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

周佳玲

摘要：對(duì)于初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)而言，STEAM教育理念體現(xiàn)在學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的多維度思考上。首先教師要指導(dǎo)學(xué)生如何創(chuàng)新地實(shí)驗(yàn)，其次要培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力，再次要促進(jìn)他們獲得更多的生長(zhǎng)。當(dāng)前的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生最多的是識(shí)記能力，學(xué)生只要記住書本的實(shí)驗(yàn)操作，再重復(fù)地做一遍就可以了。學(xué)生的高階思維能力沒(méi)有得到鍛煉，他們的創(chuàng)新能力也沒(méi)得到發(fā)展，實(shí)驗(yàn)的價(jià)值也沒(méi)充分展現(xiàn)出來(lái)。

關(guān)鍵詞：STEAM教育理念;初中化學(xué);創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

STEAM教育理念最先由美國(guó)提倡和推廣，它集工程，科學(xué)，技術(shù)，藝術(shù)和自然學(xué)科等學(xué)科為一體，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐，動(dòng)手能力，鼓勵(lì)學(xué)生在多種學(xué)科領(lǐng)域中綜合發(fā)現(xiàn)，對(duì)于培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)能力有著重要意義。這是一種新的教育理念，更是一種全新的教育模式，STEAM教育理念的引入，為我國(guó)初中化學(xué)教學(xué)發(fā)展提供了新思路。

一、STEAM教育理念在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀

受傳統(tǒng)教育觀念的影響，初中化學(xué)的教學(xué)還沉浸在傳統(tǒng)的教學(xué)方式上，化學(xué)課堂主要以理論教學(xué)為主，學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)時(shí)，也是墨守成規(guī)以大量的習(xí)題來(lái)鞏固所學(xué)知識(shí)，這種教學(xué)模式內(nèi)容單一，使得很多學(xué)生陷于枯燥的理論知識(shí)記憶旋渦，導(dǎo)致對(duì)化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性不高。近年來(lái)，隨著教育改革的深化，很多教師也意識(shí)到傳統(tǒng)教學(xué)觀念中的問(wèn)題，也在積極地改變教學(xué)模式，更新教學(xué)觀念，以此改變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的局面。STEAM教育理念的引入，除了依托先進(jìn)的信息技術(shù)，更主要的是它注重學(xué)生在學(xué)科學(xué)習(xí)中的實(shí)踐動(dòng)手能力，容易在思想情感上引起初中生興趣的共鳴，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手探究化學(xué)知識(shí)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新精神，構(gòu)建打破學(xué)科界限的知識(shí)和能力。

二、STEAM教育視野下的初中化學(xué)實(shí)踐探究

（一）真實(shí)情境，細(xì)品STEAM教育的趣味性

化學(xué)知識(shí)在我們的日常生活中有著廣泛運(yùn)用。STEAM教育理念要求教師從生活實(shí)際出發(fā)，將知識(shí)點(diǎn)巧妙地融入生活情境中，引發(fā)學(xué)生一定的認(rèn)知矛盾，然后從情境中拋出問(wèn)題，引發(fā)思考，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣。以“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)”的模式“自然地”帶動(dòng)新課程的學(xué)習(xí)，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程變成了解決問(wèn)題、完成目標(biāo)工程的過(guò)程。學(xué)習(xí)變成了一個(gè)自發(fā)主動(dòng)的行為，和傳統(tǒng)教學(xué)模式形成鮮明對(duì)比。以“金屬的化學(xué)性質(zhì)”為例，“教師呈現(xiàn)了一個(gè)用了十多年的鋁壺，拋出問(wèn)題：生活中的鐵會(huì)很容易生銹腐蝕，為什么鋁能‘十年如一日’呢？難道鋁合金一樣穩(wěn)定嗎？”鐵容易在潮濕的空氣中生銹，金是一種穩(wěn)定且昂貴的金屬，這是學(xué)生在生活中就能獲取的知識(shí)，而“鋁制品”作為一種生活中和“鐵制品”一樣常見(jiàn)的廉價(jià)金屬，慣性思維下，學(xué)生很自然會(huì)將其等同于“鐵”來(lái)看，和鐵一樣不穩(wěn)定且容易生銹，但是老師卻帶來(lái)了一個(gè)“十多年都不生銹的鋁壺”，很大程度上沖擊了學(xué)生的原有認(rèn)知，從而自然引發(fā)思考——鋁到底有哪些化學(xué)性質(zhì)？

