大学化学, 2017, 32(1): 36-41 doi: 10.3866/PKU.DXHX201606030

教学研究与改革

高职院校学生化学科学素养培养的实践

郑凌玲,1, 周爱菊2

Practice on Chemical Literacy in Higher Vocational Colleges

ZHENG Ling-Ling,1, ZHOU Ai-Ju2

通讯作者: 郑凌玲, Email: zsuzhengll@163.com

基金资助: 广东省高职教育化工类专业教学指导委员会教学改革项目.  HG201519
广州市教育科学规划项目面上一般项目.  1201532753
广东省省级科技计划项目.  2016A070711001
广州市科技计划项目.  201609010067
广州市第七批教学改革项目.  

Fund supported: 广东省高职教育化工类专业教学指导委员会教学改革项目.  HG201519
广州市教育科学规划项目面上一般项目.  1201532753
广东省省级科技计划项目.  2016A070711001
广州市科技计划项目.  201609010067
广州市第七批教学改革项目.  

摘要

生活中处处都有化学的身影,而在高职院校学生缺乏化学科学素养的背景下,介绍了在高职院校培养学生化学科学素养的必要性、途径及效果,以开设化学与生活公选课和科普活动的方式来培养高职学生化学科学素养。

关键词: 高职院校 ; 科学素养 ; 公选课 ; 科普活动

Abstract

Chemistry is everywhere in life. Under the background of general lack of chemical literacy of the students in higher vocational colleges, the necessity and ways of development on chemical literacy in higher vocational colleges are discussed. Opening public elective course of "chemistry and life" and activities of popularization of science can really improve the students' chemical literacy.

Keywords: Higher vocational colleges ; Scientific literacy ; Public selective course ; Activities of popularization of science

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郑凌玲, 周爱菊. 高职院校学生化学科学素养培养的实践. 大学化学[J], 2017, 32(1): 36-41 doi:10.3866/PKU.DXHX201606030

ZHENG Ling-Ling, ZHOU Ai-Ju. Practice on Chemical Literacy in Higher Vocational Colleges. University Chemistry[J], 2017, 32(1): 36-41 doi:10.3866/PKU.DXHX201606030

在科学技术日新月异的今天,科学素养已成为衡量个人综合素质的重要指标[1]。当前我国先进制造业和服务技能型人才紧缺,高职学生作为未来国家建设的一线力量,其科学素养水平对未来中国的人力资源素质将具有决定性作用。

国际公众科学素养促进中心主任米勒(J. D. Miller)认为科学素养是社会公众所具备的对科学技术最基本的理解能力,其对科学素养的定义为:(1)面临科学相关议题时,能利用科学知识去发现问题、形成新知识、解释现象、并得到以证据为本位的结论;(2)能明了科学是人类经由探究所形成的知识;(3)能够察觉科学和技术深深影响我们周围物质的、符号的以及文化的环境;(4)愿意以公民的身份参与和科学相关的社会议题或科学想法[2]。一个具备科学素养的人应该是:基本掌握科学的研究过程和科学方法;基本了解核心的科学术语和科学概念;基本知晓科学技术对个人和社会发展带来的影响[3]。科学素养的培养是让学生除了掌握知识和技能外,还要获得科学思想、科学精神和科学方法的熏陶。

1 高职院校学生化学素养培养的必要性

1.1 化学学科的特点

化学是自然科学的一个重要分支,在解决人们衣食住行和社会广泛关注的问题方面发挥着巨大的作用,化学学科有着“满足社会需要中心科学”的称呼[4]。在现代社会发展过程中,人们最关注的焦点问题,如能源、粮食生产、环境保护、治疗疾病、生命科学、材料科学等都涉及到大量的化学知识。因而化学学科的价值只有在联系社会、联系生活的过程中才能得以实现,进而获得人们的认可。

1.2 有利于增强高职院校学生的社会责任感

化学与生活的密切联系说明培养学生从化学的角度去看待社会现象、辨证地分析问题,才能更深刻地认识社会,增强自身的社会责任感。

近年来被频频报道的食品安全问题,引发了人们对法律法规、社会公德的广泛争议。大剂量的“瘦肉精”用于饲料可促进猪的生长、减少脂肪含量、提高瘦肉率,但食用含瘦肉精的猪肉对人体有害。一些养猪户在利益的驱动下,却仍然使用添加了瘦肉精的饲料来喂猪。这样的例子很多,可见化学与日常生活的密切关系,而如何合理使用化学用品,引导人们树立社会公德,增强社会责任感,也是化学学科的任务之一。

