與STEAM教育理念融合下新課標高中化學教學探究

崔雪蕊

STEAM教育旨在真實的現實問題中，以小組探究的形式，來獲取知識和增長經驗，這樣學生將學習的知識和實踐聯系起來，更有助于知識深層次的理解。STEAM教育不在探究形式化，把學生放在課程的“c”位，充分調動主觀能動性和科學探索精神，讓學生主動去認知世界，觀察生活，發現問題，尋找方法，總結經驗，得出結論。筆者基于新課改下的化學課堂，淺談一下STEAM的實施。

平衡這一概念，不僅涉及到化學，還涵蓋了生物，物理等各個領域，對于化工生產，血液的研究都具有非常重要的意義。因此筆者選擇人教版高中化學選擇性必修1《化學反應原理》的內容與STEAM教育相融合，體現各學科的交叉性。在課程標準中，對這一章節的學業要求能運用濃度、溫度、壓強對化學平衡的影響規律（勒夏特列原理），計算濃度、轉化率等相關物理量的變化及推測平衡移動方向，進一步研究化學反應條件的選擇和優化，解釋生產、生活、實驗室中的實際問題等。

選擇“增強Na2CO3溶液的去油污效果的條件選擇”這一主題不僅貼近生活，同時有助于培養學生解決實際問題的能力，學生運用不同學科領域的知識和技能，符合了新課標對學生能力發展的要求。經過高中一年化學知識的學習，高二年級的學生已經具備一定的知識儲備、思考能力、處理能力、分析能力，在高一階段學生已經學過離子反應，能夠分析本節課給出的相關化學反應的離子方程式。

“增強Na2CO3溶液的去油污效果的條件選擇”這一探究活動涉及到不同學科領域的知識，本項目在知識層面能夠幫助學生掌握和理解化學平衡所涉及到的知識點，如什么是可逆反應，平衡移動的影響因素等，已達到化學學科核心素養的建構。在能力層面，提高學生合作與溝通、問題解決、創新思維、批判思維等。從而實現跨學科領域的 STEM 素養的提升以及跨學科的思維素養，最終綜合提升學生的核心素養。

整體教學的設計思路：在課堂設計中，以“增強Na2CO3溶液的去油污效果的條件選擇”為引導性問題，調動學生思考。教師起輔助和推動作用，讓學生一步步得出結論，最終掌握核心知識和核心概念。

整體實施過程：

環節一：情境建構，調動舊知

【教師】創設具體生活情境，激發學生興趣。在我們生活中有很多地方需要除掉油污，那我們通常有哪些辦法呢？

【學生】肥皂、洗潔精、汽油、洗手液、洗面奶……

【教師】普及生活中除油污的方法大致分為三種：堿性溶液反應法、溶劑法與乳化劑法，以及它們各自涉及的原理，然后展示堿性溶液去油污的原理（以Na2CO3為例）：

油污的代表物是由甘油和硬脂酸通過酯化反應得到硬脂酸甘油酯。硬脂酸和碳酸鈉反應生成硬脂酸鈉、二氧化碳和水。接下來讓學生們思考，增強Na2CO3溶液的去油污效果的條件選擇？

【學生】根據水解原理，去理解離子反應方程式，提出增大堿性及OH- 的濃度，即創設增強堿性去掉油污的生活情境，拓展化學知識面，調動和激發學生的探究熱情和學習熱情，同時培養學生信息收集、組織、存儲、鞏固的低階認知策略和科學素養。接下來拋出這節課的中心問題“增強Na2CO3溶液的去油污效果的條件選擇”，提出貼近生活的學習項目，讓學生解決生活中實際問題，達到學以致用的效果，培養學生的社會責任感責任感和使命感。分析水解的原理和相關的離子方程式，大部分學生提出增強堿性就能增強去油污能力，增大溶液中OH- 的濃度。有效培養學生系統分析的高階認知策略。

環節二：分析現象，得出新知

【教師】教師提出問題，引導學生思考：比如該反應有沒有完全反應？溶液中OH- 的濃度還可不刻意改變？化學反應中有沒有反應限度？如何增大反應限度？

【學生】閱讀資料和教材，發現飽和溶液中結晶和溶解同時存在，并同時進行，認識可逆過程。

【教師】總結歸納可逆反應概念，進一步追問：可逆反應是否一直在進行到底？

【學生】主動發言“不會進行到底，會到一個限度”。

【教師】得到化學平衡的概念。

溶液中OH- 的濃度可以改變，說明反應是雙向進行的，結合飽和溶液的資料，認識溶解平衡，學生學習到可逆過程。當反應進行到一定限度后，晶體的質量就不在改變，到達飽和狀態。聯系Na2CO3水解平衡的離子方程式，學生認識到化學平衡狀態。目的是讓學生從化學平衡的角度來認識客觀事物的發展進程，發現自然現象，建立起平衡的思想，有效提升學生的科學素養。學生通過計算、分析、推理，明白達到化學平衡時正逆反應速率是相等的，把科學素養與數學素養相結合。學生在探究過程中主動思考，循序漸進地建立起化學平衡的觀念，有效提升創見的高階認知策略，培養跨學科思維。

環節三：啟發思維，解決問題

環節四：方案展示，評估優化

環節五：實驗探究，總結結論

STEAM教育模式以基于項目活動的方式展開，在化學探究過程中，引導學生積極參與、尋找資源、解決問題、合作學習中，小組相互交流，思想碰撞出新的“火花”，產生新的思想，在不斷的不同的項目學習中，該過程不斷循環，學生每次都有新的體驗和感受，在這種影響下，學生的綜合學科觀念不斷增強，創新能力和學科核心素養以及信息整合技術更加有利于學生深度學習。