基于STEAM教育的高中化學創客課程實踐研究

張陸琰

【摘要】在新時代背景下，我國大力推廣和實施教育改革，傳統的教學方式已經不能滿足時代發展需求，急需對其作出革新以及完善。實踐證明，在高中化學創客課程中融入STEAM理論，可以在很大程度上提高實踐教學質量以及效率，有效激發高學生學習物理知識的興趣以及積極性，全面提高學生的綜合素質水平。

【關鍵詞】STEAM教育 ?高中化學 ?創客課程

【課題項目】甘肅省教育科學“十三五”規劃2019年度一般課題《基于STEAM教育理念的創客課程在城市薄弱學校中的開發與實踐研究——以金昌市四中為例》，課題立項號：GS[2019]GHB1683。

【中圖分類號】G633.8 ?【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）17-0169-01

STEAM教育理論是由美國著名的羅德島設計學院提出并推廣的，其在原有的集科學、技術、工程、數學為一體的STEM教育理論上添加了一個新的元素，就是Art：藝術學科知識。在加入了新鮮的藝術學科血液以后，學生的參與度大幅度提升，在跨學科整合學習方面的興趣、熱情以及積極性得到大幅度改善，教學質量以及教學效率也隨之增長。

1.“化學紅綠燈反應的條件探究”實踐

1.1實驗用品的準備

靛藍胭脂紅、250ml容量瓶、250ml錐形瓶、500ml燒杯、去離子水、氫氧化鈉、玻璃棒、計時器、托盤天平、橡皮塞、石棉網、酒精燈、三腳架、溫度計。

1.2實驗環節

1.2.1溶液溫度變化給實驗帶來的影響

在實驗過程中，準備好8個錐形瓶，并向瓶中按順序倒進事前加熱到相應溫度20ml的0.05%靛藍胭脂紅溶液、70ml的0.5mol/L NaOH溶液、10ml的1mol/L葡萄糖溶液，然后使其進行充分混合，等到液體變成黃色時將8瓶溫度依次控制為20-90℃。半分鐘以后測量溫度，到達指定數值時，把錐形瓶拿出并振蕩，然后放在一旁進行觀察并記錄顏色進行怎樣的變化。

實驗現象分析：溫度不同時溶液的顏色發生了綠-紅-黃色的變化，在各條件一樣時，反應溫度的不斷上升，加快了該實驗的反應速率，顏色改變的時間隨之縮短。可見溫度太低（高），反應速率太慢（快），變色時間較長（短），都會嚴重影響到實驗觀察結果，40℃是最合適的溫度。

1.2.2溶液濃度變化給實驗帶來的影響

把事前預熱為40℃的20ml的0.025%、0.050%、0.075%以及0.10%濃度的靛藍胭脂紅溶液、10ml的1mol/L葡萄糖溶液、70ml的0.5mol/L NaOH溶液分別倒進4個250ml的錐形瓶內，充分混合后進行觀察，呈黃色時40℃水浴加熱，并進行觀察。

實驗現象分析：各濃度的靛藍胭脂紅在混合靜置后，顏色變化為綠-紅-黃，變色時間不同，在各條件一樣時，溶液濃度減少，顏色變化時間隨之縮短，想更好完成實驗并節約成本，選取0.050%濃度的溶液最合適。

2.實驗反思

2.1點燃學生的科學探究激情

藝術的形象思維就是從各事物的跨度中對科學進行創新，下一步就需要實施精密的推導計算或實驗印證，這一流程就是科學家的邏輯思維。對科學進行創新來自于形象思維、結束于邏輯思維，STEAM教育理念完成了兩種思維的綜合對接。通過實驗探究，有效地將化學知識與工程、數學、科學、技術和藝術有機地結合，體現出化學知識的實用性，同時也為學生的探究提供了廣闊的素材。本實驗在基于STEAM教育理念的前提下，用“藍瓶子是否可以出現五顏六色的變化”作為思維引線，引起學生的深入思考。在這一漫長的實驗過程中，學生的探究熱情、求知欲一直非常強烈，并沒有感覺到枯燥、乏味想要放棄，一遍遍收集資料，改進策略，親自動手完成實驗，最后進行反思總結。

2.2培養學生科學探究方法

對化學反應的因素產生影響的大多不是單一的情況，通常都是多種因素相互交錯、共同作用的。想要對化學反應的特性和原理進行準確掌握，找尋到化學變化的原因、規律，要學會主動過程中的某個變量進行干預以及控制，創建出一定的有利于觀察的條件。實驗采用對比的方法探究溫度、溶液濃度對實驗結果的影響，這樣，既能夠讓學生根據實驗需要，設置不同溫度和濃度的實驗方案，直觀地觀察到實驗的結果，有效降低學生的理解難度，提高學生的探究能力。該次實驗引導學生們對化學知識原理、實驗操作技術、數學計算比較等多學科知識進行綜合應用，基于真實的實驗探究情境理解了反應條件控制在化學研究中的作用以及意義，并掌握了控制反應條件的一些方法。最后學生學會了利用變量控制進行科學實證研究的方法，培養了嚴謹求實的科研作風，提升了學生綜合利用多學科知識解決實際問題的能力。

3.結束語

基于STEAM教育的高中化學創客課程的實踐，通過跨學科的教育方法，結合多項學科的思維來處理實際的問題，作為綜合了多學科的教育方式，對創新性人才的培養工作有著重要影響和作用，其倡導的教學理念更加符合新時期教學發展需求。

參考文獻：

[1]李祖艷. 化學課堂實施“STEAM”教育提升學生核心素養初探[J]. 中小學教學研究， 2018（9）.

[2]李明煒. 運用“創客+STEAM”理念探索課堂教學模式[J].中小學信息技術教育， 2019（01）：56-58.