1.3 高职院校学生化学科学素养培养的现状

目前,高职院校对学生进行化学科学素养方面的培养较少。笔者曾在课堂上问学生对化学学科的印象,学生的回答几乎都是负面的,“化学非常毒、很危险、经常会有爆炸事故”,化学的形象被严重歪曲。所以,在高职院校对学生进行化学科学素养的培养势在必行。

2 高职院校学生化学科学素养培养的实践

化学素养是一种可以判断和解决生活中所遇到化学相关问题的能力[5],培养高职院校学生化学科学素养,是要使高职学生会用化学知识去解决生活中的化学问题,理解化学与人类生活的密切关系,培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力,能更好地适应现代社会和未来发展的需要。笔者在高职院校从事化学相关工作多年,根据高职学生的特点,经过不断地探索与创新,提出以下两种途径对学生进行化学素养的培养。

2.1 开设化学与生活公选课

20世纪90年代初,国内少数几所本科院校开始开设化学与社会类似的公选课,受到了越来越多高校的重视[6]。而在高职院校开设与生活密切相关的化学课程,也将为培养高职学生化学科学素养提供一条有效的途径。

开设化学与生活公选课是针对全校不同专业的学生,课程不是以学生掌握化学知识和原理为目的,而是通过课程的学习让学生正确地认识化学,进而培养他们的科学思维方式和解决问题的能力,提高他们的实践与创新能力[7]

2.1.1 源于生活的教学题材

相对于本科生,高职学生对理论知识的理解能力欠缺,绝大多数高职学生没有化学知识背景,同时兼顾90后大学生的心理特点,选取学生普遍关心的课程内容,向学生展示化学的神奇和意义,引导学生发现化学的魅力,让化学思想、化学观念成为课程的主要内容。

第一,充分利用社会关注的焦点问题。贴近生活的教学内容容易吸引学生,自然而然被学生理解和吸收。从近期媒体报道的大事件入手,如2015年8月天津港危险化学品泄漏而导致的爆炸事件、每年三月份广州的雾霾天气等。在教学过程中融入社会焦点问题,启发学生思考科学知识所产生的社会影响,辨证分析、批判思考[8],用科学的眼光去审视社会的变化。

第二,运用化学知识解释日常生活中的现象。选择学生平日熟悉和普遍关心的问题,如化妆品的选择与美容、食品与营养、科学减肥等,为房地产专业介绍室内环境中的化学污染知识及防控办法。同时引领他们思考一些电视剧故事中的化学实验方法和化学思维,如某部热播电视剧中的情境“普鲁士蓝在高温加热时,产生了剧毒的氰化钾,犯罪分子就是利用这点去毒害他人”等素材。

我校开设的化学与生活公选课共32学时,分8次课完成,具体题材见表1

表1   “化学与生活”教学题材

序号主题教学内容源于生活的案例
1你眼中的化学公众对化学的误解;介绍自己了解的化学;化学与其他学科的交叉“我们恨化学”
2食品安全与健康食品安全事件,讨论背后的化学知识,介绍其对身体健康的影响,纠正错误的食品问题态度红心鸭蛋、塑化剂等
3烹饪中的化学知识食物的营养搭配,烹饪技巧皮蛋中的化学反应、红烧肉中的化学反应
4服装中的化学知识衣服的成分及服装好坏的区分免烫衣服、干洗剂的原理
5日化用品主要探讨化学日用品,包括牙膏、洗而奶、洗发水、膏霜类、香粉类、香水等无硅油洗发水、美白产品
6室内环境化学知识室内环境中的化学污染与防控办法室内装修污染致儿童白血病
7影视剧中的化学知识热播的影视剧中的化学现象,鉴定方法“绝命毒师”、“煮妇神探”
8化学前沿绿色化学,先进材料人工合成的建筑材料、衣服原材料

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2.1.2 灵活多样的教学模式

化学与生活课程,是通过生活中化学知识的教学让学生具有良好的生活态度及健全的个性。教师将多种教学模式灵活地运用于课堂,利用自身丰富的阅历与学生进行对话和交流,将起到潜移默化的作用。

第一,案例法。以日常生活中的实际案例开始每次课堂教学,吸引学生注意力。案例法始终运用于教学过程中,所选案例是高职学生所熟知的。案例展示要图文并茂,如截取相关视频、以PPT等方式展示,要“少字多图”,选择色彩鲜明的图片,从视觉上吸引学生。

