基于STEAM教育理念的课例开发

姚海远 徐杨丽文

摘要：20世纪末美国提出的STEAM教育思想是注重学生整合科学、技术、工程、艺术和数学知识的教育思想。中学化学教学立足于化学学科本位，注重学科文化的融合与发展，培养具有创新素养的复合型人才是教育改革的核心目标之一。本文以豆腐制作的教学设计和实施为主题，融合STEAM教育思想实施化学教学，旨在探索化学教学的新的可能性，培养学生的创新意识和能力。

关键词：STEAM教育 课件开发 化学教学

STEAM课程是对于以下五门学科的一种整合：科学、技术、工程、艺术和数学，即Science、Technology、Engineering、Artistic、Mathematics。它是将多学科的内容进行整合，进而创设真实的问题情境，并带领学生自主学习、探索问题、解决问题的一种新的课程模式。STEAM强调通过学科间的联系融合，提高学生逻辑思维能力，并在教学过程中，锻炼学生解决问题的能力，以及合作和创新的能力。该课程旨在培养具有创造和革新精神的学生，使学生的综合素养在教学过程中得到充分的培养。

一、化学STEAM教育课例开发意义

化学新课标指出，化学课程的宗旨是要充分发挥整体育人功能，在以化学实验为主的多种探究活动中，转变学生的学习方式。在高中化学教学中，我们尝试将STEAM教育课例融入其中，开设以化学学科为主体、多学科知识融合的综合性教学课堂，其不仅符合新课标的目标之一——培养复合型人才，而且在激发学生学习兴趣，提升综合素养方面也尤为重要。豆腐制作工艺历史悠久，并被先人不断改进，将豆腐制作这种传统技艺与STEAM理念结合，开发化学实验课例，让学生学习传统制作工艺的同时，提高其实践操作能力，在实践中掌握化学知识，增强了课程内容与社会生活的联系，有助于学生化学学科素养的发展。

二、STEAM指导下豆腐制作课例的开发与实施

（一）豆腐制法

豆腐的制备在中国有着悠久的历史，而关于豆腐制备的最早的纸质记载要追溯到明代。从李时珍的《本草纲目》中可以发现，在明朝，豆腐的制作工艺就已经相对成熟。“豆腐之法，凡黑豆黄豆及白豆绿豆之类皆可为之”“造法：水浸、破碎、去渣、蒸煮”。同时李时珍对制作豆腐的材料也进行了详细介绍，“以盐卤汁或山矾汁或酸醋淀，就釜收入。又有人缸内以石膏末收者”，其中盐卤汁的主要成分是氯化镁、硫酸镁、氯化钠等;含重水盐类的矿物，如钾矾等被称为山矾汁;石膏是含水硫酸钙;酸醋即生活中的食用醋，这些材料即使在今天也依旧被广泛沿用。在明代吴氏的《墨娥山录》中，我们也发现了关于豆腐的一些记载：“凡做豆腐，每黄豆一升，入绿豆一合，用卤水点就，煮时甚筋韧，秘之又秘。”文中对豆腐制作的材料配比的经验总结在今天仍然值得学习和尝试。而明代诗人苏秉衡所作的《豆腐诗》中关于豆腐有这样的描述：“瓦缶浸来蟾有影，金刀剖破玉无瑕。”也引人无限遐想。

本项目中，学生通过制作豆腐，深入理解胶体聚沉等相关高中化学知识，并将所学知识用到实践中，以深入了解化学学科与生活的紧密联系。在小组合作学习中，学生发现、分析和解决问题的能力得到充分的锻炼;通过小组演讲和问答活动，学生用科学语言表达所知所学的能力和批判性思维能力得到锻炼。

（二）教学目标

通过完成本课例的实践任务，学生应达到以下三个维度的要求（如表1所示）。

（三）任务规划

设计在实验室进行豆腐制作的流程;比较并筛选出适合在实验室进行的豆腐制作方法。

（四）课程安排与实施

第一课时

學习目标：通过团建活动促进彼此间的合作;

通过小组调查研究，制订一个可以在实验室进行豆腐制作的方案。

核心问题：如何设计出一套适合在实验室中进行的豆腐制作流程？

核心任务：开展团建活动;

