(三)參與化學技術為經濟、社會發展服務活動
科學技術在為經濟、社會發展服務的過程中才體現其“第一生產力”的價值。隻有適當指導學生在科學學習過程中參與技術為經濟、社會發展服務活動,才能在科學教育中有效地培養他們對科學技術決策的參與意識。STS教育所要求培養的價值觀念、參與意識,以至科學技術的決策能力,都必需通過學生對技術服務的參與才能逐步形成。前例氯堿生產的教學,若能圍繞發展食鹽溶液電解技術對提高氯堿生產綜合效益的分析、評價,係統地對離子膜法新技術和現存金屬陽極隔膜法以及已被淘汰的碳板陽極隔膜法進行比較分析,對新技術決策的綜合性高效益作出評價,就能生動地使學生接受一次生產技術決策論證的模擬訓練。
化學教學中STS教育選題舉例
在優化課程設計的同時,必須優選教學內容。下表以具有廣普性的選修課程“化學與社會”為例,列出該課程教學內容的分類綱目和其中的教學選題(例),供設計課程、編選教材時參考。
表12中學化學STS教育的教學選題
《硫酸與社會》教學
1.課程設計
(1)教學目的
與高中化學必修教材“硫酸的工業製法”和理科必學教材“中和滴定”的教學相輔相成,指導學生麵向化工廠的硫酸生產和環境汙染實際,以生產流程模擬、酸雨成因分析、硫酸含量分析等實驗為基礎,實踐科學過程,掌握化學技術,參與技術服務,以發展學生的智能結構,培養學生參與保護環境和發展經濟的科學技術決策的意識和能力。
(2)教學計劃
表13“硫酸與社會”的教學計劃
2.教學案例(教學單元A)
(1)教學要求
用常州市一中錢承之老師設計的“接觸法製硫酸生產流程模擬實驗”演示儀演示硫酸生產原理及其研究,為“化工廠硫酸生產的現場教學”作準備。
用自製“SO2的固相催化氧化器”,由學生實驗硫酸生產中酸霧的生成反應和酸雨的形成原理,並由此簡析硫酸生產中的有關工藝條件和環保問題。
(2)教學設計
接觸法製硫酸生產流程模擬的演示實驗
模擬生產中硫鐵礦焙燒、爐氣淨化、二氧化硫轉化(同時演示SO3遇水形成酸霧和H2SO4的檢出)、三氧化硫吸收和尾氣中二氧化硫的處理等工藝過程,通過鮮明的反應現象,反映硫酸生產的化學原理和工藝條件。實驗技術的關鍵,是硫鐵礦的分散性(碾細後用碎石棉纖維拌和)、催化劑的活性(將浸透飽和重鉻酸銨溶液的石棉纖維填入催化管灼燒冷卻後備用)、三氧化硫的吸收條件和空氣鼓入速度的控製,這恰與主要的硫酸生產工藝條件一一對應。演示過程,不僅能為學生的硫酸生產流程現場見習提供準備,更是一次在科學實驗中研究生產流程的技術探索示範。
酸雨成因分析的學生實驗
指導學生先將“SO2的固相催化氧化器”接通直流電源使其中的電熱絲紅熱而在表麵形成鐵等金屬氧化物的催化層,然後伸入裝有SO2和空氣的集氣瓶中。要求學生分析瓶中迅速出現的濃重白霧現象,並檢出H2SO4的生成。然後組織課堂討論:為什麼含硫化石燃料(如煤)的燃燒和焙燒硫化物金屬礦,通常是形成酸雨的主要汙染源?為什麼在我國用硫鐵礦為主要原料的硫酸生產中,焚礦後除去爐氣中酸霧的技術,是發展生產中的一大關鍵問題?為什麼SO3吸收後尾氣中的SO2若不回收利用,則硫酸生產的經濟效益和社會效益都必蒙受巨大損失?