基于STEM理念下的一堂自主课

王波锋

一、活动理念和背景

STEAM教育的立足点，就是冲着解决生活中可能遇到的实际问题而去的。教给孩子的不是单个知识点，也不是唯一正确的答案，而是在面对问题时，如何用更加开阔的思维去解决它，获得创造性的思考方法。其实这用我国的古语来表达是这样的“授人以鱼不如授人以渔”;授人以渔更重要的是锻炼学生的思考能力和动手能力以及“理解能力”。

STEAM教育的中心思想应该是：全面的调动学生综合能力的提升，为新时代的发展培养复合型人才。

华师大科学初三物质酸碱性一课，相对知识难度和教学要求不是很高，且初二二氧化碳中，已有酸碱指示剂能用来判断物质酸碱性的这个知识点基础。

正好本校老师也做过一个小课题关于自制酸碱指示剂的研究，利用身边的植物成功做了很多酸碱指示剂实验，为本节课的开展奠定了实践操作基础。

初三物质酸碱性是学生开始相对比较系统了解物质的化学性质，对于培养学生的兴趣和动手能力非常重要。传统酸碱性教学局限于科学课本的内容和实验室是不够丰富的，学生對酸碱性的理解是被动而抽象的，缺乏真实感，不能完全调动学生的积极性和兴趣爱好，也缺乏自主探究和认识过程。

基于STEM理念和我校教学实际情况，想办法使学生变“要我学”为“我要学”，“授人以鱼不如授人以渔”。因此，我想在教法上进行一次大胆的尝试，试着改变“教师讲、学生听”的简单模式，为学生设计成实验型开放式教学，让学生自制酸碱指示剂，来探究身边一些物质的酸碱性。

二、活动目标

1、学生自制指示剂鉴别物质酸碱性。

2、知道物质酸碱性强弱可用PH值的高低来表示，会用PH试纸和标准比色卡测定溶液酸碱性强弱。

3、通过动手实验，培养学生的动手能力，体验探索研究的趣味。激发学生在生活中去发现科学、勇于探索的精神。

三、活动过程

（一）、课前的准备

准备的有色植物材料：紫甘蓝（紫卷心菜）、红玫瑰花

实验材料：试管，烧杯，试管刷，试管架，玻璃棒，研钵，胶头滴管，纱布，烧杯，试剂瓶，酒精溶液、白醋，氯化钠溶液，蒸馏水、稀盐酸溶液、氢氧化钠溶液

（二）、从日常生活的经验引出关于酸碱性测定的话题

引出：我们在吃不太熟的杨梅、橙子的时候，味道怎样的。（酸的）说说你所知道的酸的物质还有哪些？（葡萄、汽水、醋、、苹果汁、维C…….）

我们生活中还有一些物质如：肥皂、洗洁剂等用起来，手有什么感觉？ 吃皮蛋时有什么味道？吃皮蛋时有什么味道？洗头、洗澡时肥皂水不小心流入口中有什么味道？

学生：滑腻感，到嘴巴里有点涩味。

教师：对，像肥皂水、洗洁剂这样有滑腻感，涩味的这类物质通常是碱性的。那这种凭我们的感觉来判断酸碱性是不科学的，有什么更好的方法来判断物质酸碱性？

学生：酸碱指示剂，紫色石蕊能使酸性物质变红，酚酞能是碱性物质变红。

教师：对，我们在初二学二氧化碳的时候，就学到二氧化碳通入紫色石蕊试液生成一种酸性物质使紫色石蕊试液变红的。那么紫色石蕊是怎么来的，除了紫色石蕊还有没有其他的物质也能来判断物质的酸碱性，下面我们来自己动手做个发明家吧。

