果較佳 5分 1 7 6 [ ° 5
積極匯報并且展示效果較佳 5分
槪念
生成 實驗成果解釋合理準確 10分 闊 円 11 IC 17 治
捕捉實驗信息，生成新槪念 10分
評價
主體 評價過程全面 5分 q |o 彳 £ 1 &
評價內命客觀 10分
評價素養 評價
方式 小組內之間互評客觀準確 5分 |0 Io £ 7 3
小組之間互評促進發展 5分
總計 一 — 12 卩
4.3生活中常見的有機物一乙酸
4.3.1目標分析
本節內容選自人教版高中化學必修2第三章第二節“生活中常見的有機物一乙酸”。依 據課程標準“認識乙酸的結構及官能團特征”與“能依據實驗現象描述乙酸的化學性質，并 且學會鑒別乙酸與其他物質”的要求，本節課安排了 “乙酸分子結構、性質探究、及酯化反 應”等教學內容。本節課以生活中的食醋入手，從生活到化學，使學生從無機酸的特征出發， 歸納總結乙酸的酸性性質，再從實驗出發探究乙酸乙酯的形成過程，并且討論乙酸乙酯在生 活中的廣泛用途。本節內容通過5E教學模式的各個環節展開教學，將乙酸、乙酸乙酯等知 識充分與科學、技術、社會、環境結合，從生活學化學，從化學了解生活，達到對學生STSE 教育理念的滲透。
4.3.2思路分析
本節課教學內容設計如圖4-3示，首先通過生活中的酸性物質引起學生對“酸”的化學 性質的回顧，然后根據乙酸的球棍模型分析其結構，引導學生掌握乙酸的結構式，從而得出 乙酸的官能團，接著學生設計實驗，探究“乙酸、乙醇、苯酚”酸性的強弱，鼓勵學生分析 現象，得出醇、酸、苯酚三者甕基活性大小的結論，最后通過乙酸乙酯的視頻教學，向學生 講述“元素示蹤法”是如何探究乙酸乙酯斷鍵方式的，引導學生分析乙酸、乙醇酯化時的斷 -34 -
鍵方式，了解乙酸乙酯在工業生產及生活中的重要用途，以及向學生介紹工業上通常用“萃 取法”和“酯化法”處理乙酸的廢水，推動學生用理論知識思考和解決環境問題，教學內容 緊密聯系生活生產，教學環節層層遞進。
4.3.3教學過程
【教師提問】大家在吃青蘋果、檸檬時，有沒有發現它們的口 感有什么共同的特點呢？
【學生回答】這些食物都是酸性的。
【教師提問】思考一下這些食物為什么都是酸的呢？
【學生回答】學生猜測可能含有某種酸性物質。
【教師活動】教師向大家講解這是因為它們體內都含有一種物 質一乙酸。廚房里食醋的主要成分也是乙酸，那么這節課我們
就一起來探究乙酸的性質。
【教學策略說明一創設真實情境、引發認知沖突】
依據課程標準的要求，在中學階段關于乙酸的教學要求，首先要使學生掌握其酸性，掌 握乙酸與金屬、金屬氧化物、堿及鹽的反應的原理及會書寫其方程式。所以本堂課從生活中 的酸性物質導入，從學生熟悉的食醋入手，使學生了解乙酸在生活中的用途，對于后面的性 質探究做鋪墊。
教學環節
教學活動
設計意圖
探究環節
【過渡】引入“竣酸”的概念，使學生明白竣酸是一類物質的總 稱，促使學生討論對竣酸進行分類。
【學生活動】學生小組討論竣酸分類的不同標準。
【教師活動】教師鼓勵學生積極發言對按酸的不同分類，然后投 影乙酸分子結構三維立體動圖，同時現場給同學們展示乙酸結構 的球棍模型，促進學生的直觀認識。
球縣鎮鶴 比鑼模撫
【學生活動】學生觀察乙酸分子的結構，重點觀察乙酸分子的中 的官能團。
【教師活動】教師向學生介紹乙酸分子的官能團“竣基”，然后對 比輕基分析，乙酸分子之所以具有酸性，是因為輕基中的H容易
電離。
【實驗設計】教師向學生提供藥品，引導學生選擇合適的化學藥 品設計小實驗，證明乙酸具有酸性。
【實驗一】學生設計的可能的實驗方案如下：
方案一：向乙酸溶液中滴加藍色石蕊溶液觀察現象；
方案二：向乙酸溶液中滴加含酚駄的氫氧化鈉溶液；
方案三：向乙酸溶液中加入碳酸氫鈉粉末，觀察產生的氣體
能否使澄清石灰水變混濁；
【交流討論】學生積極討論，探究方案的可實施性。
【學生活動】學生分組進行實驗，仔細記錄實驗現象，探討實驗
中出現的問題。
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(1)教師引導學生 小組合作討論對竣 酸的分類，通過展示 各小組不同的分類 標準，深化學生對幾 酸的官能團"竣基” 的掌握，引導學生認 識“結構決定性質的 重要思想”。在引導 學生總結乙酸性質 的過程中體現科學 “S”層面的思想。
(2)在學生自主設 計實驗方案探究乙 酸性質的過程中，診 斷學生是否具備基 本的科學探究素養； 同時探究過程是以 小組合作的形式開 展的，通過這種形式
也促進了學生之間 的交往互動。這和我 們現在所提倡的新 型的學習理念是比 較符合的。
【教學策略說明一科學探究、合作交流】
教師首先向學生直觀的展示乙酸的球棍模型，通過直觀教具的演示，豐富學生的感性認 識，引導學生掌握乙酸分子的結構式，進而分析官能團“撥基”可能具有的性質，然后向學 生提供必要的實驗藥品，組織學生設計實驗驗證乙酸、碳酸、苯酚三者的酸性，然后引導學 生討論酸、醇、苯酚中輕基的活性，由具體到抽象，培養學生的抽象思維能力。
教學環節
教學活動
【過渡】探究環節之后，教師鼓勵學生嘗試運用自己對新概念的 理解組織語言，對探究結果進行分析、解釋。
【教師活動】我們已經掌握了乙酸中的官能團的特性，那請同學 們依據官能團的性質，分析乙酸除了酸性，還有什么特性呢？
【學生活動】學生分析得到由于撥基的影響輕基在一定條件下也 容易斷裂。
【教師活動】教師在學生對實驗結果討論之后，將“醇、苯酚、 竣酸”中輕基的活性進行比較，比較結果見下表。
設計意圖
解釋環節
酸、醇、酚輕基的化學性質對比整合
（1）在解釋環節，教 師引導學生從直觀 的實驗現彖入手分 析，再進行深入的理 論探究，通過這種從 直觀到抽象的學習， 培養學生“透過現象 看本質”的深度思維 方式。讓學生對新知 識做到’‘知其然，并 知其所以然”。
