STEM教育理念在初中化學(xué)教學(xué)中的運用

文/廣州市南國學(xué)校

一、提出問題

目前，我國STEM教育還處于起步階段，對STEM課程開發(fā)的研究還在摸索中，多數(shù)研究集中在“基于項目的STEM教育”，多數(shù)學(xué)校還沒開設(shè)專門的STEM課程，也沒有專業(yè)的STEM教師隊伍 ，使得STEM 教育難以大規(guī)模實施。如何將STEM理念落實到課堂已成為一個急需解決的難題。新課標(biāo)其實與STEM教育的目標(biāo)有很多相通之處?；诂F(xiàn)有的初中化學(xué)課程，增加STEM元素，有利于將STEM教育科學(xué)落地，形成有“STEM特色”的化學(xué)課程，將STEM理念落到實處。

二、化學(xué)STEM課程的構(gòu)建

(一)教學(xué)目標(biāo)的確定

人教版2012年版九年級化學(xué)上冊第四單元《自然界的水》包含了四個課題，本研究選取了前面的三個課題：愛護水資源、水的凈化與水的組成作為此次的教學(xué)內(nèi)容。愛護水資源課題主要介紹水資源概況和保護兩部分內(nèi)容；水的凈化課題是了解自來水廠的實際凈水流程，初步形成水凈化的原理和常用方法；水的組成是通過氫氣的燃燒與水的電解兩個實驗了解水是由氫氧兩種元素組成。水資源STEM課程的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為認識水的組成，污水的形成與水的凈化等各種化學(xué)知識；通過對身邊水資源的調(diào)查研究，感受關(guān)注與水資源有關(guān)的社會問題，自己動手去嘗試解決一些實際問題，形成主動參與社會決策的意識；逐步樹立珍惜資源、愛護環(huán)境觀念，具備適應(yīng)未來生存和發(fā)展所必需的科學(xué)素養(yǎng)。

(二)教學(xué)內(nèi)容分析

根據(jù)STEM教育理念，結(jié)合本校地處珠江邊的實際情況，確定了“認識水的內(nèi)心世界”“了解身邊的水”和“水資源的可持續(xù)管理”三個模塊作為本研究的教學(xué)素材?！罢J識水的內(nèi)心世界”模塊整合了化學(xué)、物理與地理等學(xué)科的知識，主要是讓學(xué)生了解水資源的核心知識，為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定認知基礎(chǔ)?！傲私馍磉叺乃蹦K主要以珠江水為研究對象，引導(dǎo)學(xué)生從其獨特的自然特征、人文特征和水管理等角度去了解經(jīng)濟文化社會生態(tài)等方面對水資源狀況的影響。“水資源的可持續(xù)管理”模塊是讓學(xué)生在生活中去發(fā)現(xiàn)水問題，并嘗試自己想辦法解決水問題。

(三)水資源STEM課程的實施

模塊一“了解水的內(nèi)心世界”的教學(xué)過程：1.通過觀察水的沸騰、水結(jié)冰等物理現(xiàn)象，體會水的三態(tài)變化。2.通過“水的通電分解”的化學(xué)實驗，分析水的化學(xué)成分與微觀組成。3.讓學(xué)生自己查閱資料，了解水能參與的化學(xué)反應(yīng)。4.指導(dǎo)學(xué)生繪制水循環(huán)的示意圖，說明水循環(huán)在自然形態(tài)構(gòu)造中的意義。

模塊二“了解身邊的水”的教學(xué)過程：1.運用地圖，了解珠江的水系。2.查閱資料，了解珠江的水文特征。3.制定計劃，開展珠江水質(zhì)監(jiān)測活動，讓學(xué)生學(xué)習(xí)水樣的采集與分析方法，比較不同區(qū)域水質(zhì)的差異。4.開展珠江邊生態(tài)環(huán)境的實地調(diào)查活動，了解常見河流生物群的種類，并引導(dǎo)學(xué)生舉例說明水環(huán)境的變化對物種形成的影響。5.邀請專家進行專題講解，了解廣州市政府對珠江水采取了哪些管理措施。

模塊三“水資源的可持續(xù)管理”的教學(xué)過程：1.收集有關(guān)圖片資料，了解目前我國及世界存在的水危機。2.組織學(xué)生實地走訪獵德污染水、廣州市自來水廠等，了解污水的形成與處理過程，認識各種凈水材料等。3.在全校范圍內(nèi)開展家庭用水量調(diào)查活動，通過征集家庭節(jié)水小竅門等形式了解居民日常節(jié)水減污的基本辦法。4.嘗試搭建水重復(fù)利用模型，設(shè)計節(jié)約用水、保護水資源的宣傳標(biāo)志與主題海報。5.舉辦校內(nèi)和社區(qū)的“聚焦水資源”的科普圖文展。

(四)水資源STEM課程的評價

STEM課程的評價包括對課程本身的評價和對學(xué)生學(xué)業(yè)的評價兩方面。從課程本身分析，課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)實施過程，都是圍繞著解決實際問題而進行，基本能達到STEM課程的要求。而學(xué)生的表現(xiàn)評價主要側(cè)重過程性評價，設(shè)置多維度級機制，即在課程實施過程中通過學(xué)生自評、小組互評、老師評價對學(xué)習(xí)態(tài)度、動手實驗?zāi)芰?、參與合作意識、創(chuàng)新能力等進行過程評價及效果評價。

三、水資源STEM課程的反思

水資源STEM課程的實施，將STEM理念落實到真實的基礎(chǔ)教育課堂，使STEM教育與初中化學(xué)教學(xué)實現(xiàn)零對接成為一種可能。在實施過程中教師對課程目標(biāo)、課程的設(shè)計與實施有了獨特的看法，增強了教師的課程意識。更重要的是學(xué)生在研究身邊水環(huán)境的過程中，激發(fā)了學(xué)生對環(huán)境問題、生存問題的關(guān)注，拓展了學(xué)生對生活對社會的視野，提高了學(xué)生解決實際問題的能力，促進了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展。