化學學科STEM課例之“紀念元素周期表150周年”

劉靖琳

一、基本情況

（一）課程背景

2019年化學元素周期表迎來了150周歲生日。為了給它“慶生”，聯合國宣布今年為“國際化學元素周期表年”。為使學生了解化學的發展歷史、化學與生活的聯系以及為人類發展作出杰出貢獻的科學家，增加對科學的興趣。特將“為元素周期表的第150個生日獻禮”定為本課題的主旨，學生通過活動最終需呈現出多種形式的“生日禮物”，例如：徽章/印章成品、錄制視頻、編寫與元素相關的話劇/故事、海報、書簽、手機殼等。

（二）課程目標

1.科學目標：通過動手實驗《金屬與非金屬的比較》體驗科學家做研究的方法和工具（觀察、推理、預測、交流、測量、排序、比較、分類、調查、建立模型、得出結論）。

2.工程目標：在一個月的時間里通過學習和資料收集完成“元素周期表150周歲的生日禮物”，體驗工程師做項目的流程，即定義問題、收集資料、提出解決方案、建立模型、評估與測試、修正模型、溝通交流。

3.技能與方法目標：鍛煉學生的資料搜集能力、溝通協作能力、語言表達能力、解決問題能力以及批判性思維能力。

4.品格培養目標：培養學生尊重不同想法，樂于接受挑戰，以及想象與思考什么是對自我和他人“有益”的能力。

（三）課程對象

初一至初三學生。根據學生學習能力水平對學生進行分組，每三人一組，并確立組員角色（Manager組織者、Technician技術員、Reporter記錄員），各隊選定自己的隊名及口號。

二、教學過程及課時安排

第一課時項目導入：背景與方法介紹;知識儲備學前測評。

第二-四課時項目實施： 動手實驗：學習實驗室安全知識，了解幾種典型的金屬（鈉、鎂、銅、鐵）與非金屬（硫、磷、碳）的物理和化學性質，學會區分金屬與非金屬的簡易辦法;學會書寫實驗報告;查閱資料了解更多的關于元素的知識（如：半導體材料、“世界之最”、合金），分享展示實驗成果和查閱資料成果;設計并美化元素周期表150周年“生日禮物”。

第五課時成果匯報：分享設計思路、過程，展示作品。

三、拓展

根據現階段學習成果，討論其他的作品呈現方式，師生共同對課程改進提出建設性意見。

四、評價方式

（一）作品展示

各組安排代表進行3-5分鐘的作品展示及介紹。

（二）結題測驗

學生自主出題與教師出題相結合，25個與元素周期表相關的選擇題，測試結果進行小組評比。教師根據測驗成績進行一對一反饋，進一步了解學生的學習收獲和體會，給學生以適當的學習方法指導。

（三）過程性評價及標準

本課程強調過程性評價，根據表現情況分為五等（優秀4分，好3分，良2分，中1分，差0分）。具體的評價項目及標準如下：

管理信息能力：明確項目任務、目的和實施的問題;設定并細化工作目標，分解任務和制定計劃;善于從不同途徑搜尋信息，并確定和選取相關信息;使用多種方式記錄信息，能根據已有信息進行加工整合。

思考、解決問題和決策能力：能提出問題并規劃總體設計，展示對問題的綜合理解和深度思考;提出解決方案并評估方案的可行性、風險和潛在的危險;撰寫項目報告。

設計/創造性：保持好奇心，善于頭腦風暴，以激發靈感;在多種想法和選擇中確定最佳方案;具有創新意識，設計的方案新穎獨特;實驗和調查現實生活中的STEM問題，并能做出相應設計。

協作：小組合作，建立信任，樂于分享;有效溝通，認同和尊重他人的感受和想法;勇于承擔工作責任，并展示一定的領導力;協同合作，提高效率，實現目標。

自我管理：自我反思，了解自己需要提高的地方并努力達成;能夠及時并妥善處理任務中出現的問題;能按時保質地完成任務;總結自己在項目中的優點和不足。

（四）學生感言、老師感言

1.學生感言

“這樣的課堂很有趣，我很喜歡”

“不僅鍛煉了動手能力，還豐富了知識，感覺時間太短了”

“必須得承認，一開始不以為然的我，到了后面根本停不下來”

“當作品呈現出來后，我們都很興奮，感到很驕傲”

2.教師感言

雖然設計此課程比常規課程需要花費更多的時間和精力，但這樣的嘗試是值得的。當老師與學生之間完全信任時，學生會通過任務的完成而展現出平常沒顯現出來的優點，每一位學生因為角色分工不同有機會展示自己的特長，學生會不時給老師驚喜。學生表現出來的進步和積極的配合也會促進老師把課程設計得更加豐富，起到教學相長的作用。