【教師活動】教師向學生播放乙醇與乙酸在濃硫酸作用下的實驗
視頻。并向學生介紹醇和酸的反應我們稱之為酯化反應。
【學生活動】學生對于酯化反應比較陌生，對于反應機理不太理 解。
【教師活動】教師投影乙酸和乙醇的結構，然后動畫模擬酯化反 應中醇和酸的斷鍵機理。
【學生活動】學生小組討論酯化反應的斷鍵原理，然后嘗試用自 己的語言表達酯化反應過程的反應機理，最后教師運用“同位素 示蹤法”直觀的向學生演示斷鍵的過程。
（2） 有機物的反應 過程是比較復雜的， 尤其對于結構的分 析至關重要，所以教 師運用動畫模擬的 方式促進學生對物 質結構的理解，培養 學生“結構決定性 質”的重要思想。
（3） 學生對實驗現 象進行科學解釋的 過程中，培養學生由 淺入深思考問題，體 現STSE教育理念中 科學“S”的思想。
【教學策略說明一學生表達、教師補充】
本環節教師鼓勵學生依據探究結果，列表比較醇、酸、苯酚中羥基的活性，然后根據酸 性強弱對其化學性質比較，引導學生學會透過現象看本質。接著通過多媒體播放乙酸乙酯的 制備實驗，鼓勵學生積極發言探討乙酸、乙醇的斷鍵和成鍵的原理，依據學生的課堂表現, 教師對學生的回答做出補充，引導學生學會運用科學正確的化學用語表述問題。
【教師活動】在探究了乙酸的結構與性質之后，引導學生可以將 學習乙酸化學性質的方法、態度、原理等遷移到學習孩酸這一類 物質上來。同時教師再次強化復習乙酸的官能團及所對應的化學 性質，然后將乙酸分子的1個a—H換成姪基“R?”，逐步提示學 生推斷歸納撥酸的化學性質。
【學生活動】學生根據教師展示的竣酸分子結構示意圖探討竣酸 分子的化學性質，學生推斷總結出竣酸分子也是一種弱酸，滿足 酸的所有化學性質。
【教師活動】在歸納總結了竣酸的性質后，通過多媒體視頻教學 讓學生了解乙酸廢水對環境的影響，然后鼓勵學生思考處理乙酸 廢水的方法。
【學生活動】學生依據乙酸的化學性質，提岀可以用堿性物質來 中和乙酸；
【教師活動】醋酸是一種比較常見的工業原料，在很多化工生產 中均有應用，在生產過程中會產生大量的工業廢水，為了解決污 染問題，工業上一般采用“萃取法”和“酯化法”，然后引導學生 從斷鍵的角度分析原理。
【學生活動】學生對處理乙酸廢水的“萃取法”和“酯化法”討 論分析，依據己經具備的知識基礎分析其優缺點。
【教學策略說明一學生遷移、解決問題】
在遷移環節，教師鼓勵學生從乙酸的性質出發，總結歸納竣酸類物質的性質規律，再回
到當前社會存在的“乙酸廢水”的環境問題，鼓勵學生思考提出解決此問題的方案，再引導 學生討論分析為什么工業上一般用“萃取法”和“酯化法”處理乙酸廢水，將乙酸、乙酸乙 酯的學習與環境、社會、生活聯系起來，促進學生對知識實用性的理解。
教學環節 教學活動 設計意圖
【教師活動】教師引導學生從乙酸的性質出發看按酸的化學性 質，讓學生體會官能團在有機化學學習中的重要地位，同時了解 有機反應是復雜的，往往伴隨著很多副產物的發生。
【學生活動】學生通過自評、互評等方式敘述乙酸的主要化學性 質，同時在回顧知識的過程中，診斷自己對于竣酸結構的理解程 （1） “評價”是貫穿
度，這對于學生理解和掌握課堂重點內容是非常有效的一種課堂 于整個教學過程的，
評價環節 總結。 在課上教師就要注
1百觀:犒訛芟超;勾絡;迄第竝僦關他旳.砒爼說. 意培養學生自評和
互評的習慣，讓學生
&馥十曄賤矽埜釀＞ 21離＞律酸〉翼 在課堂中學會傾聽、
1 -他H（癱J； S 瑙阪瓦（酸脫衽1©詡斶） 觀察和評價。
【教師活動】教師通過學生評價有效掌握學生的學習情況，了解 學生還存在哪些困惑，也使教師對于自己的課程計劃有一定的調 整。最后教師運用課堂觀察量表對學生的課堂表現做出評價，以 鼓勵性原則為主，評價學生的課堂整體學習情況。
【教學策略說明一評價多樣化】
評價環節要以促進學生的發展為目標展開，引導學生通過自評、互評等方式，反思總結 自己對本節課所學內容的掌握情況，并且鼓勵學生將乙酸的相關內容與科學、技術、社會、 環境等方面結合起來，談談乙酸和乙酸乙酯在我們生活中的用途，密切學生與社會生產生活 的聯系，培養學生的科學態度與社會責任。教師依據課堂觀察量表對學生的課堂整體表現做 出評價。
4.3.4教學評價與反思
在此案例教學過程中，教師通過課堂觀察和課后教學實錄視頻回放對六個團隊的表現進 行打分評價，如圖44所示。通過量表可以發現本節課學生的整體表現都有所提升，團隊之 間配合良好，能夠有效利用教師提供的信息。但是由于平日實驗操作較少，在本次學習活動 中，仍然存在實驗操作不規范或是失誤的現象。總體而言，學生對于這種課堂教學模式表現 出濃厚的興趣，同時學生設計探究方案的過程中也達到了 “合作學習、知識遷移應用、實 驗條件選擇與設計”的預期目標。但遺憾的是受到時間、藥品、裝置的限制，各團隊的探究 過程不夠充分。
圖4-4 “生活中常見的有機物一乙酸”課堂觀察量表
課題：生活中常見的有機物一一乙酸
一級觀察
指標 二級觀
琪指標 評判標準 分值
劃力 小
紐
1 小
組
2 小
3 小
組
4 小
組
5 小
組
6
團隊合作 團隊
配合 組內盛員之間的配合程度 5分 q 10 2 q & 1
團隊氛甩活躍，情緒狀態良好 5分
科學探究 思路 探究思路方向準確 5分 q |0 8 q q
實酸原理實驗目的清晰明確 10分
實臉
操作 實臉手段使用拓練 10分 n IS H 15 16
實臉操作準確，失誤較少 10分
解釋結采 展示
匯報 實驗成呆較佳 5分 8 & 7 1
積極匯報井且展示效果較佳 5分
概念
生成 實驗成果解釋合理準確 10分 IS H 16 H 11
捕探實驗信思，生成新機念 10分
評價素養 評價
