基于STEM理念淺談《化學反應原理》課程的創(chuàng)新

摘 要：筆者根據《化學反應原理》課程的化學反應與能量、化學反應速率和化學平衡、水溶液中的離子平衡、電化學基礎四大板塊，參照STEM理念對《化學反應原理》的教學過程進行改革創(chuàng)新，讓學生成為知識學習的主動參與者，讓學生對化學反應原理有更加全面而深刻的認識，從而產生共鳴，體會化學的奧妙，讓知識不只是停留在試卷或書本上的簡單理論知識，而變得更加立體和有趣。

關鍵詞：STEM理念;主動參與者;化學反應原理;改革創(chuàng)新

中圖分類號：G423? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-624X（2019）45-0079-02

引 言

高二化學的選修四《化學反應原理》的內容是黑白色的，沒有彩色的裝飾，內容都偏理論，但是它是化學的核心所在，其中的原理與生產生活息息相關。如何基于STEM理念將《化學反應原理》課程進行改革創(chuàng)新，是一線教師在課堂上急需解決的問題。

選修四《化學反應原理》的內容分為四大板塊：一是化學反應與能量;二是化學反應速率和化學平衡;三是水溶液中的離子平衡;四是電化學基礎。基于四大板塊的內容，基于STEM課程的核心理念，筆者認為，將每個板塊置于一個大背景環(huán)境下，去解釋一個工廠的生產原理、一些生活中的技巧，如制作一個泡沫滅火器或凈水裝置、組裝一個電解池、分析氯堿工業(yè)的設計流程等。這些學生主動分析和制作的過程無疑從STEM五個方面培養(yǎng)學生綜合素質，提升學生競爭力的有效途徑。

在化學反應原理的教學過程中，教師會發(fā)現很多原理在現實的生產中并沒有書本上那么簡單。例如，等效平衡的問題，常規(guī)的課堂上教師會幫學生分析等效平衡存在的幾種情況，以及遇到不同的題型如何分析。但是，實際的教學過程是，學生僅僅會做題，而且大部分學生無法形成長期的記憶，甚至不知道得出的規(guī)律是如何推導生成的，盡管當時在課堂上聽懂了“相似平衡、全等平衡、含全等條件的相似平衡”，但是對于等效平衡的認識是單一的、片面的，僅僅停留在會做題的層面的，而這種狀況是可悲的，需要一場改革創(chuàng)新，向傳統(tǒng)教學模式中注入STEM理念的新鮮血液[1]。

基于STEM理念，有關《化學反應原理》課程的改革創(chuàng)新，筆者有以下幾點想法。

一是在學生學習可逆反應及化學平衡后，教師要引導學生結合工業(yè)合成氨進行一次化工生產條件的探討，從而分析出采用的化學反應及相關理論有哪些，并從中分析目前工業(yè)合成氨工藝流程的利與弊。如此，不僅將已學知識串聯起來，還使學生對生活、生產與課本知識之間的關系有了更深刻的把握。當然，也可以結合如何應對合成氨泄漏問題來進行討論，全面地剖析問題，用化學解釋生活、生產，用化學服務生活、生產，用化學點亮美好生活。同時，教師也可以針對合成氨反應條件的獲取、合成氨工廠如何提高產率、氨是如何服務于生活等問題，開展小組合作撰寫小論文的活動，真正做到全面深刻地學習選修四的第一、第二章內容。氨作為重要的化工原料，主要用于肥料工業(yè)、基本無機化工、有機化工、制藥工業(yè)、塑料工業(yè)及國防工業(yè)。從另一方面體現出合成氨的重要性，教師通過對于合成氨用途的介紹，可以激發(fā)學生研究合成氨的反應條件，如何提高反應速率、如何提高產率、如何控制成本、如何防止泄露、如何應對應急情況等一系列問題，都是值得學生去探索的。而學生在這些問題的探索過程中，會得到科學、技術、工程、數學及人文等各方面能力的提升，同時還會培養(yǎng)學生的小組合作意識以及獲得成就感。

