基于STEM理念下的一堂自主課

王波鋒

一、活動(dòng)理念和背景

STEAM教育的立足點(diǎn)，就是沖著解決生活中可能遇到的實(shí)際問題而去的。教給孩子的不是單個(gè)知識(shí)點(diǎn)，也不是唯一正確的答案，而是在面對(duì)問題時(shí)，如何用更加開闊的思維去解決它，獲得創(chuàng)造性的思考方法。其實(shí)這用我國(guó)的古語來表達(dá)是這樣的“授人以魚不如授人以漁”;授人以漁更重要的是鍛煉學(xué)生的思考能力和動(dòng)手能力以及“理解能力”。

STEAM教育的中心思想應(yīng)該是：全面的調(diào)動(dòng)學(xué)生綜合能力的提升，為新時(shí)代的發(fā)展培養(yǎng)復(fù)合型人才。

華師大科學(xué)初三物質(zhì)酸堿性一課，相對(duì)知識(shí)難度和教學(xué)要求不是很高，且初二二氧化碳中，已有酸堿指示劑能用來判斷物質(zhì)酸堿性的這個(gè)知識(shí)點(diǎn)基礎(chǔ)。

正好本校老師也做過一個(gè)小課題關(guān)于自制酸堿指示劑的研究，利用身邊的植物成功做了很多酸堿指示劑實(shí)驗(yàn)，為本節(jié)課的開展奠定了實(shí)踐操作基礎(chǔ)。

初三物質(zhì)酸堿性是學(xué)生開始相對(duì)比較系統(tǒng)了解物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的興趣和動(dòng)手能力非常重要。傳統(tǒng)酸堿性教學(xué)局限于科學(xué)課本的內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)室是不夠豐富的，學(xué)生對(duì)酸堿性的理解是被動(dòng)而抽象的，缺乏真實(shí)感，不能完全調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和興趣愛好，也缺乏自主探究和認(rèn)識(shí)過程。

基于STEM理念和我校教學(xué)實(shí)際情況，想辦法使學(xué)生變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，“授人以魚不如授人以漁”。因此，我想在教法上進(jìn)行一次大膽的嘗試，試著改變“教師講、學(xué)生聽”的簡(jiǎn)單模式，為學(xué)生設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)型開放式教學(xué)，讓學(xué)生自制酸堿指示劑，來探究身邊一些物質(zhì)的酸堿性。

二、活動(dòng)目標(biāo)

1、學(xué)生自制指示劑鑒別物質(zhì)酸堿性。

2、知道物質(zhì)酸堿性強(qiáng)弱可用PH值的高低來表示，會(huì)用PH試紙和標(biāo)準(zhǔn)比色卡測(cè)定溶液酸堿性強(qiáng)弱。

3、通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，體驗(yàn)探索研究的趣味。激發(fā)學(xué)生在生活中去發(fā)現(xiàn)科學(xué)、勇于探索的精神。

三、活動(dòng)過程

（一）、課前的準(zhǔn)備

準(zhǔn)備的有色植物材料：紫甘藍(lán)（紫卷心菜）、紅玫瑰花

實(shí)驗(yàn)材料：試管，燒杯，試管刷，試管架，玻璃棒，研缽，膠頭滴管，紗布，燒杯，試劑瓶，酒精溶液、白醋，氯化鈉溶液，蒸餾水、稀鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液

（二）、從日常生活的經(jīng)驗(yàn)引出關(guān)于酸堿性測(cè)定的話題

引出：我們?cè)诔圆惶斓臈蠲?、橙子的時(shí)候，味道怎樣的。（酸的）說說你所知道的酸的物質(zhì)還有哪些？（葡萄、汽水、醋、、蘋果汁、維C…….）

我們生活中還有一些物質(zhì)如：肥皂、洗潔劑等用起來，手有什么感覺？ 吃皮蛋時(shí)有什么味道？吃皮蛋時(shí)有什么味道？洗頭、洗澡時(shí)肥皂水不小心流入口中有什么味道？

學(xué)生：滑膩感，到嘴巴里有點(diǎn)澀味。

教師：對(duì)，像肥皂水、洗潔劑這樣有滑膩感，澀味的這類物質(zhì)通常是堿性的。那這種憑我們的感覺來判斷酸堿性是不科學(xué)的，有什么更好的方法來判斷物質(zhì)酸堿性？

學(xué)生：酸堿指示劑，紫色石蕊能使酸性物質(zhì)變紅，酚酞能是堿性物質(zhì)變紅。

教師：對(duì)，我們?cè)诔醵W(xué)二氧化碳的時(shí)候，就學(xué)到二氧化碳通入紫色石蕊試液生成一種酸性物質(zhì)使紫色石蕊試液變紅的。那么紫色石蕊是怎么來的，除了紫色石蕊還有沒有其他的物質(zhì)也能來判斷物質(zhì)的酸堿性，下面我們來自己動(dòng)手做個(gè)發(fā)明家吧。