主體 評價過程全面 5分 11 13 11 II 12
評價內容客觀 10分
評價
方式 小組內之間互評客觀準確 5分 q q & lo q 1
小組之間互評促進發展 5分
總計 —一 — *3 SI 7彳 18 73
4.4基本營養物質一蛋白質
4.4.1目標分析
本節內容選自人教版高中化學必修2第三章“有機化合物”第四節“基本營養物質一蛋 白質”。依據課程標準“知道蛋白質的組成與主要性質”、“認識蛋白質在日常生活中的應用”， 本節內容依托5E教學模式設計教學案例，通過5E教學模式的各個環節向學生滲透蛋白質 在日常生活、社會發展、環境治理、及科學技術手段方面的重要應用，達到對學生關于該主 題的STSE教育理念的落實。教學從學生日常生活入手，先介紹了蛋白質的水解反應以及在 人體中的重要作用，接著分析了蛋白質中的官能團，對蛋白質官能團的性質進行了推測與判 斷，重點學習了蛋白質的特征反應和應用。生命離不開營養物質的支持，為引導學生深入了 解蛋白質的結構與性質，教科書首先介紹了蛋白質的組成，深入分析蛋白質的結構與特征， 幫助學生建立化學與生活的緊密聯系，為選修五《有機化學基礎》做知識鋪墊。
4.4.2思路分析
在“基本營養物質—蛋白質”的案例教學中，依據5E教學模式的各個環節設計教學內 容，首先以洗發水的產品介紹引入氨基酸和蛋白質，然后通過多媒體向學生展示氨基酸的結 構示意圖，使學生對氨基酸中的官能團“氨基”和“按基”的性質有一定的了解，然后引導 學生用不同顏色的繩子表示氨基酸的鏈，組織學生討論氨基酸是如何形成蛋白質的。最后教 師向學生提供蛋白質在環境檢測方面的資料，使學生了解蛋白質在治理重金屬污染方面的重 要作用，密切學生與社會的聯系，增強學生的社會責任感。
圖4-5蛋白質教學案例設計思路
4.4.3教學過程
教學環節 教學活動 設計意圖
參與環節 【多媒體視頻1】播放學生熟悉的洗發水的產品介紹。
【教師活動】教師提問：（1）為什么產品介紹說該洗發水能夠 修復發質？ （2）為什么廣告要特別強調說洗發水中含有氨基 呢？
【學生活動】學生觀看視頻后、思考討論（聯系生活實際）自 己平時喜歡用哪種洗發水，有學生說：頭發的成分主要是氨基 酸，有學生說：頭發的成分主要是蛋白質。
【多媒體視頻2】超市中富含蛋白質的各種食品，畫面上促銷人 員熱情向顧客解釋說某某食品是高蛋白食品，含某某氨基酸， 營養豐富等等。
【教師活動】組織學生討論視頻內容。
【學生活動】學生就促銷人員說的蛋白質和氨基酸進行討論， 辨析蛋白質和氨基酸的關系。 （1）從學生非常熟悉 的生活現象導入新課， 激發學生的學習興趣， 引導學生認識蛋白質 在維持人的基本生命 活動中的重要作用，開 闊學生的學習思維。體 現STSE教育理念中社 會“S”層面的思想。
【教學策略說明一創設真實情景、引發認知沖突】
參與環節是5E教學模式的起始環節，從學生熟悉的社會情景導入，拉近學生和新知識
的距離感，讓學生體會“氨基酸”和“蛋白質”之間的關系，從而引發學生的認知沖突，為
探究環節作鋪墊。蛋白質是維持我們生命活動的基本物質，與我們的生活息息相關，所以借 助5E教學模式設計案例，深挖隱含的STSE內容，達到對學生STSE教育理念的滲透。
【教學策略說明一科學探究、合作交流】
此環節是5E教學模式的主體環節，通過教師的演示實驗和學生的合作探究實驗，引導 學生對氨基酸脫水成鏈的過程從表象到抽象進行深刻認識，尤其在小組合作模擬氨基酸斷鍵 的過程中，促進學生對氨基酸結構的深刻認識，引導學生在合作探究和交流中主動掌握知識, 培養學生的團隊合租精神。
教學環節 教學活動 設計意圖
解釋環節 【教師活動】教師首先就蛋白質這一節內容涉及到的專業名詞 向學生進行詳細、科學的解釋，比如：氨基酸之間脫水形成的 鍵叫肽鍵，多個氨基酸以肽鍵連接成的鏈狀結構叫多肽鏈。然 后引導學生對上述知識進行表述、總結。
【學生活動】學生通過組內交流、組間討論，以及在教師的幫 助下，得出以下結論：
1.蛋白質的結構單位是氨基酸。
2.組成蛋白質的氨基酸都為a氨基酸，都有a氨基和a竣基。 不同氨基酸之間的差別就在R基團上。
3.蛋白質中的氨基酸之間以肽鍵相連，是上一個氨基酸的氨 基與下一個氨基酸的G基脫水而成。
4.多肽鏈有兩端，一端有自由o氨基，另一端有自由。竣基。 分別叫N末端和C末端。 (1)解釋環節是獲得 新概念的重要環節， 這一環節教師鼓勵 學生用自己的理解 闡述他們對新概念 的認知并相互交流， 再通過抽象概括形 成一種科學認識，體 現了 STSE中科學
“S”的教育思想。
【教學策略說明一學生表達、教師補充】
探究活動之后，教師組織學生討論氨基酸是如何形成蛋白質的，并鼓勵學生運用直觀的 語言表述這個過程，教師依據學生的描述，對于學生表述或者理解不準確的內容進行補充, 完善學生的回答，重點在于要幫助學生理解“肽鍵”、“肽鏈”這種化學術語，引導學生運用 準確的化學術語再次表述氨基酸脫水形成蛋白質的過程。
教學環節 教學活動 設計意圖
(1)遷移環節主要
【教師活動】那么含有氨基酸的洗發水為什么能有效修復受損 通過設置與新概念
的頭發？ 相關聯的社會情境，
提示：頭發和皮膚一樣，也是由膠原蛋白組成的。膠原蛋白主要 一方面使學生從蛋
遷移環節 控制著頭發的粗細、彈性和潤澤等。頭發之所以干枯分叉，暗淡 白質的結構出發了
沒有光澤，主要是因為頭發中的膠原蛋白流失所致。 解蛋白質在生產中
【學生活動】學生思考并積極探討此原理。 的應用，另一方面，
【教師活動】教師利用多媒體向學生展示蛋白質在環境污染檢 通過對新情境的解
測方面的資料。 釋，強化學生對概念 的理解，以及知識的
【資料一】
磷酸化蛋白質組學技術的發展及其在環境毒理研究 中的應用 梁曾芳'，趙吉'，査金苗"，王子鍵'
>■ 環縝與朱炭.》?和灑"5002!
