基于STEAM教育理念的初中化學實驗設計與實踐研究

周佳玲

摘要：對于初中化學實驗而言，STEAM教育理念體現在學生對實驗的多維度思考上。首先教師要指導學生如何創新地實驗，其次要培養他們的創新能力，再次要促進他們獲得更多的生長。當前的化學實驗教學培養學生最多的是識記能力，學生只要記住書本的實驗操作，再重復地做一遍就可以了。學生的高階思維能力沒有得到鍛煉，他們的創新能力也沒得到發展，實驗的價值也沒充分展現出來。

關鍵詞：STEAM教育理念;初中化學;創新實驗

STEAM教育理念最先由美國提倡和推廣，它集工程，科學，技術，藝術和自然學科等學科為一體，注重培養學生的實踐，動手能力，鼓勵學生在多種學科領域中綜合發現，對于培養和提高學生的綜合素質能力有著重要意義。這是一種新的教育理念，更是一種全新的教育模式，STEAM教育理念的引入，為我國初中化學教學發展提供了新思路。

一、STEAM教育理念在我國的發展現狀

受傳統教育觀念的影響，初中化學的教學還沉浸在傳統的教學方式上，化學課堂主要以理論教學為主，學生在學習化學知識時，也是墨守成規以大量的習題來鞏固所學知識，這種教學模式內容單一，使得很多學生陷于枯燥的理論知識記憶旋渦，導致對化學學科的學習積極性和主動性不高。近年來，隨著教育改革的深化，很多教師也意識到傳統教學觀念中的問題，也在積極地改變教學模式，更新教學觀念，以此改變學生被動學習的局面。STEAM教育理念的引入，除了依托先進的信息技術，更主要的是它注重學生在學科學習中的實踐動手能力，容易在思想情感上引起初中生興趣的共鳴，通過引導學生自己動手探究化學知識，有助于培養學生的實踐創新精神，構建打破學科界限的知識和能力。

二、STEAM教育視野下的初中化學實踐探究

（一）真實情境，細品STEAM教育的趣味性

化學知識在我們的日常生活中有著廣泛運用。STEAM教育理念要求教師從生活實際出發，將知識點巧妙地融入生活情境中，引發學生一定的認知矛盾，然后從情境中拋出問題，引發思考，激發學生進一步學習的興趣。以“問題驅動”的模式“自然地”帶動新課程的學習，從而使學生的學習過程變成了解決問題、完成目標工程的過程。學習變成了一個自發主動的行為，和傳統教學模式形成鮮明對比。以“金屬的化學性質”為例，“教師呈現了一個用了十多年的鋁壺，拋出問題：生活中的鐵會很容易生銹腐蝕，為什么鋁能‘十年如一日’呢？難道鋁合金一樣穩定嗎？”鐵容易在潮濕的空氣中生銹，金是一種穩定且昂貴的金屬，這是學生在生活中就能獲取的知識，而“鋁制品”作為一種生活中和“鐵制品”一樣常見的廉價金屬，慣性思維下，學生很自然會將其等同于“鐵”來看，和鐵一樣不穩定且容易生銹，但是老師卻帶來了一個“十多年都不生銹的鋁壺”，很大程度上沖擊了學生的原有認知，從而自然引發思考——鋁到底有哪些化學性質？

（二）多元融合，探索STEAM教育的豐富性

知識具有流通性和實效性，將所有學科割裂式的教學是不科學的。就化學的知識體系而言，與數學、物理、生物、地理都有一定的重疊性。因此在教學過程中，教師有必要注意學科的融合性，在解決問題的時候應該引導學生思考是否可以參考其他學科。例如，在學習酸堿中和反應的過程中，為了探究NaOH和HCl是否發生了反應，即主要測定混合溶液的pH的變化。在傳統的學習模式下，我們一般利用pH試紙和酚酞來觀察混合溶液的酸堿變化，并確定反應終點。并利用數學知識作出溶液酸堿變化和加入鹽酸的體積的關系圖。然而，在實際操作過程中，由于試紙和指示劑以及人眼帶來的誤差性，常導致模擬圖像不夠精準，在學生的認知上形成一定的阻礙。但是隨著科學技術發展，該實驗可采用pH檢測儀直接測量混合溶液的酸堿度，并在PC端直接生成精確圖像，最后學生可以利用數學知識對圖像進行剖析，從而得出更為確切的結論。如：隨著稀鹽酸的不斷加入，溶液確實可變為中性（即圖像呈現pH=7），但是這個點的捕捉非常困難，只需極少量的鹽酸，利用膠頭滴管逐滴加入尋找反應終點的方法從理論上分析是具有很大偏差的，大家觀察到的溶液從紅色恰好變為無色這一現象其實無法確定此時反應恰好完成。

（三）協作探究，感受STEAM教育的實踐性

STEAM教育理念注重學生積極參與到活動中，在“玩”中探索學習理論知識并培養工程思維，在“做”中思考并鞏固理論知識滲透技能的訓練。運用所學知識展開創新設計，既幫助學生鞏固了所學知識，又將其運用在真實的生活情境中，這一點在化學復習課中可有效利用，能達到不錯的效果。

（四）創設問題情境，提高學生解決問題的能力

在初中科學課運用STEAM教學時，教師可運用陶行知的“生活即教育”理念，從九年級學生熟悉的生活現象或生活疑問著手，讓他們通過閱讀、探究、實驗操作等方式來解決疑問，獲得知識，提高他們解決問題的能力。例如，我在教授人教版九年級上冊“空氣”一課時，先利用視頻出示了我國部分地區在冬季時的霧霾現象、由霧霾引起的一系列變化以及為防治霧霾所作出的努力，如汽車限行、城市建設規劃等。在看到這則視頻內容時，學生感同身受，此時，我將學生分為幾個小組，讓他們圍繞霧霾現象提出自己的探究主題，如有的小組提出的主題為：霧霾現象是怎么產生的？夏天為什么發生霧霾的概率較?。坑械男〗M提出的問題則為：霧霾現象為什么在我國北方比較嚴重，會不會有一天南方也會發生大規模的霧霾？……基于現實考慮的化學問題，對于激發學生的探究興趣具有積極意義，在小組合作學習下，有效提高了他們解決問題的能力。

總之，基于STEAM理念下的化學教學具有新的教學理念、教學方式等，在實踐教學中，教師在吃透STEAM理念的概念的內涵和外延的同時，結合化學學科特點和中學生的實際發展狀況，來針對性地進行教學設計，從而使該教學理念與化學學科做到科學融合，在提高化學教學質量、豐富課堂教學資源的同時，促進學生個性的全面發展。

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