基于STEM教育的綠色化學校本課程開發與實施探究

吳堅毅

摘 要：綠色化學又稱為清潔化學，融合STEM開展綠色化學的校本課程設計旨在使學生在參與活動和問題解決時，形成綠色化學的理念，通過結合科學、技術、工程和數學四大學科，讓學生應用所學的化學知識，創造、設計、構建、發現、合作和解決問題，讓學生從小學會關心環境、衛生、能源、健康等與現代化社會有關的問題，通過跨學科資源整合，設計綠色化學STEM校本課程，開展探究實踐活動，提高學生的動手和創新能力，增強環保意識，讓人類更好地可持續發展，創造更好的未來。

關鍵詞：綠色化學;STEM教育;校本課程;變廢為寶;實驗設計

正文：

1.綠色化學STEM校本課程設計思路

綠色化學STEM校本課程并不是科學、技術、工程和數學教育的簡單疊加，而是要將四門學科內容組合形成有機整體，以更好地培養學生的創新精神與實踐能力。融合STEM開展綠色化學教育活動旨在以使學生參與活動和問題解決為基礎的學習時，形成綠色化學的理念，對化學與環境污染問題的關系有正確的認識，增強環境保護意識。通過結合科學、技術、工程和數學四大學科領域設計綠色化學校本課程，讓學生應用所學的化學知識，創造、設計、構建、發現、合作和解決問題，培養學生學習化學的興趣，讓學生從小學會關心環境、衛生、能源、健康等與現代化社會有關的問題，讓人類更好地可持續發展，創造更好的未來。綠色化學STEM校本課程設計思路如下圖1：

圖1.1 綠色化學STEM校本課程設計思路

2.綠色化學STEM校本課程構建與實施

綠色化學STEM校本課程強調學生在課程實施中的主體地位，教師作為引導者，整理學生活動的記錄及總結，其實施方法主要為以下三點（圖2）：

第一，在課堂上實施STEM教學，滲透綠色化學知識，充分利用和挖掘教材中的環保知識結合STEM內容，將綠色化學的理論知識與社會實踐結合起來。

第二，利用化學實驗，培養學生綠色化學情感，通過開展實驗綠色化改進、規范實驗操作、“三廢”綠色化處理、微型化學實驗、增強學生綠色化學意識。

第三，以綠色化學為中心，開展綠色環保主題班會、環保時裝秀、綠色微型實驗儀器的開發、實驗綠色化改進、綠色化學知識講座、參觀高校綠色化學實驗室、水廠等活動。

圖2 綠色化學STEM校本課程構建與實施體系

3.變“廢”為“寶”低碳校園實驗設計活動案例

“綠色化學，低碳校園”變“廢”為“寶”實驗設計，要求學生利用生活中的常見用品和廢棄物，設計富有特色的化學實驗和水質凈化儀器，實現STEM課程的跨學科知識整合的教育理念，讓學生運用已掌握的知識和技術，靈活遷移應用，解決現實世界的問題。讓同學們在生活中學會廢物回收和利用，從小培養環境保護意識，提高創新實踐與動手能力，提高綜合素質和素養，適應國際化人才的競爭需要。

3.1活動要求：

自選身邊小物品和廢棄物設計制作化學實驗儀器并進行實驗設計

（可供參考的實驗方案：自制簡易凈水儀器、噴泉實驗、水的電解及氫氣爆鳴實驗、鈉的燃燒、焰色反應或其他自選其他實驗）

3.2變“廢”為“寶”實驗設計作品評價標準

（1）科學性（20分）設計、制作符合化學實驗原理，具有明顯的實驗現象。結構合理，比例恰當，富有個性特色和創新性;

（2）創新性（20分）構思新穎，有利于激發想象力和創造力;

（3）直觀性（20分）能有效地幫助學生感知、理解知識，富有啟發性，演示性良好;

（4）實用性（20分）選用材料適當，取材方便，制作簡便，易于操作，美觀耐用，可重復使用。

（5）安全性（10分）使用過程不會被劃傷，藥品不會漏出;

（6）實驗報告（10分）報告書寫規范，實驗介紹清楚明了

4.綠色化學STEM校本課程創新之處

綠色化學STEM教育校本課程為學生的學習和發展提供了一個全新的平臺，有助于改變學生綠色知識貧乏、環保意識淡薄的現狀;也有助于改變教師對綠色化學教學重視不夠的問題。立足于STEM教育（即科學、技術、工程和數學學科）開展的綠色化學教學實踐，是一個全新的課題，創新之處在于：

第一，結合科學、技術、工程和數學四大學科領域，讓學生應用所學的化學知識，創造、設計、構建、發現、合作和解決問題，培養學生學習化學的興趣。

第二，利用STEM教育，將化學與生活的實踐體驗活動融合到科學、技術、工程和數學的技術和原理，在校內以綠色化學STEM社團的模式，開展綠色化學實驗和制作，對學生利用STEM原理制作的綠色化學儀器等作品，在校園內外和鄰近社區作展示，讓更多人了解綠色化學，增強環保意識和自我保健意識，讓人類更好地可持續發展，創造更好的未來。

第三，以化學、科學、技術、工程、數學等學科知識作支撐，以專業化視角對環境、衛生、能源、健康等與現代化社會有關的問題開展研究和設計，培養學生的創新精神和實踐能力。

總之，融合STEM教育的綠色化學研究是化學學科未來發展的必然方向，也是STEM教育進入教育領域的必然趨勢。著眼未來，通過跨學科資源整合，以綠色化學校本課程為載體，開展STEM教育實踐活動，提高學生的動手和創新能力，讓更多的人了解化學與人類生活的密切關系，關注人類面臨的與化學相關的社會問題，讓科學、技術和社會互相促進，實現可持續發展。

參考文獻：

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