2.中SW*ttS.K£MI»?R申心玄用水揺#號找#•?點實撿救‘北滾l«X«J
3- “浚科學膠生態砂雖5!申心環填水attDKX*A1CStX.北京«««« ««018； 20154)6-24 «a BJB： 2015-00-17 *«H1B M1S-O0-J7
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t»»^：O253 £*>«( 20»6)02 ->«-15 中B4*Jt號:Xi32 丈tt標iRR: A
【資料二】
蛋白質組學在環境毒理學中的研究進展
歐檸液'，任曉倩張海軍'"，B5'.宋肖姦'，羅云"，張保琴'，陳吉平"
I.牛SU4學毆大連化學檢理朗只所.<?>««*«分M分析化學BAXttX.XS H&O3
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鋼美：豪白質0學是系找生物學的食要18成部分.它以整體?動奈和定■的康刻耒碼究各種蚩白股的功隹.系線堆分街生徇體 內責白険表達.*白YI白相英作用稻■洋后■悅等特征.巳廉為后鼻因娥時代不可咸袋於分折工員愛白術貝為高 通■的的禹效快撞的定■分析學技術J£弟于環圾■理學研災.可從愛白
性化合狡務機體的壽性作烤軌制.并從中算送出典有較離槍畀《!和高典酸反的建白標£物，為污染軟的健康風笑評估提供歎 水文修建了矍白履他學技術的左要硏兜方法研究JR餓粒住環境■理學研究中的應用
技術在■余舄和有扭化合物尤具基挎久性有機蕪$檢{ FOB) ■性詳估中的應用•
關"詞：重金翼：寺機污綸總；空氣污型，n白履爼學 環境*理學
文*»^： I6?3-K»7{M2O)44)S^| 中圖分矣號：XES 文|«標漢碼：A
【學生活動】學生了解到蛋白質不止是人類生命活動的重要物
質，同時在治理重金屬污染方面也有重要的作用。
【教學策略說明一學生遷移、解決問題】
這一環節教師向學生展示蛋白質在環境污染檢測方面的資料，引導學生認識蛋白質工程 在治理環境污染的領域里發揮著重要作用，比如一些動物、植物的細胞中有一種金屬硫蛋白， 它們能與鎘、汞等重金屬結合，可以提高污染治理的能力。同時向學生普及蛋白質工程還能 大幅度提高農作物產量，比如研究者發現一種氧合酶能使植物的光合過程加快，提高農作物 的經濟效益。深化學生對“綠色化學”的認識。
教學環節 教學活動 設計意圖
評價環節 【教師活動】教師引導學生從生活入手，理解蛋白質的性質和 用途，再總結梳理本節課的知識要點，促進學生對有問題的知 識點進行組內商討。
【學生活動】以小組為單位，探討本節內容的相關知識點，評 價蛋白質相關內容與社會生產、生活、環境等方面的聯系，通 過自評或者互評的方式，診斷自己對本節內容的掌握情況，學 會從整體評價自己和別人的課堂表現。 (1)首先組織學生的 自評和互評，注意引導 學生的評價要從多個 方面展開，而且評價要 以診斷和鞏固為主，要 以發展和提高學生學 習的主觀能動性為主。
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【教師活動】學生最終成績由自我評價、小組評價和教師課堂 觀察量表等三方面評價綜合評定。
【教學策略說明一評價多樣化】
評價環節主要包括教師運用課堂觀察量表對學生在課堂各個環節的整體表現做出評價, 以及學生就本堂課知識的理解以及課堂感受進行互評和自我評價，在學生互評和自評的過程 中要注意不止是對知識掌握情況的評價，更重要的是將蛋白質與科學、技術、社會、環境之 間聯系。
4.4.4教學評價與反思
比起前面兩個案例，“探究蛋白質的性質與結構”課程更注重學生在理論上對蛋白質結 構和組成的分析，實驗操作環節較少，而且通過前面兩個案例的教學，學生對于這種課堂教 學模式的學習過程有了 一定的基礎。教師通過課堂觀察和課后教學實錄視頻回放對六個團隊 表現進行打分評價，如圖4-5所示。通過觀察量表可知，學生在整個課堂學習過程中團隊積 極討論、成員參與率高、探究思路清晰、最終都得到了較佳的成果。融合STSE教育理念的 5E教學模式的課堂教學效果良好。
圖4-5 “基本營養物質一蛋白質”課堂觀察量表
課題：基本營養物質一一蛋白質
一級觀蔡
指標 二級觀
察指標 評判標準 分值
劃分 小
組
1 小
組
2 小
組
3 小
4 小
組
5 小
組
6
團隊合作 團隊
配合 組內成員之何的配合程度 5分 10 I0 q (0
團隊疚田酒躍.債緒狀遊良好 5分
科學探充 探兜
思路 揀兜思路淸斷，方向準確 5分 艸 I3 11 12 II
實驗原理實翱目的清晰明確 10分
實驗
操作 實驗手段使用熟練 10分 17 工 16 艸
實驗操作準確，失渓較少 10分
解釋結果 展示
匯報 實驗成果較佳 5分 q q |0 g S
積極匯報并且展示效果較佳 5分
概念
生成 實駭成果解釋合理準確 10分 n n 11 U
捕提實駿信總，生成新槪念 10分
評悅素養 評價
主體 評價過程全面 5分 12 艸 13 )1 4 13
評價內容客觀 10分
評價
方式 小組內之間互評客觀準確 5分 ¥ ¥ 8 |0 q
小絹之間互評促逬發展 5分
總計 一 — 10 11 S5
4.5教學實踐反饋
