STEM課程與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的融合

陳學(xué)敏

[摘 要] 創(chuàng)新時代的到來為開展STEM課程提供了良好契機(jī)，兩者良性融合，將全方位推動學(xué)生創(chuàng)新能力、高階級思維能力、實踐操作能力的提高，彌補(bǔ)單一學(xué)科教育的不足。在課堂教學(xué)中，要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，注重學(xué)生的創(chuàng)新精神和學(xué)生個性的發(fā)展，重視學(xué)生的自我感受因素，引導(dǎo)他們提出個人看法，將被動學(xué)習(xí)變成主動學(xué)習(xí)，使他們成為學(xué)習(xí)化學(xué)的主人。

[關(guān)鍵詞] STEM課程;化學(xué)學(xué)科;核心素養(yǎng);融合

STEM教育是跨學(xué)科融合教育，集科學(xué)（science）、技術(shù)（technology）、工程（engineering）、數(shù)學(xué)（math）于一體的綜合教育，它提出將各個領(lǐng)域的知識通過綜合的課程融合起來。本文從STEM課程的理論價值、STEM課程的實踐價值、STEM課程的課堂教學(xué)、STEM課程的理念提升進(jìn)行闡述，強(qiáng)調(diào)打破學(xué)科界限，注重學(xué)習(xí)與實踐的聯(lián)系，主張讓學(xué)生親自動手完成自己感興趣的項目。

一、STEM課程的理論價值

STEM教育的獨特價值，[1]在于經(jīng)過整合為學(xué)生提供逼近真實、富有現(xiàn)實意義的學(xué)習(xí)情境，以利于學(xué)生高階思維與積極情感的投入，解決復(fù)雜問題，從而全面提升學(xué)生知識、能力與情意方面的核心素養(yǎng)。

STEM教育和核心素養(yǎng)，是目前國內(nèi)外談?wù)撟疃嗟膬蓚€教育議題。提出核心素養(yǎng)，標(biāo)志著新時代培養(yǎng)目標(biāo)范式的改變。我國依據(jù)國家未來發(fā)展對人才的要求，[2]提出了人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實踐創(chuàng)新六大維度學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，為我國“立德樹人”教育指明了方向。

與傳統(tǒng)教育不同，STEM教育可以探索更寬廣的領(lǐng)域，讓我們的學(xué)生可以在各個領(lǐng)域進(jìn)行求知，絕不局限在書本上。通過STEM教育，學(xué)生能達(dá)到更深層次的理解，完成更高階思維能力訓(xùn)練，以打開更廣闊的未來。

二、STEM課程的實踐價值

1.提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)最好的老師。因此，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣就非常重要。傳統(tǒng)的化學(xué)課教學(xué)，教師說得多，學(xué)生動得少，你會發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)生對化學(xué)課堂不感興趣。很多學(xué)生僅僅理解教材知識點，而對書本外項目的探究欲望低。還有，大部分學(xué)生也不會養(yǎng)成提前學(xué)習(xí)的習(xí)慣， 缺乏自主學(xué)習(xí)、自主探究的能力，更缺乏學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。[3]STEM課程理念對提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣有很大的推動積極作用。教師可借助STEM課程激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。以我的實際教學(xué)為例，在進(jìn)行“過氧化鈉的性質(zhì)”課堂教學(xué)時，考慮到元素化合物知識體系是高中的一個重難點，我利用“滴水生煙”（Na2O2+H2O）、“吹氣生煙”（Na2O2+CO2）等獨特的化學(xué)實驗現(xiàn)象來激發(fā)學(xué)生興趣，讓學(xué)生深深感受到學(xué)習(xí)化學(xué)會給生活帶來改變和快樂，有效提高了他們學(xué)習(xí)的興趣。

2.提高學(xué)生的動手能力

化學(xué)實驗是高中化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，也是培養(yǎng)學(xué)生動手能力的重要途徑。但在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師對實驗的處理是以講解和放視頻的方式讓學(xué)生了解知識點，減少學(xué)生實驗操作的時間，將更多的時間放到理論知識點的講解上;也有部分教師課堂會安排時間做實驗，但是以教師個人的演示實驗為主，學(xué)生只有坐在座位上觀察，很多學(xué)生都無法觀察到整個實驗過程，學(xué)生很難參與其中，這對學(xué)生動手操作能力的發(fā)展不利。因此，結(jié)合STEM教育理念，我們應(yīng)當(dāng)積極組織學(xué)生分小組進(jìn)行合作探究實驗，幫助學(xué)生理解理論知識點。學(xué)生小組實驗，并讓每個實驗組針對不同因素設(shè)計實驗，開展實驗探究，觀察現(xiàn)象，記錄現(xiàn)象，分析和處理數(shù)據(jù)，從而提高學(xué)生動手能力，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中解決實際問題，達(dá)到知識與能力并重的效果，在實踐中學(xué)，在學(xué)中做，理論與實踐相結(jié)合，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

3.提高學(xué)生的探究能力

探究能力也是化學(xué)學(xué)科的基本素養(yǎng)。學(xué)生會在課堂上提出個人的見解，與老師、同學(xué)進(jìn)行相互交流，還會在課后對環(huán)保、生產(chǎn)、科技等項目進(jìn)行探究活動。這些學(xué)生的探究能力非常強(qiáng)。學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中不會提出問題和見解，只是被動地接受教師傳授的知識，被動完成課堂上老師布置的作業(yè)，這是缺乏探究能力的表現(xiàn)。要激發(fā)學(xué)生的探究能力，我們可以借助STEM課程理念，設(shè)計探究項目，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。例如，在進(jìn)行“污水處理”內(nèi)容的教學(xué)時，我讓學(xué)生設(shè)計家用凈水器，利用沉淀法、吸附法、殺菌法等原理，鼓勵學(xué)生創(chuàng)新探究，創(chuàng)新制作不同功能的凈水器。展示課的時候，學(xué)生比較自己做的產(chǎn)品，很有設(shè)計感和成就感。