二是在學生學習了鹽類水解的實質與規(guī)律后，教師可以進行一次開放性的課堂教學，將課堂交還給學生，利用小組匯報以及作品展示的形式來進行“鹽類水解的應用”的教學。鹽類水解的應用很廣泛，有理論知識的分析，也有生產生活中事實的解釋。學生可以根據自己的特長組隊，動手能力強的小組可以制作泡沫滅火器及凈水劑等;邏輯思維能力比較強的學生可以搜集生活中的與鹽類水解相關的事例，與同學們分享其中的化學奧妙。這樣一來，一堂有關鹽類水解的課程就變得生動而多姿多彩。

三是在學生學習了電解質溶液后，教師可以開展一次交叉學科課堂。這堂課由化學教師與生物教師共同主持，由化學與生物學科的學生代表準備一堂一分為二的課堂，從化學和生物兩個方面深入剖析“人的體液和組織液中的電解質含量與生理功能之間有怎樣的聯系？”“血液中的主要緩沖系及其作用，如何用化學原理去解釋？”“人體內的緩沖對的工作原理。”

四是在學生學習了沉淀溶解平衡后，教師可以嘗試利用沉淀溶解平衡除去鍋爐水垢，并解釋其中的原理;利用飽和碳酸鈉可以將重晶石轉化為易溶于酸的碳酸鋇。但是，聽上去有一些不可思議，因此，教師可以為學生提供實驗藥品，讓學生親自嘗試這一沉淀轉化的過程，體驗化學的神奇。這樣，學生才會對這些原理更加信服，才更樂于用原理去解釋現象。當然，教師也可以做溶洞形成的模擬實驗，基于STEAM理念，不單單是紙上談兵，真正地去做過后才能對原理更加信服，更愿意去思考整個原理是怎樣的，從而形成長期記憶，變?yōu)榻K生難忘的回憶。

五是在學生學習了電化學基礎知識后，教師可以嘗試一次物理、英語、化學三大學科的交匯課堂，以一篇有關電化學最新、最有影響力的SCI論文為背景，將化學專業(yè)英語、物理中的電流、化學中的氧化還原原理結合在一起，進行一次論文報告會。這樣的報告會為高中生打開一扇窗，看看研究化學的碩士生、博士生研究的是什么，需要掌握哪些方面的技能，激勵學生在高中階段需要重視每一門學科，切勿出現偏科的現象，體會學科交叉的魅力。

六是適當調整教學順序。在一次教學過程中，當講到化學平衡常數的相關練習題時，有一道題筆者請一位同學來回答，他的答案簡潔、思路清晰。而筆者卻在用等效平衡原理，經過復雜且不好理解的思路解這道題，當時的感覺猶如醍醐灌頂，經過仔細思考后，發(fā)現等效平衡和化學平衡常數之間有著千絲萬縷的聯系。因此，筆者開始形成一個大膽的想法：能否在學生學習了化學平衡常數之后再去講解等效平衡？等效平衡的實質到底是什么？這一系列的思考，其實僅僅是因為筆者給了學生一次分享自己想法的機會，但是有太多的課堂，尤其是習題課，筆者并沒有給學生太多的機會去分享他們的所思所想。在習題的講解課堂中，是否也可以改革創(chuàng)新，是否可以轉變成一場思維的碰撞？這是化學課堂改革創(chuàng)新的重中之重。

結? ?語

課堂不是一言堂，是需要思維碰撞的，是需要實踐的。只有真正做過，才能相信，才愿意發(fā)自內心地去學習、去感受。行動的力量是強大的，遠勝于華麗辭藻的修飾[2]。基于STEM理念的《化學反應原理》課程的改革創(chuàng)新，有太多想法，需要一次次去實踐，一次次進行教學反思，在化學教學的道路上，最怕重復，教師應當與時俱進，勇于突破束縛，尋找真知識、真結論。

[參考文獻]

董忠林.淺析高中化學教學方法與經驗[J].名師在線，2019（24）：13-14.

羅春芳.新課標背景下的高中化學實驗教學思考[J].名師在線，2019（20）：45-46.

作者簡介：趙利（1989.12—），女，陜西西安人，二級教師。