通過設計教學、實踐教學、回顧教學視頻錄像等方式，對師生的互動情況、生生團隊合 作的探究活動、及課堂教學氛圍進行分析，發現在案例實踐過程中，學生情緒飽滿、紀律良 好，課堂氛圍活躍，師生之間平等交流、積極討論。同時學生能夠積極主動的基于真實的問 題情景以小組合作的方式展開探究活動。比如在“乙酸”的案例教學中，由于學生在前一節 課已經學習過了乙醇的結構與性質，具備從結構式的角度分析不同有機物化學性質的能力, 能夠做到學以致用，所以學生能夠依據教師多媒體所展示的球棍模型和比例模型總結歸納出 乙酸的結構式和官能團，并且在乙酸酸性的探究活動中，各小組都能夠積極的從不同角度出 發設計出多種實驗方案，而且對于實驗原理也比較清楚，真正實現學生的主體地位和教師的 指導作用，完成教學任務。
以5E教學模式設置的教學環節考慮了 STSE教學內容的整體性和難易程度，從“情境 創設”、“活動探究”、“概念解釋”、“新知遷移”及“素養評價”五個環節分別向學生滲透與 課堂教學內容有關的科學、技術、社會、環境方面的知識。通過觀察實驗班與對照班的課堂 表現，發現實驗班學生在知識的掌握上更具豐富、靈活，在技能上學到了一些常用的研究手 段和方法，在態度上對科技與環境之間的矛盾也有了一定的認識。所以在高中化學教學中通 過5E教學模式向學生滲透STSE教育理念確實能對學生的學科核心素養尤其是“科學態度 與社會責任”素養的形成起到積極的促進作用。
第五章教學實踐效果分析
在案例教學過程中通過觀察學生課堂表現可預估本研究主題的教學模式初具成效。但 具體效果如何以及論文研究的目的是否達到還需進一步的研究證明。因此本章就這個問題 展開闡述，對于學生以問卷調查的形式對比融合STSE教育理念的5E教學模式的課堂教學 前后學科核心素養生成、解決問題能力等的變化；對于該班的化學教師進行訪談，就其以旁 觀者的角度聽完這三次教學案例后的感受進行了解。并利用SPSS 20.0軟件對實踐后所得問 卷數據、訪談情況、成績進行分析。通過這兩種研究方式，并結合每次案例實施后的評價與 反思，得出借助5E教學模式實施STSE內容的教學效果。
5.1問卷設計
本論文實踐部分將兩個實習班級分為實驗班和對照班進行實踐。根據前期調研發現該中 學化學老師大多采用傳統的言語講授法，教學模式單一，忽視教學理念的滲透，教學評價側 重考試成績。本次實踐要首先對實驗班的學生簡單介紹“5E教學模式”和“STSE教育理念” 的內涵，同時在設計案例時要充分考慮學情。在案例實踐后，對實驗班的學生進行問卷調査， 同時對實驗班和對照班的學生進行紙筆測試。通過分析實驗班學生的調査問卷進一步說明融 合STSE教育理念的5E教學模式在提升學生學科核心素養、培養實驗探究能力等方面的重 要意義，同時通過實驗班與對照班的試題測試結果，說明這種新型的教學模式在提高學生的 學習成績，培養學生的學習能力方面也有一定的積極影響。調查問卷的目的與意圖如表5-1 所示。
表5-1后測問卷調查目的與意圖說明
題目序號 調査目的與意圖 選項性質
1、2、3 了解學生對通過5E教學模式滲透STSE理念課程的認可程度 單選
5、8 了解學生通過該模式的課程對知識的理解程度是否提升
4、 6、 10 了解學生通過該模式的課程對其學科核心素養的影響情況
7、9 了解學生通過該模式的課程對個人學習品質的養成情況
5.2實踐過程
本研究選擇的對象是銀川市某高中，為了保證實踐活動能夠順利開展，在實習的第一個 月內，與實驗班和對照班的學生一起上化學課，了解學生的興趣愛好、行為習慣，并對班內 學生摸底調查，了解學生的知識基礎和能力發展水平。對所選擇的探究實驗進行多次的預實 驗，準備實驗的相關儀器、藥品等進行后期的學生實驗。
準備階段結束后，在實驗班進行融合STSE教育理念的5E教學模式的教學，主要包括 “水果電池的制作”、“生活中常見的有機物一乙酸”、“基本營養物質一蛋白質”。實踐內容 用6個課時完成，三個教學案例各占2個課時，在教室進行案例的實施，并且依據學生的特 點把班級學生分為六組，每組9-10人。尤其在“探究環節”，教師要引導組內成員明確責任 和分工，合作完成探究過程，最后先組內討論分析探究結果，然后向全班同學展示交流。
5.3調查問卷結果統計與分析
本研究的實踐部分包括對照班與實驗班兩個班級，在實施案例之前就學生關于“5E教 學模式”與“STSE教育理念”的了解情況進行現狀調查，在分析調查結果的基礎上提出本 研究所構建的案例設計標準和實施原則。對照班采用傳統的教學模式，實驗班采用本研究所 構建的融合STSE教育理念的5E教學模式。案例實施后，向實驗班發放后測調查問卷，整 理分析問卷數據，說明學生在案例教學之后，對5E教學模式、STSE教育理念的認知更加 清晰，同時對課堂滿意度等方面都有所提高。
5.3.1信度分析
實驗班后測調查問卷共十一道題，為進一步檢驗問卷結果的一致性，對問卷的數據利用 SPSS20.0軟件進行信度分析，每道題答案分為五個等級并進行賦值，分別為完全符合（5分）、 符合（4分）、不確定（3分）、比較不符合（2分）完全不符合（1分）。
Cronbach'sAlpha系數表示問卷信度，可以測量調查問卷內部的一致性。利用SPSS20.0 軟件對問卷信度統計發現，問卷的Cronbach'sAlpha系數為0.897,大于0.7,說明調查問卷 內部具有高度可靠性。
5.3.2效度分析
借助SPSS20.0軟件對實驗班的調查問卷進行效度分析,對量表進行KMO檢驗和Bartlett 球形檢驗，得到如表5-2所示的數據。由此，本研究的量表效度很高，效度檢驗中KMO系 數為0.883,大于0.5, Sig為0.000,小于0.005。因此適合用作因素分析。綜上，說明此次 調查問卷的數據客觀真實、有效，可以用來研究。
表5-2 KOM和Bartlett的檢驗
取樣足夠度的Kaiser-Meyer-Olkin度量 0.883
