基于STEAM教育的高中化學(xué)創(chuàng)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(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不能滿足時代發(fā)展需求，急需對其作出革新以及完善。實踐證明，在高中化學(xué)創(chuàng)客課程中融入STEAM理論，可以在很大程度上提高實踐教學(xué)質(zhì)量以及效率，有效激發(fā)高學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的興趣以及積極性，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)水平。

【關(guān)鍵詞】STEAM教育 ?高中化學(xué) ?創(chuàng)客課程

【課題項目】甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度一般課題《基于STEAM教育理念的創(chuàng)客課程在城市薄弱學(xué)校中的開發(fā)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(biāo)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(shè)計學(xué)院提出并推廣的，其在原有的集科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)為一體的STEM教育理論上添加了一個新的元素，就是Art：藝術(shù)學(xué)科知識。在加入了新鮮的藝術(shù)學(xué)科血液以后，學(xué)生的參與度大幅度提升，在跨學(xué)科整合學(xué)習(xí)方面的興趣、熱情以及積極性得到大幅度改善，教學(xué)質(zhì)量以及教學(xué)效率也隨之增長。

1.“化學(xué)紅綠燈反應(yīng)的條件探究”實踐

1.1實驗用品的準(zhǔn)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(wǎng)、酒精燈、三腳架、溫度計。

1.2實驗環(huán)節(jié)

1.2.1溶液溫度變化給實驗帶來的影響

在實驗過程中，準(zhǔn)備好8個錐形瓶，并向瓶中按順序倒進事前加熱到相應(yīng)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(shù)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(xiàn)象分析：溫度不同時溶液的顏色發(fā)生了綠-紅-黃色的變化，在各條件一樣時，反應(yīng)溫度的不斷上升，加快了該實驗的反應(yīng)速率，顏色改變的時間隨之縮短。可見溫度太低（高），反應(yīng)速率太慢（快），變色時間較長（短），都會嚴(yán)重影響到實驗觀察結(jié)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(yù)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(nèi)，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(xiàn)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(jié)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(xué)生的科學(xué)探究激情

藝術(shù)的形象思維就是從各事物的跨度中對科學(xué)進行創(chuàng)新，下一步就需要實施精密的推導(dǎo)計算或?qū)嶒炗∽C，這一流程就是科學(xué)家的邏輯思維。對科學(xué)進行創(chuàng)新來自于形象思維、結(jié)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(xué)知識與工程、數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)和藝術(shù)有機地結(jié)合，體現(xiàn)出化學(xué)知識的實用性，同時也為學(xué)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(xiàn)五顏六色的變化”作為思維引線，引起學(xué)生的深入思考。在這一漫長的實驗過程中，學(xué)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(jié)。

2.2培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究方法

對化學(xué)反應(yīng)的因素產(chǎn)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(xué)反應(yīng)的特性和原理進行準(zhǔn)確掌握，找尋到化學(xué)變化的原因、規(guī)律，要學(xué)會主動過程中的某個變量進行干預(yù)以及控制，創(chuàng)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(jié)果的影響，這樣，既能夠讓學(xué)生根據(jù)實驗需要，設(shè)置不同溫度和濃度的實驗方案，直觀地觀察到實驗的結(jié)果，有效降低學(xué)生的理解難度，提高學(xué)生的探究能力。該次實驗引導(dǎo)學(xué)生們對化學(xué)知識原理、實驗操作技術(shù)、數(shù)學(xué)計算比較等多學(xué)科知識進行綜合應(yīng)用，基于真實的實驗探究情境理解了反應(yīng)條件控制在化學(xué)研究中的作用以及意義，并掌握了控制反應(yīng)條件的一些方法。最后學(xué)生學(xué)會了利用變量控制進行科學(xué)實證研究的方法，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)求實的科研作風(fēng)，提升了學(xué)生綜合利用多學(xué)科知識解決實際問題的能力。

3.結(jié)束語

基于STEAM教育的高中化學(xué)創(chuàng)客課程的實踐，通過跨學(xué)科的教育方法，結(jié)合多項學(xué)科的思維來處理實際的問題，作為綜合了多學(xué)科的教育方式，對創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)工作有著重要影響和作用，其倡導(dǎo)的教學(xué)理念更加符合新時期教學(xué)發(fā)展需求。

參考文獻：

[1]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（9）.

[2]李明煒. 運用“創(chuàng)客+STEAM”理念探索課堂教學(xué)模式[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育， 2019（01）：56-58.