第二,讨论法。课堂上的讨论以如下方式进行:选取某个主题,将学生分组,事先告知学生讨论的主题,学生利用课余时间收集与主题相关的事件,先在组内讨论,达成一致意见;课堂上利用多媒体展示出来,并由学生发言进行解释,最后教师从化学的角度进行点评。所选的主题如“化学物质非法添加到食品中导致的食品安全问题”等。讨论活动贯穿于整个教学过程,教师随时提问,学生随时讨论。

第三,趣味化学实验法。化学是一门以实验为主的学科,生动有趣的化学小实验能让学生更加直观地观察到化学现象,激发学生的兴趣,培养他们不断探索的精神[9]。课堂演示实验是直观有效的教学手段之一,实验内容要贴近生活,选取的原材料要来源于生活,学生们自己就能操作,如黑暗料理之可乐加牛奶。碳酸饮料深受年轻人的喜爱,牛奶是一种营养丰富的饮品,这两者一起喝,会怎样呢?将乳白色的牛奶倒入棕褐色的可乐中,液体颜色逐渐变浅,并且出现分层,上层透明,下层为沉淀物。此实验操作简单,变化明显,学生积极踊跃参与到实验中,气氛异常活跃。选择反应过程中有鲜明的颜色变化,大量的气体、沉淀生成,物质迅速溶解、发光、发热、燃烧等变化明显的实验加以演示。教师加以引导,让学生主动思考,揭示现象背后蕴含的化学原理,提升学生发现和解决问题的能力。

2.2 开展形式多样的化学科普活动
2.2.1 科普活动的形式

科普活动在提升公民科学素养方面起着重要作用[10],对高职院校的学生来说,化学科普活动能促使学生将社会实际与课堂学习的理论知识紧密结合起来,有助于科学知识的跃迁、提升,锻炼自身的实践能力。组织学生去参观科普基地、科普画廊等科普活动,选择涉及化学知识的主题,比如土壤中的重金属污染,水果、蔬菜中农药的去除等,进行科普一日游、科普大讲坛、科技活动周等。大学生作为科普活动的主体,围绕一个主题,亲自策划、以各种形式进行化学科普知识宣传,可锻炼学生的社会实践与创新能力。

2.2.2 科普活动的主题内容

第一,确定主题。根据化学与生活公选课程的内容,由任课教师确定科普活动的主题。所选的主题是与师生们日常生活密切相关的,如饮食健康,频发的食品安全问题让我们触目惊心,活动主题可定为“舌尖上的化学”,对象为全院的师生。

第二,确定活动的具体内容。教师要求学生所选的内容要具有科普性、互动性、趣味性,并能结合校园场地、时间。学生们自主讨论,发挥他们的想象力和创新精神,把枯燥的化学理论知识转换为充满趣味的科普活动。学生提交的项目经过教师的提炼形成以下内容:(1)饮料的配制。参与者亲身体验:用色素、甜味剂、香精等食品添加剂,根据配方调配“果汁饮料”、奶茶等,了解食品添加剂滥用的危害及怎样对待饮料;(2)辨别食物。体验如何快速鉴别添加化学物质的食品,如用甲醛浸泡的鱿鱼,染色的红色花生米等。

第三,科普活动的表现形式。科普活动的表现形式决定了科普活动的效果。学生通过查阅资料、写策划书,在科普活动举行之前,自制宣传小册子、张贴海报,活动中还同时进行有奖知识竞答等。

根据化学与生活公选课的教学题材,选择以下几个活动主题(表2) 。

表2   科普活动的主题

序号科普活动主题活动方案
1室内环境化学污染与人类健康房地产专业学生发挥主观能动性寻找室内污染的案例;制作问卷了解师生对室内污染
知晓的程度;制作宣传小册子
2危险化学品的运输和储存发挥计算机专业学生的特长,将各种危险化学品动漫化,制作生动形象的危险品运输
和储存的动漫科普视频,将视频在学院微信平台、网站进行推广
3舌尖上的化学现场体验,配制饮料;辨别化学添加的食物

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3 化学科学素养培养实践的成效

3.1 化学与生活公选课

在众多文科类的公选课中,化学与生活课程作为传播化学知识的窗口,承担着提升学生化学科学素养的重任。从以下几个方面可以来检验课程在学生中的反响。

(1)选课的学生人数。在选课系统开放的第一天,选课人数很快达到了上限,充分说明这门课对学生的吸引程度。

(2)教学互动平台上师生交流活跃。互联网时代,90后的学生喜欢现代即时通信网络工具,如QQ、微信等。教师可向学生推荐有关化学科普知识的微信号,如生活中的化学,里面介绍的大都是与生活贴近的化学知识,如怎样去除水垢、白酒变成陈酒中的化学变化等。建立以班级为单位的QQ群、微信群,转发生活中的化学知识。课后,学生可以就课堂上讲的知识、平时生活中观察到的现象提问。这样的师生交流能一直延伸到课程结束,甚至于学生毕业之后,教师仍可用自身的知识和经历影响学生。