Bartlett的球形檢驗近似卡方 256.923
Df （自由度） 68.000
Sig （顯著性水平） 0.000
5.3.3問卷結果分析
本調查問卷旨在通過融合STSE教育理念的5E教學模式的教學之后，了解學生對STSE 教育理念的認知情況、學生對融合STSE教育理念的5E教學模式的接受程度，以及學生的 課堂滿意度、個人品質、學科核心素養等的提升情況。
(1)學生對通過5E教學模式滲透STSE理念課程的認可程度
表5-3學生對通過5E教學模式滲透STSE理念課程的認可程度
(2)學生通過該模式的課程對知識的理解程度的提升情況
通過表5-4的數據分析得到：第五道題中有77%的學生認為通過這種模式的學習拓展了 他們的知識深度與廣度，有13%的學生態度不明確，10%的學生不認可這種模式能夠提升他 們對知識的理解；第八道題中有80%的學生認為通過這種模式的學習使得他們對于新概念 的認識更加具體，10%的學生態度不明確，10%的學生不同意這種模式對他們新概念學習的 幫助作用。
總結：這兩道題可以歸納為調査學生通過該模式的課程學習對知識的理解程度是否提升, 通過對問卷數據整理分析，得出大多數學生認為這種教學模式可以提高他們對新知識的理解, 使得他們對新概念和新知識的認識更加具體，增強了他們對于新概念、新知識的理解程度。 約10%的學生對這一方面沒有特別明顯的感受，需要為期更長的實踐使得這一理念滲透到 學生的日常學習中，加深他們的感受。分析學生不認同的原因可能有以下幾方面：①實踐周 期短，學生的感受不明顯；②STSE理念的傳遞不夠多樣化，學生產生了視覺和聽覺的疲勞， 影響了學生的學習狀態；③課堂教學內容設置的不合理，尤其引入或者遷移環節的內容與學 生的現實生活存在差距，從而影響了學生的學習興趣。因此在日后的課堂教學中，對于STSE 內容的選擇要盡量貼近學生實際，教學內容的設置符合學生的發展要求，通過多樣化的方式 呈現內容。
(3)學生通過該模式的課程對其學科核心素養的影響情況
表5-5學生通過該模式的課程對其學科核心素養的影響情況
題目 選項 百分比
E.完全不符合
A.完全符合
B上匕較符合
C.不確定
D.比較不符合
E.完全不符合
A.完全符合
B上匕較符合
C環確定
D.比較不符合
E.完全不符合
通過表5-5分析數據：第四道題中有74%的學生認為這種教學模式能夠促進他們從宏觀 現象與微觀實質角度理解知識，10%的學生對此持中立態度，16%的學生認為他們對此感受 并不深刻；第六道題中有81%的學生認為這種教學模式對于他們的推理能力和實驗感知能 力有所提升，12%的學生態度不明確，7%的學生對此表示沒有太大的影響；第十一道題中有 88%的學生認為這種教學模式對于他們社會責任感的教育有很大的意義，7%的學生持中立 的態度，5%的學生表示這種模式對他們的社會責任感并沒有太大的沖擊。
總結:上述三道題可以歸納為調查學生通過該模式的課程對其學科核心素養的影響情況, 通過對問卷數據的分析，大部分學生認同這種教學模式對他們學科核心素養的提升，尤其在 培養社會責任感方面。當然還有少數同學對此持不同意的態度，可能原因如下：①學科核心 素養的提升需要長期的滲透，學生需要更長的時間適應這種模式，從而體會其中滲透的素養 內容；②學科核心素養是比較抽象的，學生對學科核心素養內容的理解存在一定的差距。因 此，對于學生學科核心素養的提升要打好持久戰，同時在教學中要有意識的融入。
(4)學生通過該模式的課程個人學習品質的養成情況
表5-6學生通過該模式的課程個人學習品質的養成情況
E.完全不符合
通過表5-6數據分析：第七道題中有72%的學生認為通過這種模式的學習他們認識到了 科學探究的重要性，16%的學生對此態度不明確，12%的學生表示他們并不是很認可這種觀 點；第九道題中有83%的學生認為這種教學模式使他們與同伴的交流更加密切了，培養了他 們的團隊協作能力，當然有7%的學生并不認同這一觀點，10%學生表示他們并不清楚這一 模式對他們的獨立思考與團隊合作能力是否有提升。
總結：上述這兩道題可歸納為調查學生通過該模式的課程學習對她們個人學習品質的養 成情況。大部分學生都認可這種教學模式對于他們個人學習品質的養成有一定的作用，并表 示這種教學模式對于提高他們對科學探究的認識具有非常重要的作用，還認為這種教學模式 最突出的是促進了同學之間的交流，增進了友誼。當然有一少部分學生表示這種教學模式對 于他們的個人品質沒有提升，可能的原因歸納如下：①這部分學生的課堂參與率低，尤其在 探究環節，并沒有真正的參與到小組的探究活動中，導致他們在這一方面沒有明顯的感受； ②這部分同學在探究環節總是依賴組內成員來完成，所以他們對科學探究的認識并不深刻。
綜上：通過后測調查問卷的數據分析，得出融合STSE教育理念的5E教學模式在中學化 學課堂教學中具有非常突出的作用，尤其在培養學生的“科學探究與創新意識”、“科學態度 與社會責任”素養方面有非常積極的影響，同時這種教學模式有利于學生建構新的知識體系， 促進課堂教學與科學、技術、社會、環境等方面的聯系，培養學生的社會責任感。
5.4學生成績結果統計與分析
為進一步檢驗融合STSE教育理念的5E教學模式的實施效果，在問卷調查的基礎上對 兩個班進行試題測試，然后進行試題成績分析。
試題分為選擇題和非選擇題兩部分，選擇題共8道，非選擇題共3道，總分值50分。 試卷題目較少，難度適中，以考察以STSE教育理念為背景的基礎知識為主。測試內容主要 涉及原電池、乙酸、蛋白質的相關考點。
