基于STEAM教育理念的課例開發

姚海遠 徐楊麗文

摘要：20世紀末美國提出的STEAM教育思想是注重學生整合科學、技術、工程、藝術和數學知識的教育思想。中學化學教學立足于化學學科本位，注重學科文化的融合與發展，培養具有創新素養的復合型人才是教育改革的核心目標之一。本文以豆腐制作的教學設計和實施為主題，融合STEAM教育思想實施化學教學，旨在探索化學教學的新的可能性，培養學生的創新意識和能力。

關鍵詞：STEAM教育 課件開發 化學教學

STEAM課程是對于以下五門學科的一種整合：科學、技術、工程、藝術和數學，即Science、Technology、Engineering、Artistic、Mathematics。它是將多學科的內容進行整合，進而創設真實的問題情境，并帶領學生自主學習、探索問題、解決問題的一種新的課程模式。STEAM強調通過學科間的聯系融合，提高學生邏輯思維能力，并在教學過程中，鍛煉學生解決問題的能力，以及合作和創新的能力。該課程旨在培養具有創造和革新精神的學生，使學生的綜合素養在教學過程中得到充分的培養。

一、化學STEAM教育課例開發意義

化學新課標指出，化學課程的宗旨是要充分發揮整體育人功能，在以化學實驗為主的多種探究活動中，轉變學生的學習方式。在高中化學教學中，我們嘗試將STEAM教育課例融入其中，開設以化學學科為主體、多學科知識融合的綜合性教學課堂，其不僅符合新課標的目標之一——培養復合型人才，而且在激發學生學習興趣，提升綜合素養方面也尤為重要。豆腐制作工藝歷史悠久，并被先人不斷改進，將豆腐制作這種傳統技藝與STEAM理念結合，開發化學實驗課例，讓學生學習傳統制作工藝的同時，提高其實踐操作能力，在實踐中掌握化學知識，增強了課程內容與社會生活的聯系，有助于學生化學學科素養的發展。

二、STEAM指導下豆腐制作課例的開發與實施

（一）豆腐制法

豆腐的制備在中國有著悠久的歷史，而關于豆腐制備的最早的紙質記載要追溯到明代。從李時珍的《本草綱目》中可以發現，在明朝，豆腐的制作工藝就已經相對成熟。“豆腐之法，凡黑豆黃豆及白豆綠豆之類皆可為之”“造法：水浸、破碎、去渣、蒸煮”。同時李時珍對制作豆腐的材料也進行了詳細介紹，“以鹽鹵汁或山礬汁或酸醋淀，就釜收入。又有人缸內以石膏末收者”，其中鹽鹵汁的主要成分是氯化鎂、硫酸鎂、氯化鈉等;含重水鹽類的礦物，如鉀礬等被稱為山礬汁;石膏是含水硫酸鈣;酸醋即生活中的食用醋，這些材料即使在今天也依舊被廣泛沿用。在明代吳氏的《墨娥山錄》中，我們也發現了關于豆腐的一些記載：“凡做豆腐，每黃豆一升，入綠豆一合，用鹵水點就，煮時甚筋韌，秘之又秘。”文中對豆腐制作的材料配比的經驗總結在今天仍然值得學習和嘗試。而明代詩人蘇秉衡所作的《豆腐詩》中關于豆腐有這樣的描述：“瓦缶浸來蟾有影，金刀剖破玉無瑕。”也引人無限遐想。

本項目中，學生通過制作豆腐，深入理解膠體聚沉等相關高中化學知識，并將所學知識用到實踐中，以深入了解化學學科與生活的緊密聯系。在小組合作學習中，學生發現、分析和解決問題的能力得到充分的鍛煉;通過小組演講和問答活動，學生用科學語言表達所知所學的能力和批判性思維能力得到鍛煉。

（二）教學目標

通過完成本課例的實踐任務，學生應達到以下三個維度的要求（如表1所示）。

（三）任務規劃

設計在實驗室進行豆腐制作的流程;比較并篩選出適合在實驗室進行的豆腐制作方法。

（四）課程安排與實施

第一課時

學習目標：通過團建活動促進彼此間的合作;