(3)学生的教学评价。在平时作业中,教师可这样安排,“谈谈你对化学与生活这门课程的看法及建议”,要求学生有感而发。作业情况显示,学生学到了与生活密切相关的知识,能够把学到的知识内化为指导自己生活实践的一部分。每个学期学生在网上对本课程的评教情况良好,日常评价成绩均在90分以上。

3.2 科普活动效果评价

科普宣传活动是引导学生走出校门、接触社会、提高实践能力的良好形式,是大学生锻炼才干、增强服务社会意识的重要渠道,是提升大学生科学素养的有效途径。

为了解学生开展科普活动的效果,教师和学生一起设计制作了一份有针对性的调查问卷,内容如表3所示。

问卷以匿名方式,发放给全院的师生约1000份,教师发放200份,上化学与生活公选课的学生300份,其他学生500份。回收有效问卷后,对问卷进行统计,让一部分学生全程参与问卷的设计、发放、回收及分析统计。三个对象的平均分数分别为81.3、83.6、82.7,说明大家对科普活动的评价总体是满意的,但还有不足之处。从单项得分来看,教师认为活动策划部分的形式缺少一些新意,讲解人员的能力有待加强;上过化学与生活公选课的学生普遍认为科普能力得到了提升,场地与时间选取上有待改善;其他学生认为社会影响不足,宣传效果有待加强。

表3   科普活动的评价内容

一级指标二级指标三级指标
活动的策划与设计(30%)选题是否具有科学性、贴近公众(10分)
内容是否丰富、易懂(10分)
形式是否多样、有吸引力(10分)
宣传(20%)校园宣传途径、次数是否合理(10分)
讲解人员态度、能力(10分)
组织与实施(20%)场地与时间选取是否合理(10分)
现场秩序是否有序、布局是否合理(10分)
活动效果(30%)社会影响师生知晓度、满意度(10分)
宣传效果对师生的知识、态度影响程度(10分)
学生科普能力的提升是否具有号召力,对科普队伍建设是否起作用(10分)

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3.3 化学素养的评价

为准确了解化学与生活公选课和科普活动对提升高职学生化学素养的成效,根据化学素养的内涵,我们设计了高职学生化学素养评价表(表4) 。

表4   化学素养评价表

评价内容评价等级*
ABCD
科学情感(20%)学习化学的意识和态度(15%)
能以科学的态度对待生活中的化学问题(15%)
化学学习过程中的协作和独立意识(20%)
学习、活动中表现出的注重集体利益、敬业精神(15%)
科学伦理道德,不利用化学知识做坏事(15%)
关注化学的科技前沿发展(10%)
创新的意识(10%)
科学认知能力(50%)应用现代信息手段学习化学的能力(20%)
接受信息的能力(20%)
主动获取信息的能力(20%)
与他人信息交流的能力(20%)
信息处理的能力,及时对信息进行分析,制定应对策略的能力(20%)
信息运用水平(30%)运用化学知识解决生活中问题的能力(25%)
利用掌握的信息,得出结论的能力(20%)
批判性地对待各种信息的能力(20%)
应用信息,自主学习的能力(20%)
创造性应用信息的能力(15%)

*说明:A(85-100分)、B(75-84分)、C(74-60分)、D(0-59分)

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将350份评价表以匿名方式发放给不同的教学对象,第一组:上化学与生活公选课的学生100份;第二组:参与科普活动的学生100份;第三组:两者都有参加的学生50份;第四组:其他学生100份。学生完成自评后,回收有效问卷,对问卷进行统计,四组的平均分数分别为81.4、83.5、85.6、80.1。从分数上看,前三组学生的化学素养要高于第四组,说明这两种实践方法是有成效的;第二组的分数高于第一组,说明科普活动对化学素养提升的效果要稍微好于课堂教育;第三组要明显高于其他三组,说明实践活动对课堂教学起到更好的促进作用,能进一步提升学生的化学素养,两种实践方法结合起来能更好地提升学生的科学素养。这个评价表可用于任课教师评价学生,还可用于学生之间的互评。

参考文献

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