共發放試卷112份，其中實驗班發放試卷55份，對照班發放試卷57份，回收112份， 有效試卷112份，有效率100%。
(1)描述性統計分析
通過SPSS20.0對實驗班和對照班的成績進行分析，得到兩個班的平均分、極大值、極小 值、標準差等，具體數值見表5-7。
表5-7測試成績描述性統計
N 最大值 最小值 平均值 標準偏差 及格率(%)
實驗班 55 49 36 42.98 3.356 100
對照班 67 46 24 40.71 3.874 92.0%
從表5-7中的描述性統計數據可以得到：實驗班的平均成績比對照班高2.27分，實驗班 的標準差小于對照班，而且實驗班的及格率為100%,由此說明融合STSE教育理念的5E教 學模式在課堂教學中具有一定的積極作用，能夠強化學生對知識的理解和掌握，提升學生的 學習能力。
(2)正態性檢驗
正態性檢驗數據如表5-8所示，可以發現兩個班的Sig (0.200* )均大于0.05,說明評 分較為合理，符合正態分布。又因為實驗班的標準差小于對照班說明，說明實驗班的成績較 為穩定。
表5-8正態性; 檢驗
班級 Kolmogorov-Smimova Shapiro-Wilk
統計量 df Sig 統計量 df Sig
實驗班 0.079 41 0.200 * 0.978 41 0.581
對照班 0.077 43 0.200 * 0.978 43 0.574
(3)獨立樣本檢驗分析
用SPSS20.0軟件對兩個班的測試成績進行獨立樣本檢驗分析，檢驗均值的差異是否具 有統計學意義，結果如圖5-9所示。根據獨立樣本t檢驗結果可以說明兩個班的成績存在顯 著性差異，具有統計學意義，因此實驗班的成績優于對照班。
表5-9獨立樣本檢驗分析
萊文方差等同性檢驗 平均值等同性t檢驗 差值95%置信
區間
F 顯著
性 t 自由
度 Sig 均值
差值 標準誤
差差值 下限 上限
假定等方差 0.698 0.407 2.216 80 0.030 1.792 0.808 0.182 3.398
不假定等方差 0.227 79.98 0.029 1.792 0.803 0.191 3.390
5.5教師訪談
5.5.1訪談對象
案例實踐后，對實驗班的原始化學教師進行訪談。通過聽課教師從旁觀者的角度進一步 了解該教學模式的教學效果以及學生的學習狀態的轉變。
5.5.2訪談目的
通過聽課教師對學生課堂表現的評價以及教師實施過程的關注度進一步獲取對融合 STSE教育理念的5E教學模式在高中化學一線教學中應用的意見和建議。
5.5.3訪談內容
本次訪談是在三次教學案例實踐后進行，側重于該班原始化學教師對學生表現的評價、 對三個具體案例的評價以及對本研究主題的應用意見，具體訪談內容如表5-10所示。
表5-10訪談提綱及訪談對象回答概況
訪談問題 設問意圖 回答概況
1 你覺得在這三次教學活
動中您的學生整體表現
怎么樣呢？ 從旁觀者角度了解 學生在融合STSE 教育理念的5E教 學模式課堂中的表 現。 首先，最直接的感受是學生在課堂中更加活躍了， 能夠集中注意力，跟著老師的引導思考。其次，學 生在分組探究活動中積極參與。可能這種上課方 式比較新穎，貼近學生的生活，所以表現出濃厚的 興趣。
2 您覺得這三個案例在實
施過程中有哪些需要改
進或者完善的地方？ 了解一線教師對本 次教學活動的評 價，幫助進行改進 和反思。 課堂時間較短，學生的探究活動不是特別充分，延 長學生的探究時間可能效果會更好一些。而且學 生團隊成員較多，主動性差的學生的參與率不高， 合理分組，讓每個學生都能積極參與其中。
3 以您多年的教學經驗，您 覺得這種教學模式能否 在今后的教學中長期應 用？ 獲得一線化學教師 對于這種學習模式 應用到實際教學中 的建議。 我覺得這種教學模式能夠充分發揮學生的主觀能 動性，達到學生對知識的綜合應用，在今后的教學 中可以嘗試使用。不過這種教學模式對于知識的 綜合性要求較高，需要學生具備一定的知識基礎， 并不適應于所有的學生，而且可能會使學生的兩 極分化現象更為嚴重。
5.6實踐結論
通過對實驗班和對照班采用不同的教學模式進行案例實踐以及學生反饋,發現采用融合 STSE教育理念的5E教學模式進行課堂教學能夠有效的培養學生“科學態度與社會責任” 的學科核心素養。通過對兩個班級的學生進行預評估、問卷調查及學習效果的檢測，發現實 驗班的學生課堂氛圍活躍、學生的學習狀態普遍較好，而且豐富多樣的學習活動讓學生的思 維得到了發展，知識建構和教學實施取得了良好的效果。通過對后測問卷進行不同維度的結 果分析，發現實驗班的學生對原電池、乙酸、蛋白質等知識的理解程度要高于對照班，說明 本研究提出的案例設計標準、實施原則對于促進學生對知識的深入理解、提高學生對知識的 分析、綜合、應用程度以及促進學生對自我和同伴的評價能力方面有一定的效果。
通過教師訪談，從實踐對象的原始化學老師視角觀察學生在本次實踐中的變化，再次證 明證明融合STSE教育理念的5E教學模式的課堂教學能夠充分調動學生學習探究的熱情， 促進學生探究能力、問題解決能力的發展。綜合而言，這種融合STSE教育理念的5E教學 模式在一線教學中可以適當適時的推廣開展。
教學實施的亮點如下：在實驗探究環節，鼓勵學生自主設計實驗方案，并且實驗探究活 動緊密聯系科學、技術、社會、環境等內容，發展思維能力，激發了學生的學習興趣；解釋 環節的設置有效的發展了學生的抽象思維，促進了學生對新概念的有效建構，有利于學生整 合知識架構，促進對知識的遷移應用；評價環節基于發展性、整體性及主體性原則展開，運 用多樣化的方式對學生的課堂整體表現做出評價，促進學生的全面發展和個性發展。