通過小組調查研究，制訂一個可以在實驗室進行豆腐制作的方案。

核心問題：如何設計出一套適合在實驗室中進行的豆腐制作流程？

核心任務：開展團建活動;

學習膠體聚沉、物質提純相關知識;

開展“豆腐制作”方案設計活動。

評價策略：教師通過觀察學生之間的合作、溝通和思考情況進行評估。

教師定期以“大拇指朝上，大拇指朝下”的方式來檢測學生的掌握情況。

所需材料：A4紙，電腦，課件。

學習活動：

1.團建活動

學生參與團建活動：“領導者”游戲，A4紙圈住團隊成員。

學生抽簽分組，組內自我介紹。

2.了解相關知識

了解豆腐制作原理、方法

3.明確任務

①學生通過相關原理的學習，明確任務。

豆腐制作是我國的一項傳統工藝，現在也已經實現了工業化生產，豆腐制作過程中主要涉及物質的分離、提純，膠體的聚沉等相關理論與實驗知識，但是實驗過程還需要我們來研究。為了學習傳統工藝，我們需要設計出一套適合在實驗室進行的豆腐制作方案。

②學生以小組為單位針對任務進行調查研究并構思初步想法。上網查詢，并設計方案。包括所需的原材料如何購買，豆漿研磨設備、豆腐成型設備以及加熱裝置的選擇。

4.反思

學生在教師的引導下，利用反思日志或者筆記對當日的學習和活動展開討論、反思和總結。

第二課時

學習目標：用購買的原材料、購買或自制的設備進行豆腐制作。

核心問題：如何優化方案？如何優化產品模型？

核心任務：利用原料和設備進行豆腐制作;學生對設備進行調試，改進方案。

評價策略：對學生是否根據設計方案采購材料和制作裝置作出評價;對制作過程中的組員合作情況作出評價;對學生在裝置測試過程中能否發現問題，并及時改進、修改設計作出評價。

所需材料：制作豆腐需要的主要材料有大豆、水、鹵水（或者其他替代品）;主要工具有磨（石磨或者電磨）、提布、加熱設備、模具（下邊可以滲水的那種）。

學習活動：

1.制作、測試、優化裝置模型

①學生根據設計方案采購相應的材料制作豆腐，分工合作，對制作過程中遇到的問題或困難進行記錄。如有調整，先修改設計方案，再進行制作。

②學生進行組內互評

2.每日反思

學生在教師的引導下，利用反思日志或者筆記對當日的學習和活動展開討論，并進行反思和總結。

第三課時

學習目標：展示成果，回顧項目實施過程，培養學生歸納整理的能力、語言組織能力及闡述能力;通過PPT，進行產品推廣及合作交流。

核心問題：需要通過哪些方面來展示我們的設計？如何通過PPT來展示自己的設計思路？

核心任務：回顧整個項目的內容，學生制作PPT來展示作品以及分享設計體會，進行互動評價。

評價策略：

能制作合適的介紹產品的PPT;

利用小組自評和互評來發現產品的優劣;

能夠順利地進行產品介紹工作。

所需材料：電腦。

三、思考與展望

本課以豆腐的制作為主題，將STEAM應用到化學教學中，以化學學科的知識為主體，綜合其他多個學科的知識，使得學生個性化的發展需要得到滿足，同時也培養了學生核心素養。

化學最大的特點就是以實驗為基礎，隨著新課程改革和高考改革的推進，化學教學的功能和價值也在逐漸發生變化，不再局限于對知識本身的學習，更多的是向著促進學生全面發展，提升其化學核心素養的方向轉變。融合了STEAM教育理念的高中化學教學滿足了課程改革對于學生的新要求。在教學過程中，將傳統教學與STEAM有機融合，可以使得學生充分感受化學的魅力，體會化學的思維、實驗、方法、技術之美。

參考文獻：

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責任編輯：黃大燦