基于STEM理念的初中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)

張軍

摘要：將STEM教育理念引入課堂教學(xué)，以初中化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)“配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氯化鈉溶液”為例，設(shè)計(jì)了基于STEM理念的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)方案。通過(guò)創(chuàng)設(shè)STEM教學(xué)情境提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生將多學(xué)科知識(shí)應(yīng)用于解決配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液?jiǎn)栴}，以達(dá)到提高學(xué)生分析問(wèn)題能力、解決問(wèn)題能力和學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目的。

關(guān)鍵詞：化學(xué)教學(xué)；STEM教育；教學(xué)設(shè)計(jì)；學(xué)科素養(yǎng)

文章編號(hào)：1008-0546（2018）11-0077-02 中圖分類(lèi)號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2018.11.025

STEM教育源于美國(guó)，是一種重實(shí)踐、學(xué)科融合的教育理念。基于STEM理念的初中化學(xué)課程學(xué)習(xí)，脫離了短暫且孤立的教師為中心的課堂教學(xué)，取而代之的是將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等跨學(xué)科的知識(shí)融合應(yīng)用于化學(xué)學(xué)科當(dāng)中 [1]。義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）的課程設(shè)計(jì)理念中提到化學(xué)學(xué)科應(yīng)以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨。在教學(xué)建議中強(qiáng)調(diào)要重視學(xué)科間的聯(lián)系，有目的、有計(jì)劃地設(shè)計(jì)一些學(xué)習(xí)活動(dòng)，加強(qiáng)化學(xué)與物理、生物、地理等學(xué)科之間的聯(lián)系 [2]。通過(guò)融合STEM理念的初中化學(xué)課程學(xué)習(xí)，能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，感悟各學(xué)科之間的緊密聯(lián)系，同時(shí)有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。本文以滬教版化學(xué)九下基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)五“配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氯化鈉溶液”為例，設(shè)計(jì)了基于STEM理念的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行了有效的嘗試。

一、教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)課是滬教版化學(xué)下冊(cè)教材中的第五個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)際生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，很多時(shí)候必須使用一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液。本節(jié)課立足溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算方法，進(jìn)一步延伸到具體的配制方法，使學(xué)生體驗(yàn)到學(xué)有所用的快樂(lè)。同時(shí)通過(guò)溶液的配制加深對(duì)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算公式的理解，加深對(duì)配制溶液一般過(guò)程的了解，鞏固托盤(pán)天平、量筒、燒杯、玻璃棒、藥匙、膠頭滴管等化學(xué)儀器的使用方法；提高實(shí)驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，也為高中學(xué)習(xí)物質(zhì)的量濃度做準(zhǔn)備。整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程涉及到計(jì)算和稱(chēng)量、量取、溶解等基本的實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)的誤差分析等多方面知識(shí)，符合STEM理念中對(duì)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)多方面能力的培養(yǎng)。

二、設(shè)計(jì)思路

在科學(xué)層面，重點(diǎn)突出化學(xué)知識(shí)。如：理解溶液質(zhì)量和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)并學(xué)會(huì)溶質(zhì)、溶劑的計(jì)算方法，了解溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表示方法等重要的知識(shí)。

在技術(shù)層面，如能用天平準(zhǔn)確稱(chēng)量出藥品的質(zhì)量、用量筒量取出水的體積，能進(jìn)行溶液的溶解和轉(zhuǎn)移；能規(guī)范使用托盤(pán)天平、量筒、燒杯、玻璃棒、藥匙、膠頭滴管等基本儀器，了解基本儀器的使用注意事項(xiàng)。

在工程層面，能制定實(shí)施方案，初步掌握計(jì)算、稱(chēng)量、量取、溶解、轉(zhuǎn)移等具體的實(shí)驗(yàn)操作步驟。

在數(shù)學(xué)層面，能通過(guò)定量分析的方法進(jìn)行溶液質(zhì)量、溶質(zhì)、溶劑質(zhì)量和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的計(jì)算，并學(xué)會(huì)進(jìn)行誤差分析。

三、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重難點(diǎn)分析

1.教學(xué)目標(biāo)

（1）知識(shí)與技能

①通過(guò)配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液任務(wù)活動(dòng)的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算方法；

②初步學(xué)會(huì)配制100g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的NaCl溶液；

③根據(jù)實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果，找到誤差出現(xiàn)的步驟并能分析其中可能出現(xiàn)的原因。

（2）過(guò)程與方法

通過(guò)練習(xí)一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液的配制，使學(xué)生掌握溶液配制的基本步驟，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。

（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生能夠感受到化學(xué)與社會(huì)技術(shù)及與其他學(xué)科之間是可以整合的，有利于培養(yǎng)他們的協(xié)作創(chuàng)新精神和實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)。

2.教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：能進(jìn)行有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算并初步學(xué)會(huì)配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液。

難點(diǎn)：配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液的步驟和分析實(shí)驗(yàn)操作中的誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

四、設(shè)計(jì)過(guò)程及設(shè)計(jì)意圖

基于STEM理念下的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)不僅符合我國(guó)目前科學(xué)教育研究的新思路，也為我國(guó)初中化學(xué)課堂教學(xué)注入了新的活力。基于STEM理念下的初中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)，注重引導(dǎo)學(xué)生將不同學(xué)科的知識(shí)用于處理化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程遇到的實(shí)際問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)學(xué)到了配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液的方法步驟，實(shí)驗(yàn)的基本操作以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題。教學(xué)中注重引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題及培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力，體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 羅伯特·M·卡普拉羅.基于項(xiàng)目的STEM學(xué)習(xí)[M].上海：上海科技教育出版社，2016

[2] 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012

[3] 陸庭鑾.促進(jìn)化學(xué)深度學(xué)習(xí)STEM項(xiàng)目設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教與學(xué)，2018，6