第六章結論與展望
通過理論研究與實踐研究證明了融合STSE教育理念的5E教學模式在高中化學課堂教 學中應用的可行性和有效性，構建了該教學模式的教學模型并以三個案例進行實踐說明。本 章將對論文研究的主要結論進行詳細總結，希望為廣大一線化學教師進行STSE內容的教學 提供一定的參考意見。
6.1研究結論
教學模式的發展推動課堂教學的變革，5E教學模式與STSE教育理念的融合貼近實踐 教學的改革，同時化學學科知識的特點也促使5E教學模式與STSE教育理念不斷融入新的 元素。在教育不斷改革的背景下，從5E教學模式發展的角度岀發進一步尋找5E教學模式 與STSE教育理念結合的契合點，設計有效的實踐案例以證明融合STSE教育理念的5E教 學模式的有效性，明確融合STSE教育理念的5E教學模式的案例設計標準和實施原則，構 建應用該模式進行課堂教學的教學模型。理論和實踐研究的具體結論如下：
(1)STSE教育理念與5E教學模式融合具有研究價值與推廣價值
在理論研究部分，通過對新課標、新教材及高考化學試卷的研究，發現高中化學教學越 來越重視知識與科學、技術、社會發展和環境的聯系，教育理念從掌握知識向發展解決實際 問題的能力方向轉變，而且關于STSE教育理念在新課標、新教材中都有明確的教學要求。 通過文獻研究法發現5E教學模式是以科學探究活動為主體的一種課堂教學模式，而STSE 教育理念也是以探究活動為手段展開教學的，因此找到了 STSE教育理念與5E教學模式結 合的契合點，同時依據理論研究可得，在課堂中借助5E教學模式進行STSE內容的教學具 有一定的價值，可以豐富課堂教學方式，促使“科學探究與創新意識”、“科學態度與社會責 任”等核心素養的落實。在實踐研究部分，通過學生在課堂教學中表現出的較高學習熱情和 取得的較佳學習效果，以及一線教師對該課堂教學的肯定，再一次證明了融合STSE教育理 念的5E教學模式具有推廣潛力。
(2)建構主義及合作學習理論對融合STSE教育理念的5E教學模式具有指導意義
依據建構主義學習觀的“情景”、“協作”、“意義建構”三個要素和教學觀所提倡的學生 在原有經驗上主動形成認知結構的觀點，確立了本研究的方向，同時也為研究主題的選擇提 供了一定的參考。合作學習理論對于學生的學習方式提出了要求和建議，便于更好的落實該 模式的“探究環節”的教學。由此實現對學生的全面評價。
(3)融合STSE教育理念的5E教學模式的實施原則具有可行性
本研究在調查了寧夏某中學高一學生化學學習現狀的基礎上，構建了借助5E教學模式 滲透STSE教育理念的案例設計標準和實施原則，并對其原則要素進行了具體闡述。通過建 構案例設計標準和實施原則，進一步明確該教學原則有利于教師在教學的整個過程中滲透 STSE教育理念，且對案例設計具有積極的啟示與指導作用。同時實踐結果也表明，借助5E 教學模式在高中化學課堂教學中滲透STSE教育理念的想法是可行的，學生能夠積極的參與 到課堂教學并對探究活動有著非常高的興趣。因此借助5E教學模式在高中化學課堂中滲透 STSE教育理念能達到核心素養的要求。
(4)融合STSE教育理念的5E教學模式具有一定的實踐價值
本研究在提出該模式的案例設計標準及實施原則后，選擇了 “檸檬水果電池的制作”、 “生活中常見的有機物一乙酸”及“基本營養物質一蛋白質”作為實踐案例，依據5E教學 模式的各個環節進行教學設計，并有意的將STSE教育理念融入教學設計之中。在實踐后通 過分析實驗班與對照班的問卷數據及試題成績發現實驗班的學生對于知識的理解更加透徹, 而且對于知識的應用能力也有顯著的提升，從而進一步的說明融合STSE教育理念的5E教 學模式的案例實踐是成功的且具有一定的價值。
綜上所述，本課題的研究是有價值的，且通過研究提出的融合STSE教育理念的5E教 學模式的案例設計標準和實施原則應用于高中化學課堂教學是有效的。這一教學模式是有效 滲透STSE教育理念、密切化學課堂教學與科學、技術、社會發展和環境的聯系及培養學生 科學態度與社會責任素養的有效途徑。
6.2研究不足
通過對實踐過程和實踐效果分析，仍存在一些不足之處：
(1)融合STSE教育理念的5E教學模式在實際應用中取樣較少，只選取了銀川市某高 中高一年級的兩個班級作為對照班和實驗班，而在其他年級甚至不同區域的學校能否得到同 樣的教學效果還需進一步研究。
(2)由于實施案例較少，學生對融合STSE教育理念的5E教學模式的課堂教學感受時 間短，對于某些具體內容的感受不夠深刻，由此得到的結果需要進一步驗證。
(3)由于實踐經驗較少，在案例實施時未能考慮到學生之間的個體差異，沒有照顧到 每個學生的個別差異，并且缺乏對學生能力和素養形成的過程性考核。
6.3硏究展望
通過本研究總結出融合STSE教育理念的5E教學模式對于高中化學教學具有積極作用， 同時也發現了研究中存在的不足之處，在今后的教學工作及教育研究中，期望能對此進行深 入研究，得出更為客觀全面的結論，從而建立更為完整的教學模式。在今后的研究中，要進 一步增強知識呈現的直觀性、科學性，進而幫助學生更好的建構新的概念體系，密切化學知 識與科學、技術、社會、環境方面的聯系。同時拓展融合STSE教育理念的5E教學模式的 應用范圍，包括不同年級不同班級等，收集學生對該模式下的課堂教學形式及內容呈現方式 的意見和反饋，為進一步完善該模式提供一定的依據。
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