基于STEM理念下的一堂自主課

王波鋒

一、活動理念和背景

STEAM教育的立足點，就是沖著解決生活中可能遇到的實際問題而去的。教給孩子的不是單個知識點，也不是唯一正確的答案，而是在面對問題時，如何用更加開闊的思維去解決它，獲得創造性的思考方法。其實這用我國的古語來表達是這樣的“授人以魚不如授人以漁”;授人以漁更重要的是鍛煉學生的思考能力和動手能力以及“理解能力”。

STEAM教育的中心思想應該是：全面的調動學生綜合能力的提升，為新時代的發展培養復合型人才。

華師大科學初三物質酸堿性一課，相對知識難度和教學要求不是很高，且初二二氧化碳中，已有酸堿指示劑能用來判斷物質酸堿性的這個知識點基礎。

正好本校老師也做過一個小課題關于自制酸堿指示劑的研究，利用身邊的植物成功做了很多酸堿指示劑實驗，為本節課的開展奠定了實踐操作基礎。

初三物質酸堿性是學生開始相對比較系統了解物質的化學性質，對于培養學生的興趣和動手能力非常重要。傳統酸堿性教學局限于科學課本的內容和實驗室是不夠豐富的，學生對酸堿性的理解是被動而抽象的，缺乏真實感，不能完全調動學生的積極性和興趣愛好，也缺乏自主探究和認識過程。

基于STEM理念和我校教學實際情況，想辦法使學生變“要我學”為“我要學”，“授人以魚不如授人以漁”。因此，我想在教法上進行一次大膽的嘗試，試著改變“教師講、學生聽”的簡單模式，為學生設計成實驗型開放式教學，讓學生自制酸堿指示劑，來探究身邊一些物質的酸堿性。

二、活動目標

1、學生自制指示劑鑒別物質酸堿性。

2、知道物質酸堿性強弱可用PH值的高低來表示，會用PH試紙和標準比色卡測定溶液酸堿性強弱。

3、通過動手實驗，培養學生的動手能力，體驗探索研究的趣味。激發學生在生活中去發現科學、勇于探索的精神。

三、活動過程

（一）、課前的準備

準備的有色植物材料：紫甘藍（紫卷心菜）、紅玫瑰花

實驗材料：試管，燒杯，試管刷，試管架，玻璃棒，研缽，膠頭滴管，紗布，燒杯，試劑瓶，酒精溶液、白醋，氯化鈉溶液，蒸餾水、稀鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液

（二）、從日常生活的經驗引出關于酸堿性測定的話題

引出：我們在吃不太熟的楊梅、橙子的時候，味道怎樣的。（酸的）說說你所知道的酸的物質還有哪些？（葡萄、汽水、醋、、蘋果汁、維C…….）

我們生活中還有一些物質如：肥皂、洗潔劑等用起來，手有什么感覺？ 吃皮蛋時有什么味道？吃皮蛋時有什么味道？洗頭、洗澡時肥皂水不小心流入口中有什么味道？

學生：滑膩感，到嘴巴里有點澀味。

教師：對，像肥皂水、洗潔劑這樣有滑膩感，澀味的這類物質通常是堿性的。那這種憑我們的感覺來判斷酸堿性是不科學的，有什么更好的方法來判斷物質酸堿性？

學生：酸堿指示劑，紫色石蕊能使酸性物質變紅，酚酞能是堿性物質變紅。

教師：對，我們在初二學二氧化碳的時候，就學到二氧化碳通入紫色石蕊試液生成一種酸性物質使紫色石蕊試液變紅的。那么紫色石蕊是怎么來的，除了紫色石蕊還有沒有其他的物質也能來判斷物質的酸堿性，下面我們來自己動手做個發明家吧。

