基于STEAM教育理念的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究

劉夢(mèng)清

【摘 要】STEAM教育是一種新型的教育理念，整合了科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)五門(mén)學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力、實(shí)踐能力具有積極的作用。在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，融入STEAM教育理念，旨在將化學(xué)科學(xué)與其他五門(mén)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行整合，以項(xiàng)目為載體，以探究為核心，通過(guò)工程設(shè)計(jì)，促使其解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。為此，本文著重探討了STEAM教育理念下初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義、原則和實(shí)施對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】STEAM教育理念;初中化學(xué);實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);項(xiàng)目

STEAM是一種教育理念，不同于之前單一的學(xué)科教學(xué)，它整合了科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科思維具有很好的作用。為響應(yīng)新課改教學(xué)要求，提高初中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，教師要深度融入STEAM教育理念，通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的優(yōu)化，在創(chuàng)新教學(xué)路徑和教育理念的基礎(chǔ)上，提升學(xué)生的創(chuàng)新、實(shí)踐能力。為此，本文以初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，著重探討了STEAM教育理念下初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義、原則和對(duì)策。

一、STEAM教育理念下初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

（一）有利于提高學(xué)生的思維能力

新課程改革倡導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，在化學(xué)教學(xué)中，學(xué)科核心素養(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、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任。而思維能力的激活和培養(yǎng)，作為提升核心素養(yǎng)的前提，在教學(xué)中，運(yùn)用STEAM教育理念進(jìn)行教學(xué)啟發(fā)，不僅可以促進(jìn)思維靈活發(fā)展，還可以提高課堂教學(xué)質(zhì)量。要知道STEAM教育理念下初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是基于解決生活中實(shí)際問(wèn)題而提出的一個(gè)項(xiàng)目，旨在讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)通過(guò)對(duì)項(xiàng)目的探索、分析、解決等，促進(jìn)學(xué)以致用，提高對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用。此過(guò)程考驗(yàn)到了學(xué)生的分析能力、邏輯思維能力以及學(xué)習(xí)遷移力，每一項(xiàng)能力的考驗(yàn)都需要較強(qiáng)的思維能力?？梢?jiàn)，此教育理念落實(shí)的意義所在。

（二）有利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)

核心素養(yǎng)培養(yǎng)是提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要內(nèi)容，在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要想培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)，需要教師打破傳統(tǒng)的講授教學(xué)、演示教學(xué)等模式，樹(shù)立以人為本的教育觀，回歸學(xué)生視角設(shè)計(jì)內(nèi)容，開(kāi)創(chuàng)教學(xué)新路徑。而STEAM教育理念在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的落實(shí)，可以有效完成這一教學(xué)目標(biāo)。它是基于學(xué)科整合以及學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際情況對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行的開(kāi)發(fā)、利用的過(guò)程，在此期間，學(xué)生將占據(jù)課堂主體地位，教師的教，將依據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況和做的效果展開(kāi)，既可以提高學(xué)習(xí)自信心，又可以培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究的化學(xué)素養(yǎng)。

二、STEAM教育理念下初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原則

（一）主體性原則

STEAM教育理念倡導(dǎo)學(xué)生自主、主動(dòng)學(xué)。也就是說(shuō)，教師在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候，要遵從主體性的原則，從學(xué)生視角出發(fā)，設(shè)計(jì)符合學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在激發(fā)自主學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上，引出項(xiàng)目主題，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)習(xí)、探究、分析、解決，在自主實(shí)驗(yàn)、主動(dòng)操作的過(guò)程中，提高實(shí)踐能力，培養(yǎng)科學(xué)探究精神。

（二）實(shí)踐性原則

STEAM教育倡導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐出真知。為此，在教學(xué)的時(shí)候，教師要改變傳統(tǒng)演示教學(xué)的模式，創(chuàng)造實(shí)踐教學(xué)、探究教學(xué)的方法，遵從實(shí)踐性的原則，在真實(shí)實(shí)踐、切實(shí)參與、動(dòng)手操作的過(guò)程中，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，在實(shí)驗(yàn)觀察、實(shí)驗(yàn)探究中，培養(yǎng)核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解和掌握。

三、STEAM教育理念下初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的對(duì)策

（一）依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，開(kāi)發(fā)多元化學(xué)習(xí)資源

STEAM教育理念下初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，融合了多元化的課程資源，是為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，促進(jìn)其思維靈活發(fā)展，而對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行的開(kāi)發(fā)、利用和創(chuàng)新。為此，在教學(xué)的時(shí)候，為提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，要依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，創(chuàng)設(shè)多元化學(xué)習(xí)資源，將項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)與生活、科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程等領(lǐng)域進(jìn)行充分融合，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科拓展、深化，培養(yǎng)創(chuàng)新素養(yǎng)。例如，在教學(xué)《探究燃燒的條件》實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，旨在讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)，燃燒需要可燃物、與空氣或者氧氣接觸、達(dá)到燃燒所需的最低溫度。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，是依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理：白磷著火點(diǎn)為40℃，紅磷著火點(diǎn)為240℃，用熱水給紅磷、白磷加熱，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到的燃燒條件。在此過(guò)程中，白磷燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的白煙污染空氣，其次給水下白磷通入氧氣的時(shí)候，過(guò)程操作比較繁瑣，不利于實(shí)驗(yàn)探究。為提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，在教學(xué)的時(shí)候，可以開(kāi)發(fā)多元化學(xué)習(xí)資源，從環(huán)境污染的角度出發(fā)，綜合生活、科學(xué)等學(xué)科知識(shí)，讓學(xué)生對(duì)此實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以綠色實(shí)驗(yàn)、探究燃燒條件為項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生以以往實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，對(duì)該工程進(jìn)行設(shè)計(jì)、優(yōu)化，如：

第一，當(dāng)銅片上的白磷燃燒時(shí)，將一內(nèi)壁沾有水的小燒杯罩在白磷上;

第二，取下銅片后，用一支空試管向下罩住水下的金屬圓柱體。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，鼓勵(lì)學(xué)生從科學(xué)視角進(jìn)行探究，實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)理念;同時(shí)，為方便學(xué)習(xí)總結(jié)，學(xué)生還可以充分利用自己的數(shù)學(xué)知識(shí)為輔助，利用對(duì)比思想和表格歸納等方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行分析。通過(guò)多元化學(xué)習(xí)資源的有效整合，促進(jìn)探究思維發(fā)展，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

（二）創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，設(shè)計(jì)跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

STEAM教育理念并不是簡(jiǎn)單的學(xué)科整合教學(xué)，而是以生活中的實(shí)際問(wèn)題為核心，綜合學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際情況設(shè)計(jì)出的一個(gè)項(xiàng)目。其目的是培養(yǎng)學(xué)生的處理問(wèn)題能力，促進(jìn)學(xué)以致用。為此，為培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究興趣，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)的教學(xué)情境，以情境為輔助，在激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，鼓勵(lì)其利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，從而使其在真實(shí)操作過(guò)程中，提高自身的學(xué)習(xí)能力。例如，在教學(xué)《氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)》實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，為使學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟有清晰的認(rèn)識(shí)，在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)之前，要結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際情況，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的教學(xué)情境，利用信息技術(shù)手段播放潛水員在水中游泳、病人輸氧、燃燒、鋼鐵冶煉等場(chǎng)景，在生活回歸的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生自由交談氧氣在社會(huì)生活中的應(yīng)用，提高課堂參與能力，激發(fā)實(shí)驗(yàn)探究興趣，從而導(dǎo)入此次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生從不同視角對(duì)此次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，如：