（二）多元融合，探索STEAM教育的豐富性

知識(shí)具有流通性和實(shí)效性，將所有學(xué)科割裂式的教學(xué)是不科學(xué)的。就化學(xué)的知識(shí)體系而言，與數(shù)學(xué)、物理、生物、地理都有一定的重疊性。因此在教學(xué)過(guò)程中，教師有必要注意學(xué)科的融合性，在解決問(wèn)題的時(shí)候應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生思考是否可以參考其他學(xué)科。例如，在學(xué)習(xí)酸堿中和反應(yīng)的過(guò)程中，為了探究NaOH和HCl是否發(fā)生了反應(yīng)，即主要測(cè)定混合溶液的pH的變化。在傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式下，我們一般利用pH試紙和酚酞來(lái)觀察混合溶液的酸堿變化，并確定反應(yīng)終點(diǎn)。并利用數(shù)學(xué)知識(shí)作出溶液酸堿變化和加入鹽酸的體積的關(guān)系圖。然而，在實(shí)際操作過(guò)程中，由于試紙和指示劑以及人眼帶來(lái)的誤差性，常導(dǎo)致模擬圖像不夠精準(zhǔn)，在學(xué)生的認(rèn)知上形成一定的阻礙。但是隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，該實(shí)驗(yàn)可采用pH檢測(cè)儀直接測(cè)量混合溶液的酸堿度，并在PC端直接生成精確圖像，最后學(xué)生可以利用數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)圖像進(jìn)行剖析，從而得出更為確切的結(jié)論。如：隨著稀鹽酸的不斷加入，溶液確實(shí)可變?yōu)橹行裕磮D像呈現(xiàn)pH=7），但是這個(gè)點(diǎn)的捕捉非常困難，只需極少量的鹽酸，利用膠頭滴管逐滴加入尋找反應(yīng)終點(diǎn)的方法從理論上分析是具有很大偏差的，大家觀察到的溶液從紅色恰好變?yōu)闊o(wú)色這一現(xiàn)象其實(shí)無(wú)法確定此時(shí)反應(yīng)恰好完成。

（三）協(xié)作探究，感受STEAM教育的實(shí)踐性

STEAM教育理念注重學(xué)生積極參與到活動(dòng)中，在“玩”中探索學(xué)習(xí)理論知識(shí)并培養(yǎng)工程思維，在“做”中思考并鞏固理論知識(shí)滲透技能的訓(xùn)練。運(yùn)用所學(xué)知識(shí)展開(kāi)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，既幫助學(xué)生鞏固了所學(xué)知識(shí)，又將其運(yùn)用在真實(shí)的生活情境中，這一點(diǎn)在化學(xué)復(fù)習(xí)課中可有效利用，能達(dá)到不錯(cuò)的效果。

（四）創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力

在初中科學(xué)課運(yùn)用STEAM教學(xué)時(shí)，教師可運(yùn)用陶行知的“生活即教育”理念，從九年級(jí)學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象或生活疑問(wèn)著手，讓他們通過(guò)閱讀、探究、實(shí)驗(yàn)操作等方式來(lái)解決疑問(wèn)，獲得知識(shí)，提高他們解決問(wèn)題的能力。例如，我在教授人教版九年級(jí)上冊(cè)“空氣”一課時(shí)，先利用視頻出示了我國(guó)部分地區(qū)在冬季時(shí)的霧霾現(xiàn)象、由霧霾引起的一系列變化以及為防治霧霾所作出的努力，如汽車限行、城市建設(shè)規(guī)劃等。在看到這則視頻內(nèi)容時(shí)，學(xué)生感同身受，此時(shí)，我將學(xué)生分為幾個(gè)小組，讓他們圍繞霧霾現(xiàn)象提出自己的探究主題，如有的小組提出的主題為：霧霾現(xiàn)象是怎么產(chǎn)生的？夏天為什么發(fā)生霧霾的概率較?。坑械男〗M提出的問(wèn)題則為：霧霾現(xiàn)象為什么在我國(guó)北方比較嚴(yán)重，會(huì)不會(huì)有一天南方也會(huì)發(fā)生大規(guī)模的霧霾？……基于現(xiàn)實(shí)考慮的化學(xué)問(wèn)題，對(duì)于激發(fā)學(xué)生的探究興趣具有積極意義，在小組合作學(xué)習(xí)下，有效提高了他們解決問(wèn)題的能力。

總之，基于STEAM理念下的化學(xué)教學(xué)具有新的教學(xué)理念、教學(xué)方式等，在實(shí)踐教學(xué)中，教師在吃透STEAM理念的概念的內(nèi)涵和外延的同時(shí)，結(jié)合化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)和中學(xué)生的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r，來(lái)針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，從而使該教學(xué)理念與化學(xué)學(xué)科做到科學(xué)融合，在提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量、豐富課堂教學(xué)資源的同時(shí)，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性的全面發(fā)展。

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