（三）、酸堿指示劑的制取實驗過程：

1、分A、B組分別將紫甘藍和紅玫瑰花瓣，放入研缽中

2、將材料在研缽中先研碎，然后將酒精（適量，能浸沒材料）放入研缽，繼續研磨使植物的細胞中的液體溶解到酒精中

3、用4層紗布過濾，取其濾液放入小燒杯中，記錄下原色。

4、A組少量洗衣粉溶解在燒杯中配成溶液待用;B組將少量肥皂切碎，放入燒杯中，加水攪拌，取溶液待用。

（四）測定常見物質酸堿性：

A組：洗衣粉溶液、蒸餾水、白醋溶液分別加入3個試管中，各滴入5滴紫甘藍溶液。

B組：肥皂液、蒸餾水、橘子汁分別加入3個試管中，各滴入5滴紅玫瑰花液。

A組出現的現象為：淡綠色、藍色、紫色

B組出現測現象為：綠色，粉紅色、粉紅色

同學們被這奇怪的現象震撼，好奇心油然而生。這是為什么？

教師：大家知道洗衣粉和肥皂液是堿性的，白醋和檸檬汁是酸性的，那紫甘藍溶液和紅玫瑰溶液在這些溶液中呈現顏色一樣嗎，能有什么用？

學生：可以用來區別溶液酸堿性

教師：利用紫甘藍和紅玫瑰溶液在酸堿溶液中產生不同顏色的特點來判別物質水溶液的酸堿性，我們稱這類物質為酸堿指示劑。

那類似的指示劑實驗室里也有，紫色石蕊試液。石蕊是地衣植物，沒有花，從中提取的指示劑還叫做石蕊，當它溶解在水中就呈現紫色。還有是酚酞，人工合成的一種染料。試著用紫色石蕊試液和無色酚酞判斷溶液的酸堿性。

學生活動：取石灰水溶液液、食鹽溶液、醋酸溶液，加入三個試管中，分別滴加紫色石蕊試液

取石灰水溶液液、食鹽溶液、醋酸溶液，加入三個試管中，分別滴加紫色無色酚酞試液

結論：紫色石蕊試液遇酸變紅，遇堿變藍色，中性不變色紫色

無色酚酞遇堿變紅色，遇酸無色，中性無色

（四）、酸堿強弱概念

教師：那同學們橘子汁和醋酸哪個更酸呢？

學生：醋更酸

教師：對這就產生了一個酸堿性強弱的問題。那我們可以用PH試紙來測溶液的，PH試紙也是從植物中提煉出色素，它不但能知道溶液的酸堿性，還能隨著酸堿性強弱的變化而產生不同的顏色，人們也就可以根據試紙的顏色來判斷溶液酸堿性的強弱了。

PH值范圍是0-14，PH=7表示中性，PH>7表示堿性，且數字越大堿性越強：PH<7表示酸性，且數字越小酸性越強。

講解pH試紙的使用方法后，學生測試剛才做實驗的幾種溶液的pH。學生情緒高漲，相互比較各自測出來的PH值大小。

布置作業：自制植物指示劑，了解身邊溶液的酸堿性。

四、活動反思：

本節課的主要亮點有：

1、課堂上實驗用的材料大多來自生活，是實驗更貼近生活，體現科學來自生活、服務于生活理念，也使實驗現象和結果更具有說服力，更能激發學生學習興趣，去探究生活中的科學。

2、利用有限的課堂時間，讓學生最大限度地參與實驗過程和討論過程，利用發散--收斂的思維方式，培養學生對科學實驗產生邏輯思考的能力和習慣。

3、情景是調動學生學習興趣，激發學生自主學習動機的最主要的外在因素。利用身邊的物質自制酸堿指示劑、酸堿性的驗證、及PH值的測定都是學生自己動手操作，并得出結論。且整個探究過程是開放，極大激發學生的興趣，實驗過程中時刻發出“哇”的叫聲。也體現了學生學習的主人學習的主體地位;教師處于咨詢、幫助、引導、參與的位置，體現在授課過程中是探究的組織者和參與者，而不僅僅是知識的傳播者。

活動中不足：

1.由于以學生活動為主，通過學生活動來總結獲得相應的知識點，所以上課時間比較緊，后面的測試溶液的PH值，有點匆忙。

2.同學由于溶液的濃度或指示劑濃度不同，與指示劑反應得到的顏色有偏差。

學生是學習的主人，教師的作用是組織、引導、促進和共同參與，讓學生經歷科學家那樣的探究過程，明白科學就在身邊，明白自己也有發現自然界奧妙的能力。通過以學生為主體的實驗教學活動安排，讓學生體驗探究物質性質的過程，培養學生仔細觀察，邊學邊做，手腦并用解決問題的能力，逐漸形成創造性的思維方法。

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