滲透STEM教育理念的中學化學教學模式探討
——以“有機化學復習”為例

(江蘇省揚州中學教育集團樹人學校,江蘇 揚州 225001)

1 STEM教育理念簡介

20世紀九十年代,美國國家科學基金會(National Science Foundation)為了強調科學(science)、技術(technology)、工程(engineering)及數(shù)學(mathematics)的重要性,首次把這四門學科的首字母整合成“STEM”。關于STEM教育的定義和內涵,還沒有全面而準確的闡述,因為STEM教育既不是一個有著清晰發(fā)展脈絡的教育思潮,也不是某個教育家或科學共同體提出的教育理論。在現(xiàn)有文獻中的一些定義里,往往是從它的某一方面來解釋的。有人認為STEM教育是一種通過整合科學、技術、工程和數(shù)學領域內容指引教學的途徑和方法,有人從STEM教育對振興國家經濟、增強國家競爭力的角度去解釋,也有人認為STEM教育是幫助學生發(fā)展21世紀公民所必需的特殊素養(yǎng)的一種解決方案。筆者傾向于認可后一種解釋,因為這種解釋反映了教育的固有功能,指出了教育對個體發(fā)展的影響和作用。

目前國內外大部分研究以STEM教育的整合性為取向,Honey等人對“整合”(integration)是這樣解釋的：在復雜現(xiàn)象或情境的工作任務背景下,要求學生運用多學科(multiple disciplines)的知識和技能。Johnson等人認為,整合性STEM教育是指教師通過與技術相關的工程設計和實踐來整合STEM學科,以促進學生對課程內容或實踐的學習。因此在課程設計和教學設計中都要重視現(xiàn)象或情境，以設計出合適的工作任務背景,并融合多學科的知識和技能,最終達到獲得知識并運用于實踐的目的。這一點在探究滲透STEM教育理念的中學化學教學模式中起指導性作用。

2 滲透STEM教育理念的中學化學教學模式

根據(jù)以上理論,筆者初步嘗試提煉出滲透STEM教育理念的中學化學教學模式(如圖1)。

圖1

2.1 情境創(chuàng)設

在教學設計時首先要創(chuàng)設一個教學情境,這個情境貫穿于整個教學過程,并且融會貫通于下面的幾個學習任務中,任務圍繞著情境設計,問題也從情境中來,整個過程學生在情境中學習。創(chuàng)設的情境要求多學科融合,盡量做到包含多學科的知識或直接與日常生活相結合,情境創(chuàng)設宜直入主題、豐富多彩。

2.2 任務設計

整個教學過程以任務為引領,學習任務貫穿于整個教學過程。學習任務設計圍繞著情境,情境指導著學習任務設計。任務中可涉及STEM中多學科的知識,主要為化學知識。任務可以為一個綜合任務，并分解為多個小任務,逐個擊破,最終完成綜合任務；也可設計成多個小任務,按順序層層遞進,逐個解決。任務設計宜多元化,即包括多元智能的應用和多學科知識和技能的應用。任務設計宜多樣化,內容可包含日常生活、生產中及實驗中的各種現(xiàn)象；完成任務的方法也可多樣化,例如小組合作、查閱書籍資料或自行實驗等。

2.3 問題設計

在學習任務下設計問題,以問題導學,用問題串的形式引導學生完成學習任務。問題設計宜更加細化、層次化。問題即學習任務的細化,問題之間層次鮮明,上個問題的答案可為下一問題提供思路或提示,每個問題層層遞進，環(huán)環(huán)相扣,最終通過問題串的解決完成整個學習任務。

2.4 學生學習

整個教學設計都以學生為中心,學習任務和問題都是用于引導學生學習的手段,在學習過程中學生可運用多學科的知識或多方面的技能來解決問題，并且將所得的知識應用于實際的情境中,達成學習目標。

3 滲透STEM教育理念的中學化學教學過程

根據(jù)圖1中的教學模式,筆者嘗試設計出滲透STEM教育理念的中學化學教學過程(如圖2)。

圖2

4 滲透STEM教育理念的中學化學教學過程設計示例

教學中以“任務引領、問題導學,教師為主導、學生為主體”,教師在創(chuàng)設的教學情境下布置學習任務并提出問題,將STEM學科知識整合到某一化學核心知識中,學生通過小組合作、查閱資料、計算求解等方式運用多學科知識思考、討論與交流,從而解決化學問題,并最終獲得相應的綜合性科學知識。學生在完成學習任務的過程中,教師發(fā)揮指導、監(jiān)督和評價的作用。以“有機化學復習”為例，其具體教學過程如表1。

5 結語

筆者以“有機化學復習”課為例,嘗試在教學過程中滲透STEM教育理念。采用“任務引領、問題導學,教師為主導、學生為主體”的教學方式讓學生通過多學科知識融合以及多方面技能的應用最終獲得化學知識,教學效果較好。

表1