STEM課程與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的融合

陳學(xué)敏

（陽江市陽東區(qū)第一中學(xué)，廣東陽江 529931）

STEM 教育是跨學(xué)科融合教育，集科學(xué)（science）、技術(shù)（technology）、工程（engineering）、數(shù)學(xué)（math）于一體的綜合教育，它提出將各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)通過綜合的課程融合起來。本文從STEM課程的理論價(jià)值、STEM課程的實(shí)踐價(jià)值、STEM 課程的課堂教學(xué)、STEM 課程的理念提升進(jìn)行闡述，強(qiáng)調(diào)打破學(xué)科界限，注重學(xué)習(xí)與實(shí)踐的聯(lián)系，主張讓學(xué)生親自動(dòng)手完成自己感興趣的項(xiàng)目。

一、STEM課程的理論價(jià)值

STEM 教育的獨(dú)特價(jià)值，[1]在于經(jīng)過整合為學(xué)生提供逼近真實(shí)、富有現(xiàn)實(shí)意義的學(xué)習(xí)情境，以利于學(xué)生高階思維與積極情感的投入，解決復(fù)雜問題，從而全面提升學(xué)生知識(shí)、能力與情意方面的核心素養(yǎng)。

STEM 教育和核心素養(yǎng)，是目前國(guó)內(nèi)外談?wù)撟疃嗟膬蓚€(gè)教育議題。提出核心素養(yǎng)，標(biāo)志著新時(shí)代培養(yǎng)目標(biāo)范式的改變。我國(guó)依據(jù)國(guó)家未來發(fā)展對(duì)人才的要求，[2]提出了人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新六大維度學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，為我國(guó)“立德樹人”教育指明了方向。

與傳統(tǒng)教育不同，STEM 教育可以探索更寬廣的領(lǐng)域，讓我們的學(xué)生可以在各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行求知，絕不局限在書本上。通過STEM 教育，學(xué)生能達(dá)到更深層次的理解，完成更高階思維能力訓(xùn)練，以打開更廣闊的未來。

二、STEM課程的實(shí)踐價(jià)值

1.提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)最好的老師。因此，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣就非常重要。傳統(tǒng)的化學(xué)課教學(xué)，教師說得多，學(xué)生動(dòng)得少，你會(huì)發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)生對(duì)化學(xué)課堂不感興趣。很多學(xué)生僅僅理解教材知識(shí)點(diǎn)，而對(duì)書本外項(xiàng)目的探究欲望低。還有，大部分學(xué)生也不會(huì)養(yǎng)成提前學(xué)習(xí)的習(xí)慣，缺乏自主學(xué)習(xí)、自主探究的能力，更缺乏學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。[3]STEM 課程理念對(duì)提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣有很大的推動(dòng)積極作用。教師可借助STEM課程激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。以我的實(shí)際教學(xué)為例，在進(jìn)行“過氧化鈉的性質(zhì)”課堂教學(xué)時(shí)，考慮到元素化合物知識(shí)體系是高中的一個(gè)重難點(diǎn)，我利用“滴水生煙”（Na2O2+H2O）、“吹氣生煙”（Na2O2+CO2）等獨(dú)特的化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來激發(fā)學(xué)生興趣，讓學(xué)生深深感受到學(xué)習(xí)化學(xué)會(huì)給生活帶來改變和快樂，有效提高了他們學(xué)習(xí)的興趣。

2.提高學(xué)生的動(dòng)手能力

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，也是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的重要途徑。但在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的處理是以講解和放視頻的方式讓學(xué)生了解知識(shí)點(diǎn)，減少學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)間，將更多的時(shí)間放到理論知識(shí)點(diǎn)的講解上；也有部分教師課堂會(huì)安排時(shí)間做實(shí)驗(yàn)，但是以教師個(gè)人的演示實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生只有坐在座位上觀察，很多學(xué)生都無法觀察到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生很難參與其中，這對(duì)學(xué)生動(dòng)手操作能力的發(fā)展不利。因此，結(jié)合STEM教育理念，我們應(yīng)當(dāng)積極組織學(xué)生分小組進(jìn)行合作探究實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解理論知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)，并讓每個(gè)實(shí)驗(yàn)組針對(duì)不同因素設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，開展實(shí)驗(yàn)探究，觀察現(xiàn)象，記錄現(xiàn)象，分析和處理數(shù)據(jù)，從而提高學(xué)生動(dòng)手能力，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中解決實(shí)際問題，達(dá)到知識(shí)與能力并重的效果，在實(shí)踐中學(xué)，在學(xué)中做，理論與實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

