STEM教育在高中化學教學實踐中的研究

王洪珠

(江蘇省揚州市寶應(yīng)縣氾水高級中學 225200)

STEM教育從1986年開始提出，自提出開始，有不少教育專家響應(yīng)其教學方針，設(shè)計多樣化的教學方案，以達到創(chuàng)新教學的目的.在該教育實踐中，同時涉及了科學、工程、數(shù)學與技術(shù)，每一項內(nèi)容都是新時代發(fā)展所需掌握的知識要素.美國的科學教學深深地貫徹此教學方針，企圖收獲最佳的教學效果，我國教育專家雖然才認識到這種教育方針與時代發(fā)展的緊密貼合，但也在積極探究此教育方針在教育學科中的應(yīng)用.高中化學學科的教學難度較大，需要學生將生活體驗與教學內(nèi)容結(jié)合在一起，才能有效提高化學成績.而STEM教育理念正好幫助學生彌補實踐中的不足，給學生提供更多教學體驗，對我國的化學教育行業(yè)發(fā)展有指向性的作用.

一、STEM教育的內(nèi)涵

STEM教育的內(nèi)涵便是科學、工程、數(shù)學和技術(shù)，這一教育理念不僅可以理解為是四個學科與新的教學學科的知識融合，也可以理解為是四個學科與新的教學學科的教學思想的融合.我國目前在教育上強調(diào)綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，對綜合素質(zhì)高的人才需求逐漸增大，而該理念包含幾大學科的教學內(nèi)容，有利于我國培養(yǎng)多元化人才，增強人才的知識技能掌握能力，貫徹此教育方針，能為我國輸送更多優(yōu)秀人才，同時也幫助我國逐漸健全教學體系，增強我國教育能力.

二、STEM教學實踐的重要性

化學學科本身，需要教師掌握較多的知識，才能完成個人教學工作，而教師在教學時也忽略知識的系統(tǒng)性，常常因為教學知識的雜亂，導致教學效率的降低.其次，我國化學學科的知識劃分，也較為局限，不利于學生在學習中拓寬學習思維，對學生充分理解化學的內(nèi)涵有較大限制.STEM教學實踐正好幫助教師系統(tǒng)地梳理教學內(nèi)容，幫助教師完整地架構(gòu)教學體系，根據(jù)教學理念中的四個學科，分別將化學與其結(jié)合在一起，對學生進行教學.充分地追趕時尚潮流.結(jié)合教育理念使用到的教學方法，不僅能有效提高學生的學習效率，也能增強教師的教學能力，對化學學科的未來發(fā)展有重要的促進運用.

三、基于STEM的化學教學模型建構(gòu)

STEM教育理念用于教學時，需要架構(gòu)清晰的模型，才能便于教師在教學中靈活運用，其實根據(jù)學生的反應(yīng)調(diào)整教學計劃.本文從筆者的教學經(jīng)驗出發(fā)，提出基于STEM的化學教學模型，以供教師參考.在具體的教學環(huán)境中，教師在課堂開始前向?qū)W生提出與本堂課教學內(nèi)容有關(guān)的問題，引導學生思考問題，創(chuàng)設(shè)思考環(huán)境，讓學生始終保持求知的狀態(tài)，也便于學生養(yǎng)成好的學習習慣.其次，教師在問題的擬定上應(yīng)該盡可能多元化，將知識的各方面組合在一起，使教學效果更加突出.具體的STEM化學教學步驟如下：

1.教師結(jié)合生活實際創(chuàng)設(shè)教學情境.

2.教師根據(jù)課程教學要求，設(shè)立教學提問.

3.教師指導學生借助網(wǎng)絡(luò)健全個人知識網(wǎng)絡(luò).

4.教師利用小組討論，充分貫徹STEM知識點.

5.教師引導學生通過自主學習，達成教學目的.

四、STEM教育在高中化學教學中的實踐研究

本文主要研究將STEM教育理念用于化學教學中的實踐方式，以化學課本中的“原電池”內(nèi)容為例，探討該教學理念的實際應(yīng)用.