（三）、酸碱指示剂的制取实验过程：

1、分A、B组分别将紫甘蓝和红玫瑰花瓣，放入研钵中

2、将材料在研钵中先研碎，然后将酒精（适量，能浸没材料）放入研钵，继续研磨使植物的细胞中的液体溶解到酒精中

3、用4层纱布过滤，取其滤液放入小烧杯中，记录下原色。

4、A组少量洗衣粉溶解在烧杯中配成溶液待用;B组将少量肥皂切碎，放入烧杯中，加水搅拌，取溶液待用。

（四）测定常见物质酸碱性：

A组：洗衣粉溶液、蒸馏水、白醋溶液分别加入3个试管中，各滴入5滴紫甘蓝溶液。

B组：肥皂液、蒸馏水、橘子汁分别加入3个试管中，各滴入5滴红玫瑰花液。

A组出现的现象为：淡绿色、蓝色、紫色

B组出现测现象为：绿色，粉红色、粉红色

同学们被这奇怪的现象震撼，好奇心油然而生。这是为什么？

教师：大家知道洗衣粉和肥皂液是碱性的，白醋和柠檬汁是酸性的，那紫甘蓝溶液和红玫瑰溶液在这些溶液中呈现颜色一样吗，能有什么用？

学生：可以用来区别溶液酸碱性

教师：利用紫甘蓝和红玫瑰溶液在酸碱溶液中产生不同颜色的特点来判别物质水溶液的酸碱性，我们称这类物质为酸碱指示剂。

那类似的指示剂实验室里也有，紫色石蕊试液。石蕊是地衣植物，没有花，从中提取的指示剂还叫做石蕊，当它溶解在水中就呈现紫色。还有是酚酞，人工合成的一种染料。试着用紫色石蕊试液和无色酚酞判断溶液的酸碱性。

学生活动：取石灰水溶液液、食盐溶液、醋酸溶液，加入三个试管中，分别滴加紫色石蕊试液

取石灰水溶液液、食盐溶液、醋酸溶液，加入三个试管中，分别滴加紫色无色酚酞试液

结论：紫色石蕊试液遇酸变红，遇碱变蓝色，中性不变色紫色

无色酚酞遇碱变红色，遇酸无色，中性无色

（四）、酸碱强弱概念

教师：那同学们橘子汁和醋酸哪个更酸呢？

学生：醋更酸

教师：对这就产生了一个酸碱性强弱的问题。那我们可以用PH试纸来测溶液的，PH试纸也是从植物中提炼出色素，它不但能知道溶液的酸碱性，还能随着酸碱性强弱的变化而产生不同的颜色，人们也就可以根据试纸的颜色来判断溶液酸碱性的强弱了。

PH值范围是0-14，PH=7表示中性，PH>7表示碱性，且数字越大碱性越强：PH<7表示酸性，且数字越小酸性越强。

讲解pH试纸的使用方法后，学生测试刚才做实验的几种溶液的pH。学生情绪高涨，相互比较各自测出来的PH值大小。

布置作业：自制植物指示剂，了解身边溶液的酸碱性。

四、活动反思：

本节课的主要亮点有：

1、课堂上实验用的材料大多来自生活，是实验更贴近生活，体现科学来自生活、服务于生活理念，也使实验现象和结果更具有说服力，更能激发学生学习兴趣，去探究生活中的科学。

2、利用有限的课堂时间，让学生最大限度地参与实验过程和讨论过程，利用发散--收敛的思维方式，培养学生对科学实验产生逻辑思考的能力和习惯。

3、情景是调动学生学习兴趣，激发学生自主学习动机的最主要的外在因素。利用身边的物质自制酸碱指示剂、酸碱性的验证、及PH值的测定都是学生自己动手操作，并得出结论。且整个探究过程是开放，极大激发学生的兴趣，实验过程中时刻发出“哇”的叫声。也体现了学生学习的主人学习的主体地位;教师处于咨询、帮助、引导、参与的位置，体现在授课过程中是探究的组织者和参与者，而不仅仅是知识的传播者。

活动中不足：

1.由于以学生活动为主，通过学生活动来总结获得相应的知识点，所以上课时间比较紧，后面的测试溶液的PH值，有点匆忙。

2.同学由于溶液的浓度或指示剂浓度不同，与指示剂反应得到的颜色有偏差。

学生是学习的主人，教师的作用是组织、引导、促进和共同参与，让学生经历科学家那样的探究过程，明白科学就在身边，明白自己也有发现自然界奥妙的能力。通过以学生为主体的实验教学活动安排，让学生体验探究物质性质的过程，培养学生仔细观察，边学边做，手脑并用解决问题的能力，逐渐形成创造性的思维方法。

浙江省余姚市子陵中学教育集团子陵校区