滲透STEM教育理念的中學(xué)化學(xué)教學(xué)模式探討
——以“有機(jī)化學(xué)復(fù)習(xí)”為例

(江蘇省揚(yáng)州中學(xué)教育集團(tuán)樹人學(xué)校,江蘇 揚(yáng)州 225001)

1 STEM教育理念簡(jiǎn)介

20世紀(jì)九十年代,美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(National Science Foundation)為了強(qiáng)調(diào)科學(xué)(science)、技術(shù)(technology)、工程(engineering)及數(shù)學(xué)(mathematics)的重要性,首次把這四門學(xué)科的首字母整合成“STEM”。關(guān)于STEM教育的定義和內(nèi)涵,還沒有全面而準(zhǔn)確的闡述,因?yàn)镾TEM教育既不是一個(gè)有著清晰發(fā)展脈絡(luò)的教育思潮,也不是某個(gè)教育家或科學(xué)共同體提出的教育理論。在現(xiàn)有文獻(xiàn)中的一些定義里,往往是從它的某一方面來解釋的。有人認(rèn)為STEM教育是一種通過整合科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)容指引教學(xué)的途徑和方法,有人從STEM教育對(duì)振興國(guó)家經(jīng)濟(jì)、增強(qiáng)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的角度去解釋,也有人認(rèn)為STEM教育是幫助學(xué)生發(fā)展21世紀(jì)公民所必需的特殊素養(yǎng)的一種解決方案。筆者傾向于認(rèn)可后一種解釋,因?yàn)檫@種解釋反映了教育的固有功能,指出了教育對(duì)個(gè)體發(fā)展的影響和作用。

目前國(guó)內(nèi)外大部分研究以STEM教育的整合性為取向,Honey等人對(duì)“整合”(integration)是這樣解釋的：在復(fù)雜現(xiàn)象或情境的工作任務(wù)背景下,要求學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科(multiple disciplines)的知識(shí)和技能。Johnson等人認(rèn)為,整合性STEM教育是指教師通過與技術(shù)相關(guān)的工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐來整合STEM學(xué)科,以促進(jìn)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容或?qū)嵺`的學(xué)習(xí)。因此在課程設(shè)計(jì)和教學(xué)設(shè)計(jì)中都要重視現(xiàn)象或情境，以設(shè)計(jì)出合適的工作任務(wù)背景,并融合多學(xué)科的知識(shí)和技能,最終達(dá)到獲得知識(shí)并運(yùn)用于實(shí)踐的目的。這一點(diǎn)在探究滲透STEM教育理念的中學(xué)化學(xué)教學(xué)模式中起指導(dǎo)性作用。

2 滲透STEM教育理念的中學(xué)化學(xué)教學(xué)模式

根據(jù)以上理論,筆者初步嘗試提煉出滲透STEM教育理念的中學(xué)化學(xué)教學(xué)模式(如圖1)。

圖1

2.1 情境創(chuàng)設(shè)

在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)首先要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一個(gè)教學(xué)情境,這個(gè)情境貫穿于整個(gè)教學(xué)過程,并且融會(huì)貫通于下面的幾個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)中,任務(wù)圍繞著情境設(shè)計(jì),問題也從情境中來,整個(gè)過程學(xué)生在情境中學(xué)習(xí)。創(chuàng)設(shè)的情境要求多學(xué)科融合,盡量做到包含多學(xué)科的知識(shí)或直接與日常生活相結(jié)合,情境創(chuàng)設(shè)宜直入主題、豐富多彩。

2.2 任務(wù)設(shè)計(jì)

整個(gè)教學(xué)過程以任務(wù)為引領(lǐng),學(xué)習(xí)任務(wù)貫穿于整個(gè)教學(xué)過程。學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)圍繞著情境,情境指導(dǎo)著學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)。任務(wù)中可涉及STEM中多學(xué)科的知識(shí),主要為化學(xué)知識(shí)。任務(wù)可以為一個(gè)綜合任務(wù)，并分解為多個(gè)小任務(wù),逐個(gè)擊破,最終完成綜合任務(wù)；也可設(shè)計(jì)成多個(gè)小任務(wù),按順序?qū)訉舆f進(jìn),逐個(gè)解決。任務(wù)設(shè)計(jì)宜多元化,即包括多元智能的應(yīng)用和多學(xué)科知識(shí)和技能的應(yīng)用。任務(wù)設(shè)計(jì)宜多樣化,內(nèi)容可包含日常生活、生產(chǎn)中及實(shí)驗(yàn)中的各種現(xiàn)象；完成任務(wù)的方法也可多樣化,例如小組合作、查閱書籍資料或自行實(shí)驗(yàn)等。

2.3 問題設(shè)計(jì)

在學(xué)習(xí)任務(wù)下設(shè)計(jì)問題,以問題導(dǎo)學(xué),用問題串的形式引導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)。問題設(shè)計(jì)宜更加細(xì)化、層次化。問題即學(xué)習(xí)任務(wù)的細(xì)化,問題之間層次鮮明,上個(gè)問題的答案可為下一問題提供思路或提示,每個(gè)問題層層遞進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣,最終通過問題串的解決完成整個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)。

2.4 學(xué)生學(xué)習(xí)

整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)都以學(xué)生為中心,學(xué)習(xí)任務(wù)和問題都是用于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的手段,在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生可運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)或多方面的技能來解決問題，并且將所得的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的情境中,達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

3 滲透STEM教育理念的中學(xué)化學(xué)教學(xué)過程

根據(jù)圖1中的教學(xué)模式,筆者嘗試設(shè)計(jì)出滲透STEM教育理念的中學(xué)化學(xué)教學(xué)過程(如圖2)。

圖2

4 滲透STEM教育理念的中學(xué)化學(xué)教學(xué)過程設(shè)計(jì)示例

教學(xué)中以“任務(wù)引領(lǐng)、問題導(dǎo)學(xué),教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”,教師在創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境下布置學(xué)習(xí)任務(wù)并提出問題,將STEM學(xué)科知識(shí)整合到某一化學(xué)核心知識(shí)中,學(xué)生通過小組合作、查閱資料、計(jì)算求解等方式運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)思考、討論與交流,從而解決化學(xué)問題,并最終獲得相應(yīng)的綜合性科學(xué)知識(shí)。學(xué)生在完成學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中,教師發(fā)揮指導(dǎo)、監(jiān)督和評(píng)價(jià)的作用。以“有機(jī)化學(xué)復(fù)習(xí)”為例，其具體教學(xué)過程如表1。

5 結(jié)語

筆者以“有機(jī)化學(xué)復(fù)習(xí)”課為例,嘗試在教學(xué)過程中滲透STEM教育理念。采用“任務(wù)引領(lǐng)、問題導(dǎo)學(xué),教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的教學(xué)方式讓學(xué)生通過多學(xué)科知識(shí)融合以及多方面技能的應(yīng)用最終獲得化學(xué)知識(shí),教學(xué)效果較好。

表1