基于STEM理念的初中化学教学设计

张军

摘要：将STEM教育理念引入课堂教学，以初中化学基础实验“配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液”为例，设计了基于STEM理念的化学教学设计方案。通过创设STEM教学情境提出问题，引导学生将多学科知识应用于解决配制一定质量分数的溶液问题，以达到提高学生分析问题能力、解决问题能力和学生科学素养的目的。

关键词：化学教学；STEM教育；教学设计；学科素养

文章编号：1008-0546（2018）11-0077-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2018.11.025

STEM教育源于美国，是一种重实践、学科融合的教育理念。基于STEM理念的初中化学课程学习，脱离了短暂且孤立的教师为中心的课堂教学，取而代之的是将科学、技术、工程、数学等跨学科的知识融合应用于化学学科当中 [1]。义务教育化学课程标准（2011版）的课程设计理念中提到化学学科应以提高学生的科学素养为主旨。在教学建议中强调要重视学科间的联系，有目的、有计划地设计一些学习活动，加强化学与物理、生物、地理等学科之间的联系 [2]。通过融合STEM理念的初中化学课程学习，能增强学生对化学课程的学习兴趣，促进学生学习方式的转变，感悟各学科之间的紧密联系，同时有助于培养学生分析问题、解决问题的能力。本文以沪教版化学九下基础实验五“配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液”为例，设计了基于STEM理念的基础实验化学教学设计，对提高学生的科学素养进行了有效的尝试。

一、教学内容分析

本节课是沪教版化学下册教材中的第五个基础实验。在实际生活和工农业生产中，很多时候必须使用一定溶质质量分数的溶液。本节课立足溶质质量分数的计算方法，进一步延伸到具体的配制方法，使学生体验到学有所用的快乐。同时通过溶液的配制加深对溶质质量分数计算公式的理解，加深对配制溶液一般过程的了解，巩固托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、胶头滴管等化学仪器的使用方法；提高实验中的发现问题解决问题的能力，也为高中学习物质的量浓度做准备。整个教学设计过程涉及到计算和称量、量取、溶解等基本的实验操作、实验的误差分析等多方面知识，符合STEM理念中对科学、技术、工程、数学多方面能力的培养。

二、设计思路

在科学层面，重点突出化学知识。如：理解溶液质量和溶质质量分数并学会溶质、溶剂的计算方法，了解溶质质量分数的表示方法等重要的知识。

在技术层面，如能用天平准确称量出药品的质量、用量筒量取出水的体积，能进行溶液的溶解和转移；能规范使用托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、胶头滴管等基本仪器，了解基本仪器的使用注意事项。

在工程层面，能制定实施方案，初步掌握计算、称量、量取、溶解、转移等具体的实验操作步骤。

在数学层面，能通过定量分析的方法进行溶液质量、溶质、溶剂质量和溶质质量分数之间的计算，并学会进行误差分析。

三、教学目标和教学重难点分析

1.教学目标

（1）知识与技能

①通过配制一定溶质质量分数溶液任务活动的学习，学习溶质质量分数的简单计算方法；

②初步学会配制100g溶质质量分数为15%的NaCl溶液；

③根据实验最终结果，找到误差出现的步骤并能分析其中可能出现的原因。

（2）过程与方法

通过练习一定溶质质量分数溶液的配制，使学生掌握溶液配制的基本步骤，培养学生的实验操作能力。

（3）情感态度与价值观

通过学生实验，让学生能够感受到化学与社会技术及与其他学科之间是可以整合的，有利于培养他们的协作创新精神和实验探究意识。

2.教学重点、难点

重点：能进行有关溶质质量分数的简单计算并初步学会配制一定溶质质量分数的溶液。

难点：配制一定溶质质量分数的溶液的步骤和分析实验操作中的误差对实验结果的影响。

四、设计过程及设计意图

基于STEM理念下的化学教学设计不仅符合我国目前科学教育研究的新思路，也为我国初中化学课堂教学注入了新的活力。基于STEM理念下的初中化学教学设计，注重引导学生将不同学科的知识用于处理化学学习过程遇到的实际问题。学生通过本節内容的学习学到了配制一定溶质质量分数溶液的方法步骤，实验的基本操作以及实验过程中需要注意的问题。教学中注重引导学生发现问题，分析问题，解决问题及培养学生动手实践的能力，体现了新课程标准对学生学科核心素养的培养。

参考文献

[1] 罗伯特·M·卡普拉罗.基于项目的STEM学习[M].上海：上海科技教育出版社，2016

[2] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012

[3] 陆庭銮.促进化学深度学习STEM项目设计[J].化学教与学，2018，6