（三）、酸堿指示劑的制取實(shí)驗(yàn)過程：

1、分A、B組分別將紫甘藍(lán)和紅玫瑰花瓣，放入研缽中

2、將材料在研缽中先研碎，然后將酒精（適量，能浸沒材料）放入研缽，繼續(xù)研磨使植物的細(xì)胞中的液體溶解到酒精中

3、用4層紗布過濾，取其濾液放入小燒杯中，記錄下原色。

4、A組少量洗衣粉溶解在燒杯中配成溶液待用;B組將少量肥皂切碎，放入燒杯中，加水?dāng)嚢?，取溶液待用?/p>

（四）測(cè)定常見物質(zhì)酸堿性：

A組：洗衣粉溶液、蒸餾水、白醋溶液分別加入3個(gè)試管中，各滴入5滴紫甘藍(lán)溶液。

B組：肥皂液、蒸餾水、橘子汁分別加入3個(gè)試管中，各滴入5滴紅玫瑰花液。

A組出現(xiàn)的現(xiàn)象為：淡綠色、藍(lán)色、紫色

B組出現(xiàn)測(cè)現(xiàn)象為：綠色，粉紅色、粉紅色

同學(xué)們被這奇怪的現(xiàn)象震撼，好奇心油然而生。這是為什么？

教師：大家知道洗衣粉和肥皂液是堿性的，白醋和檸檬汁是酸性的，那紫甘藍(lán)溶液和紅玫瑰溶液在這些溶液中呈現(xiàn)顏色一樣嗎，能有什么用？

學(xué)生：可以用來區(qū)別溶液酸堿性

教師：利用紫甘藍(lán)和紅玫瑰溶液在酸堿溶液中產(chǎn)生不同顏色的特點(diǎn)來判別物質(zhì)水溶液的酸堿性，我們稱這類物質(zhì)為酸堿指示劑。

那類似的指示劑實(shí)驗(yàn)室里也有，紫色石蕊試液。石蕊是地衣植物，沒有花，從中提取的指示劑還叫做石蕊，當(dāng)它溶解在水中就呈現(xiàn)紫色。還有是酚酞，人工合成的一種染料。試著用紫色石蕊試液和無色酚酞判斷溶液的酸堿性。

學(xué)生活動(dòng)：取石灰水溶液液、食鹽溶液、醋酸溶液，加入三個(gè)試管中，分別滴加紫色石蕊試液

取石灰水溶液液、食鹽溶液、醋酸溶液，加入三個(gè)試管中，分別滴加紫色無色酚酞試液

結(jié)論：紫色石蕊試液遇酸變紅，遇堿變藍(lán)色，中性不變色紫色

無色酚酞遇堿變紅色，遇酸無色，中性無色

（四）、酸堿強(qiáng)弱概念

教師：那同學(xué)們橘子汁和醋酸哪個(gè)更酸呢？

學(xué)生：醋更酸

教師：對(duì)這就產(chǎn)生了一個(gè)酸堿性強(qiáng)弱的問題。那我們可以用PH試紙來測(cè)溶液的，PH試紙也是從植物中提煉出色素，它不但能知道溶液的酸堿性，還能隨著酸堿性強(qiáng)弱的變化而產(chǎn)生不同的顏色，人們也就可以根據(jù)試紙的顏色來判斷溶液酸堿性的強(qiáng)弱了。

PH值范圍是0-14，PH=7表示中性，PH>7表示堿性，且數(shù)字越大堿性越強(qiáng)：PH<7表示酸性，且數(shù)字越小酸性越強(qiáng)。

講解pH試紙的使用方法后，學(xué)生測(cè)試剛才做實(shí)驗(yàn)的幾種溶液的pH。學(xué)生情緒高漲，相互比較各自測(cè)出來的PH值大小。

布置作業(yè)：自制植物指示劑，了解身邊溶液的酸堿性。

四、活動(dòng)反思：

本節(jié)課的主要亮點(diǎn)有：

1、課堂上實(shí)驗(yàn)用的材料大多來自生活，是實(shí)驗(yàn)更貼近生活，體現(xiàn)科學(xué)來自生活、服務(wù)于生活理念，也使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果更具有說服力，更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，去探究生活中的科學(xué)。

2、利用有限的課堂時(shí)間，讓學(xué)生最大限度地參與實(shí)驗(yàn)過程和討論過程，利用發(fā)散--收斂的思維方式，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生邏輯思考的能力和習(xí)慣。

3、情景是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的最主要的外在因素。利用身邊的物質(zhì)自制酸堿指示劑、酸堿性的驗(yàn)證、及PH值的測(cè)定都是學(xué)生自己動(dòng)手操作，并得出結(jié)論。且整個(gè)探究過程是開放，極大激發(fā)學(xué)生的興趣，實(shí)驗(yàn)過程中時(shí)刻發(fā)出“哇”的叫聲。也體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主人學(xué)習(xí)的主體地位;教師處于咨詢、幫助、引導(dǎo)、參與的位置，體現(xiàn)在授課過程中是探究的組織者和參與者，而不僅僅是知識(shí)的傳播者。

活動(dòng)中不足：

1.由于以學(xué)生活動(dòng)為主，通過學(xué)生活動(dòng)來總結(jié)獲得相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，所以上課時(shí)間比較緊，后面的測(cè)試溶液的PH值，有點(diǎn)匆忙。

2.同學(xué)由于溶液的濃度或指示劑濃度不同，與指示劑反應(yīng)得到的顏色有偏差。

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，教師的作用是組織、引導(dǎo)、促進(jìn)和共同參與，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)家那樣的探究過程，明白科學(xué)就在身邊，明白自己也有發(fā)現(xiàn)自然界奧妙的能力。通過以學(xué)生為主體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)安排，讓學(xué)生體驗(yàn)探究物質(zhì)性質(zhì)的過程，培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察，邊學(xué)邊做，手腦并用解決問題的能力，逐漸形成創(chuàng)造性的思維方法。

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