3.提高學(xué)生的探究能力

探究能力也是化學(xué)學(xué)科的基本素養(yǎng)。學(xué)生會(huì)在課堂上提出個(gè)人的見解，與老師、同學(xué)進(jìn)行相互交流，還會(huì)在課后對(duì)環(huán)保、生產(chǎn)、科技等項(xiàng)目進(jìn)行探究活動(dòng)。這些學(xué)生的探究能力非常強(qiáng)。學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中不會(huì)提出問題和見解，只是被動(dòng)地接受教師傳授的知識(shí)，被動(dòng)完成課堂上老師布置的作業(yè)，這是缺乏探究能力的表現(xiàn)。要激發(fā)學(xué)生的探究能力，我們可以借助STEM 課程理念，設(shè)計(jì)探究項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。例如，在進(jìn)行“污水處理”內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，我讓學(xué)生設(shè)計(jì)家用凈水器，利用沉淀法、吸附法、殺菌法等原理，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新探究，創(chuàng)新制作不同功能的凈水器。展示課的時(shí)候，學(xué)生比較自己做的產(chǎn)品，很有設(shè)計(jì)感和成就感。

化學(xué)與實(shí)際生活問題相聯(lián)系，為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，學(xué)?？膳c化學(xué)知識(shí)相關(guān)企業(yè)合作，帶學(xué)生多到企業(yè)參觀，培養(yǎng)他們的科學(xué)精神和探究能力，促進(jìn)其動(dòng)手能力、問題解決能力、邏輯思維能力、科研創(chuàng)新能力等關(guān)鍵能力的提高。

三、STEM課程的課堂教學(xué)

1.以小組合作學(xué)習(xí)確立學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位

應(yīng)用STEM理念，培養(yǎng)學(xué)生之間的小組合作學(xué)習(xí)，要在課堂上給足空間、時(shí)間，讓學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，這樣學(xué)生之間通過討論，可以把化學(xué)知識(shí)理解得更加深透。還可引導(dǎo)學(xué)生在課后進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)，發(fā)揮學(xué)生主體作用，先給學(xué)生分好小組，然后布置好課題，讓學(xué)生在課下進(jìn)行討論，讓學(xué)生將小組討論的結(jié)果在課堂上展示，最后再進(jìn)行相關(guān)的指導(dǎo)和補(bǔ)充，提高他們自主探究能力。讓學(xué)生參與高中化學(xué)課堂，能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也可以打破傳統(tǒng)的高中化學(xué)課堂上課方式，提升高中化學(xué)課堂的教學(xué)質(zhì)量。

2.以探究性項(xiàng)目來組織教學(xué)內(nèi)容

化學(xué)學(xué)科是聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活、生產(chǎn)、科技等的一門自然科學(xué)，在中學(xué)化學(xué)課堂中滲透STEM教育，可以解決一些化學(xué)生活中的實(shí)際問題，例如：工業(yè)合成氨，工業(yè)制硫酸/硝酸，氮肥的生產(chǎn)與合理使用，食品中適量添加二氧化硫的作用（去色、殺菌、抗氧化），含氯消毒劑及其合理使用，氯氣、氨氣等的泄漏與處理，酸雨的成因與防治，汽車尾氣的處理等。[4]學(xué)生不是單純地獲取科學(xué)或化學(xué)知識(shí)，而是可以培養(yǎng)健康生活的意識(shí)與能力，發(fā)展問題解決和綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)的能力，鍛煉理性思維、科學(xué)探究以及技術(shù)運(yùn)用等能力。

3.以研究性學(xué)習(xí)來開展課堂教學(xué)

根據(jù)STEM 課程設(shè)計(jì)理念，在一些化學(xué)課堂設(shè)計(jì)中，可以以研究性學(xué)習(xí)來開展課堂教學(xué)。比如講到水污染的問題，我們可以把學(xué)生帶到水體污染源頭，實(shí)地考察污染源頭及污染物的種類，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。

4.以創(chuàng)設(shè)情境方式來激活課堂教學(xué)

“情境創(chuàng)設(shè)”包括圖片情境、視頻情境、實(shí)驗(yàn)情境、問題情境。[5]良好情境的創(chuàng)設(shè)有利于培養(yǎng)學(xué)生興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，也有利于提高學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決生活問題的能力。例如：在乙醇的教學(xué)中，我們可以創(chuàng)設(shè)情境：如何檢測(cè)酒駕司機(jī)？舊銅如何翻新？人喝酒后為什么會(huì)臉紅？工業(yè)中用無水苯作為溶劑，苯中極少量水用鈉除掉，過量的鈉如何除去呢？能用水嗎？……

四、STEM課程的理念提升

化學(xué)教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)思想，轉(zhuǎn)換好教師角色，強(qiáng)化化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)理念，提高教學(xué)效率，樹立終身學(xué)習(xí)的理念。[6]2017年版新課程標(biāo)準(zhǔn)所界定的化學(xué)核心素養(yǎng)包括宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任等五個(gè)方面。時(shí)代在變，教材在變，學(xué)生在變，但教育的本質(zhì)沒變。教育必須著眼于人的學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，只要學(xué)生畢業(yè)后品質(zhì)好，學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，我們的教育就是成功的。落實(shí)“立德樹人”理念，培養(yǎng)學(xué)生高尚品格和關(guān)鍵能力，這也是未來教學(xué)的追求。