基于STEAM教育理念的初中化学实验设计与实践研究

周佳玲

摘要：对于初中化学实验而言，STEAM教育理念体现在学生对实验的多维度思考上。首先教师要指导学生如何创新地实验，其次要培养他们的创新能力，再次要促进他们获得更多的生长。当前的化学实验教学培养学生最多的是识记能力，学生只要记住书本的实验操作，再重复地做一遍就可以了。学生的高阶思维能力没有得到锻炼，他们的创新能力也没得到发展，实验的价值也没充分展现出来。

关键词：STEAM教育理念;初中化学;创新实验

STEAM教育理念最先由美国提倡和推广，它集工程，科学，技术，艺术和自然学科等学科为一体，注重培养学生的实践，动手能力，鼓励学生在多种学科领域中综合发现，对于培养和提高学生的综合素质能力有着重要意义。这是一种新的教育理念，更是一种全新的教育模式，STEAM教育理念的引入，为我国初中化学教学发展提供了新思路。

一、STEAM教育理念在我国的发展现状

受传统教育观念的影响，初中化学的教学还沉浸在传统的教学方式上，化学课堂主要以理论教学为主，学生在学习化学知识时，也是墨守成规以大量的习题来巩固所学知识，这种教学模式内容单一，使得很多学生陷于枯燥的理论知识记忆旋涡，导致对化学学科的学习积极性和主动性不高。近年来，随着教育改革的深化，很多教师也意识到传统教学观念中的问题，也在积极地改变教学模式，更新教学观念，以此改变学生被动学习的局面。STEAM教育理念的引入，除了依托先进的信息技术，更主要的是它注重学生在学科学习中的实践动手能力，容易在思想情感上引起初中生兴趣的共鸣，通过引导学生自己动手探究化学知识，有助于培养学生的实践创新精神，构建打破学科界限的知识和能力。

二、STEAM教育视野下的初中化学实践探究

（一）真实情境，细品STEAM教育的趣味性

化学知识在我们的日常生活中有着广泛运用。STEAM教育理念要求教师从生活实际出发，将知识点巧妙地融入生活情境中，引发学生一定的认知矛盾，然后从情境中抛出问题，引发思考，激发学生进一步学习的兴趣。以“问题驱动”的模式“自然地”带动新课程的学习，从而使学生的学习过程变成了解决问题、完成目标工程的过程。学习变成了一个自发主动的行为，和传统教学模式形成鲜明对比。以“金属的化学性质”为例，“教师呈现了一个用了十多年的铝壶，抛出问题：生活中的铁会很容易生锈腐蚀，为什么铝能‘十年如一日’呢？难道铝合金一样稳定吗？”铁容易在潮湿的空气中生锈，金是一種稳定且昂贵的金属，这是学生在生活中就能获取的知识，而“铝制品”作为一种生活中和“铁制品”一样常见的廉价金属，惯性思维下，学生很自然会将其等同于“铁”来看，和铁一样不稳定且容易生锈，但是老师却带来了一个“十多年都不生锈的铝壶”，很大程度上冲击了学生的原有认知，从而自然引发思考——铝到底有哪些化学性质？

（二）多元融合，探索STEAM教育的丰富性

知识具有流通性和实效性，将所有学科割裂式的教学是不科学的。就化学的知识体系而言，与数学、物理、生物、地理都有一定的重叠性。因此在教学过程中，教师有必要注意学科的融合性，在解决问题的时候应该引导学生思考是否可以参考其他学科。例如，在学习酸碱中和反应的过程中，为了探究NaOH和HCl是否发生了反应，即主要测定混合溶液的pH的变化。在传统的学习模式下，我们一般利用pH试纸和酚酞来观察混合溶液的酸碱变化，并确定反应终点。并利用数学知识作出溶液酸碱变化和加入盐酸的体积的关系图。然而，在实际操作过程中，由于试纸和指示剂以及人眼带来的误差性，常导致模拟图像不够精准，在学生的认知上形成一定的阻碍。但是随着科学技术发展，该实验可采用pH检测仪直接测量混合溶液的酸碱度，并在PC端直接生成精确图像，最后学生可以利用数学知识对图像进行剖析，从而得出更为确切的结论。如：随着稀盐酸的不断加入，溶液确实可变为中性（即图像呈现pH=7），但是这个点的捕捉非常困难，只需极少量的盐酸，利用胶头滴管逐滴加入寻找反应终点的方法从理论上分析是具有很大偏差的，大家观察到的溶液从红色恰好变为无色这一现象其实无法确定此时反应恰好完成。

（三）协作探究，感受STEAM教育的实践性

STEAM教育理念注重学生积极参与到活动中，在“玩”中探索学习理论知识并培养工程思维，在“做”中思考并巩固理论知识渗透技能的训练。运用所学知识展开创新设计，既帮助学生巩固了所学知识，又将其运用在真实的生活情境中，这一点在化学复习课中可有效利用，能达到不错的效果。

（四）创设问题情境，提高学生解决问题的能力

在初中科学课运用STEAM教学时，教师可运用陶行知的“生活即教育”理念，从九年级学生熟悉的生活现象或生活疑问着手，让他们通过阅读、探究、实验操作等方式来解决疑问，获得知识，提高他们解决问题的能力。例如，我在教授人教版九年级上册“空气”一课时，先利用视频出示了我国部分地区在冬季时的雾霾现象、由雾霾引起的一系列变化以及为防治雾霾所作出的努力，如汽车限行、城市建设规划等。在看到这则视频内容时，学生感同身受，此时，我将学生分为几个小组，让他们围绕雾霾现象提出自己的探究主题，如有的小组提出的主题为：雾霾现象是怎么产生的？夏天为什么发生雾霾的概率较小？有的小组提出的问题则为：雾霾现象为什么在我国北方比较严重，会不会有一天南方也会发生大规模的雾霾？……基于现实考虑的化学问题，对于激发学生的探究兴趣具有积极意义，在小组合作学习下，有效提高了他们解决问题的能力。

总之，基于STEAM理念下的化学教学具有新的教学理念、教学方式等，在实践教学中，教师在吃透STEAM理念的概念的内涵和外延的同时，结合化学学科特点和中学生的实际发展状况，来针对性地进行教学设计，从而使该教学理念与化学学科做到科学融合，在提高化学教学质量、丰富课堂教学资源的同时，促进学生个性的全面发展。

参考文献：

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