学习胶体聚沉、物质提纯相关知识;

开展“豆腐制作”方案设计活动。

评价策略：教师通过观察学生之间的合作、沟通和思考情况进行评估。

教师定期以“大拇指朝上，大拇指朝下”的方式来检测学生的掌握情况。

所需材料：A4纸，电脑，课件。

学习活动：

1.团建活动

学生参与团建活动：“领导者”游戏，A4纸圈住团队成员。

学生抽签分组，组内自我介绍。

2.了解相关知识

了解豆腐制作原理、方法

3.明确任务

①学生通过相关原理的学习，明确任务。

豆腐制作是我国的一项传统工艺，现在也已经实现了工业化生产，豆腐制作过程中主要涉及物质的分离、提纯，胶体的聚沉等相关理论与实验知识，但是实验过程还需要我们来研究。为了学习传统工艺，我们需要设计出一套适合在实验室进行的豆腐制作方案。

②学生以小组为单位针对任务进行调查研究并构思初步想法。上网查询，并设计方案。包括所需的原材料如何购买，豆浆研磨设备、豆腐成型设备以及加热装置的选择。

4.反思

学生在教师的引导下，利用反思日志或者笔记对当日的学习和活动展开讨论、反思和总结。

第二课时

学习目标：用购买的原材料、购买或自制的设备进行豆腐制作。

核心问题：如何优化方案？如何优化产品模型？

核心任务：利用原料和设备进行豆腐制作;学生对设备进行调试，改进方案。

评价策略：对学生是否根据设计方案采购材料和制作装置作出评价;对制作过程中的组员合作情况作出评价;对学生在装置测试过程中能否发现问题，并及时改进、修改设计作出评价。

所需材料：制作豆腐需要的主要材料有大豆、水、卤水（或者其他替代品）;主要工具有磨（石磨或者电磨）、提布、加热设备、模具（下边可以渗水的那种）。

学习活动：

1.制作、测试、优化装置模型

①学生根据设计方案采购相应的材料制作豆腐，分工合作，对制作过程中遇到的问题或困难进行记录。如有调整，先修改设计方案，再进行制作。

②学生进行组内互评

2.每日反思

学生在教师的引导下，利用反思日志或者笔记对当日的学习和活动展开讨论，并进行反思和总结。

第三课时

学习目标：展示成果，回顾项目实施过程，培养学生归纳整理的能力、语言组织能力及阐述能力;通过PPT，进行产品推广及合作交流。

核心问题：需要通过哪些方面来展示我们的设计？如何通过PPT来展示自己的设计思路？

核心任务：回顾整个项目的内容，学生制作PPT来展示作品以及分享设计体会，进行互动评价。

评价策略：

能制作合适的介绍产品的PPT;

利用小组自评和互评来发现产品的优劣;

能够顺利地进行产品介绍工作。

所需材料：电脑。

三、思考与展望

本课以豆腐的制作为主題，将STEAM应用到化学教学中，以化学学科的知识为主体，综合其他多个学科的知识，使得学生个性化的发展需要得到满足，同时也培养了学生核心素养。

化学最大的特点就是以实验为基础，随着新课程改革和高考改革的推进，化学教学的功能和价值也在逐渐发生变化，不再局限于对知识本身的学习，更多的是向着促进学生全面发展，提升其化学核心素养的方向转变。融合了STEAM教育理念的高中化学教学满足了课程改革对于学生的新要求。在教学过程中，将传统教学与STEAM有机融合，可以使得学生充分感受化学的魅力，体会化学的思维、实验、方法、技术之美。

参考文献：

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[2]阿来伍呷，杨荣榛.基于STEAM教育理念的校本课程开发——以彝族漆器绘制为例[J].化学教与学，2020（1）：2123.

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[4]张继伟，段红.知识建构视角下STEAM教学模式的构建研究[J].兵团教育学院学报，2020，30（5）：2933.

[5]锁玮，吴晓红，马欣.依托手持技术的STEAM教学案例设计——以《碳酸钠与碳酸氢钠》为例[J].教育与装备研究，2020，36（6）：6872.

责任编辑：黄大灿