1.創(chuàng)設(shè)教學情境

根據(jù)“原電池”一章節(jié)需要教學的內(nèi)容，教師可以將“電池”突出，作為引導學生思考的切入點，讓學生從教師創(chuàng)設(shè)的教學情境入手，積極學生的思考行為，幫助學生增強化學學習積極性.比如，教師可以在教學開始前，向?qū)W生舉出生活中常見的電子產(chǎn)品，并詢問學生對這些電子產(chǎn)品電池了解多少，創(chuàng)設(shè)如果手機沒電了的情境，引導學生思考能通過什么方式供電，通過這樣的方式引發(fā)學生對“電池”和“原電池”的關(guān)注，達到教學目的.

2.設(shè)立教學提問

“原電池”一章節(jié)中，有許多較難理解的知識點，作為教師，需要在課堂中，有意識地對學生進行提問，才能讓學生更好地將學習到的知識與生活實際結(jié)合起來，以便學生解決生活問題.在STEM教育理念中，提到的四個方面，可以為教師設(shè)立教學提問提供參考，比如教師可以提“原電池中電極如何選擇？”“如何才能組合一個完整的閉合電路？”“原電池的電流如何才能長期趨于穩(wěn)定狀態(tài)？”“原電池的轉(zhuǎn)換效率如何計算？”等問題，讓學生結(jié)合四個方面思考學習的內(nèi)容.

3.借助網(wǎng)絡(luò)健全個人知識網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)能給學生提供更多的教學資源，教師在教學時必須向?qū)W生介紹通過網(wǎng)絡(luò)學習的方法，讓學生合理地借助網(wǎng)絡(luò)，理解教學難點，并且用在網(wǎng)絡(luò)中熟悉的知識健全個人知識網(wǎng)絡(luò)，幫助學生理解化學難點，并且樹立正確的化學學習思想.比如，教師可以就上述提到的問題，讓學生借助網(wǎng)絡(luò)尋找答案.教師也可以將新的教學內(nèi)容與學生的網(wǎng)絡(luò)搜尋聯(lián)系在一起，在教學中引導學生搜索“電極”，通過網(wǎng)絡(luò)知識的檢索發(fā)現(xiàn)“鹽橋”的存在，并熟悉其定義，探究其來源.通過此方式不僅能拓寬學生的知識網(wǎng)絡(luò)，也能讓學生理解到網(wǎng)絡(luò)的豐富性，也增強學生的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能力.

4.利用小組討論貫徹知識點

由于學生在學習時，自主學習能力較差，教師需要將學生分為小組，通過小組討論的方式，互相監(jiān)督、互相學習，提高學生們的自主學習能力.教師可以將STEM教育理念中的四個代表含義告知學生，并引導學生以小組為單位分別討論與之有關(guān)的問題，并主動探究答案，通過此方式貫徹教育理念，同時也幫助學生熟悉知識點，有效增強學生的化學思考和解答能力.

5.通過自主學習達成教學目標

除教師在教學時引導學生學習的內(nèi)容外，教師還需要讓學生有自主學習的空間，適當?shù)卦诮虒W時提出可探究的問題，讓學生能自主通過閱讀教材或收集資料來獲得知識儲備.總之，教師需要在教學中向?qū)W生提及閱讀教材和搜集資料的必要性，在課程中提出對應(yīng)的問題，讓學生，通過閱讀教材獲得答案，在求知行為達成的過程中，學生也能正確對待閱讀教材的這一過程，更重視教材內(nèi)容.比如，教師可以在課堂中提出雙液原電池該如何安裝的問題，學生對該名詞的陌生，促使其翻閱教材，使其在教材閱覽中獲得對應(yīng)知識.

美國在應(yīng)用STEM教學時，收獲不錯的教學效果，學生的學習綜合能力有明顯的提升，對我國教學而言，也樹立了榜樣.STEM教育理念中強調(diào)培養(yǎng)復合型人才，與我國的培養(yǎng)方針不謀而合，因此我國在現(xiàn)有的教育方式上，積極融合新的教學理念和教學方法，以求掌握理念和方法中的精髓，引導教師形成正確而有效的教育思想，不僅能有效提升個人的教學能力，也能為塑造個人教師形象起到較大幫助.其次，高中化學教師在應(yīng)用該教學理念時，也需要帶有與時俱進的思想來學習新知識、理解教學內(nèi)容，在個人教學知識儲備增多的基礎(chǔ)上，深入貫徹教學理念，才能真正發(fā)揮該理念的重要性，為我國化學行業(yè)儲備更多人才.