化學(xué)與實際生活問題相聯(lián)系，為適應(yīng)社會發(fā)展，學(xué)校可與化學(xué)知識相關(guān)企業(yè)合作，帶學(xué)生多到企業(yè)參觀，培養(yǎng)他們的科學(xué)精神和探究能力，促進(jìn)其動手能力、問題解決能力、邏輯思維能力、科研創(chuàng)新能力等關(guān)鍵能力的提高。

三、STEM課程的課堂教學(xué)

1.以小組合作學(xué)習(xí)確立學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位

應(yīng)用STEM理念，培養(yǎng)學(xué)生之間的小組合作學(xué)習(xí)，要在課堂上給足空間、時間，讓學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，這樣學(xué)生之間通過討論，可以把化學(xué)知識理解得更加深透。還可引導(dǎo)學(xué)生在課后進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)，發(fā)揮學(xué)生主體作用，先給學(xué)生分好小組，然后布置好課題，讓學(xué)生在課下進(jìn)行討論，讓學(xué)生將小組討論的結(jié)果在課堂上展示，最后再進(jìn)行相關(guān)的指導(dǎo)和補(bǔ)充，提高他們自主探究能力。讓學(xué)生參與高中化學(xué)課堂，能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也可以打破傳統(tǒng)的高中化學(xué)課堂上課方式，提升高中化學(xué)課堂的教學(xué)質(zhì)量。

2.以探究性項目來組織教學(xué)內(nèi)容

化學(xué)學(xué)科是聯(lián)系現(xiàn)實生活、生產(chǎn)、科技等的一門自然科學(xué)，在中學(xué)化學(xué)課堂中滲透STEM教育，可以解決一些化學(xué)生活中的實際問題，例如：工業(yè)合成氨，工業(yè)制硫酸/硝酸，氮肥的生產(chǎn)與合理使用，食品中適量添加二氧化硫的作用（去色、殺菌、抗氧化），含氯消毒劑及其合理使用，氯氣、氨氣等的泄漏與處理，酸雨的成因與防治，汽車尾氣的處理等。[4] 學(xué)生不是單純地獲取科學(xué)或化學(xué)知識，而是可以培養(yǎng)健康生活的意識與能力，發(fā)展問題解決和綜合運(yùn)用多學(xué)科知識的能力，鍛煉理性思維、科學(xué)探究以及技術(shù)運(yùn)用等能力。

3.以研究性學(xué)習(xí)來開展課堂教學(xué)

根據(jù)STEM課程設(shè)計理念，在一些化學(xué)課堂設(shè)計中，可以以研究性學(xué)習(xí)來開展課堂教學(xué)。比如講到水污染的問題，我們可以把學(xué)生帶到水體污染源頭，實地考察污染源頭及污染物的種類，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力。

4.以創(chuàng)設(shè)情境方式來激活課堂教學(xué)

“情境創(chuàng)設(shè)”包括圖片情境、視頻情境、實驗情境、問題情境。[5]良好情境的創(chuàng)設(shè)有利于培養(yǎng)學(xué)生興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，也有利于提高學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識解決生活問題的能力。例如：在乙醇的教學(xué)中，我們可以創(chuàng)設(shè)情境：如何檢測酒駕司機(jī)？舊銅如何翻新？人喝酒后為什么會臉紅？工業(yè)中用無水苯作為溶劑，苯中極少量水用鈉除掉，過量的鈉如何除去呢？能用水嗎？……

四、STEM課程的理念提升

化學(xué)教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)思想，轉(zhuǎn)換好教師角色，強(qiáng)化化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)理念，提高教學(xué)效率，樹立終身學(xué)習(xí)的理念。[6]2017年版新課程標(biāo)準(zhǔn)所界定的化學(xué)核心素養(yǎng)包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、實驗探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)精神與社會責(zé)任等五個方面。時代在變，教材在變，學(xué)生在變，但教育的本質(zhì)沒變。教育必須著眼于人的學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，只要學(xué)生畢業(yè)后品質(zhì)好，學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，我們的教育就是成功的。落實“立德樹人”理念，培養(yǎng)學(xué)生高尚品格和關(guān)鍵能力，這也是未來教學(xué)的追求。

參考文獻(xiàn)

[1] 林靜.STEAM教育如何對接核心素養(yǎng)[J].師資建設(shè)：雙月刊，2017，（03）.

[2] 李祖艷.化學(xué)課堂實施“STEAM”教育提升學(xué)生核心素養(yǎng)初探[J].中小學(xué)教學(xué)研究，2018，（09）.

[3] 吳錦蘭.基于STEM教育理念的初中物理有效教學(xué)探究[J].考試周刊，2018，（09）.

[4] 李祖艷.化學(xué)課堂實施“STEAM”教育提升學(xué)生核心素養(yǎng)初探[J].中小學(xué)教學(xué)研究，2018，（09）.

[5] 陶文友.恰當(dāng)使用多媒體共奏師生和諧交響曲[J].小學(xué)科學(xué)（教師版），2015，（03）.

[6] 中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].人民教育出版社，2018.

責(zé)任編輯? ? 李杰杰