沈曉云

【摘 要】本文以“STEAM教育理念”為教學(xué)宗旨，結(jié)合化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，以“溶液的配制及分析”教學(xué)內(nèi)容為載體，創(chuàng)設(shè)特定的教學(xué)活動，旨在展現(xiàn)STEAM教育理念的特質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】STEAM教育理念;化學(xué)學(xué)科素養(yǎng);溶液的配制及分析

一、問題的提出

STEAM教育突出了“融合多種課程，全面提升學(xué)生綜合能力”的課程理念，關(guān)注并利用學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，反映學(xué)生成長的需要?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）也在倡導(dǎo)真實(shí)問題情境的創(chuàng)設(shè)，開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動，重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，旨在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。基于STEAM教育理念的“溶液配制及分析”化學(xué)實(shí)踐教學(xué)，提出從真實(shí)情境引入問題，依據(jù)探究目的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方案，使學(xué)生具備善于合作、敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的意識。

二、認(rèn)真解讀教材，緊扣STEAM教育理念脈搏

首先，從教材內(nèi)容來看，配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液是2017版《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中學(xué)生9個必修課程必做實(shí)驗(yàn)之一。人教版、蘇教版、魯教版三套教材都在第一章引入物質(zhì)的量濃度后要求學(xué)生初步學(xué)會配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的實(shí)驗(yàn)技能。所以我們作為教師必須吃透教材，把握其內(nèi)在教學(xué)要求。

其次，從知識儲備來看，高一的學(xué)生通過物質(zhì)的量的學(xué)習(xí)，已經(jīng)能深入領(lǐng)悟到引入物質(zhì)的量是為了生產(chǎn)實(shí)際和科研的方便，學(xué)生初中也學(xué)習(xí)過利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表示溶液的濃度，有一定的知識基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)技能。但要進(jìn)行完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，還存在很大的學(xué)習(xí)障礙：如：（1）提取信息能力弱，不知如何抓重點(diǎn);（2）思維活躍，但經(jīng)常無序;（3）喜歡實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)操作能力弱且無目的性。這就需要教師搭建一個合適的平臺，使學(xué)生能夠完成教學(xué)目標(biāo)。

再次，基于STEAM的教育理念來看，以整合的教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生掌握知識和技能，在課堂中進(jìn)行系統(tǒng)的情境教學(xué)，能夠讓學(xué)生靈活地遷移應(yīng)用知識來解決實(shí)際問題。因此，我們應(yīng)該合理設(shè)計(jì)科學(xué)探究活動，使學(xué)生感受科學(xué)探究的一般過程。另外，在教學(xué)中應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生找到依據(jù)，構(gòu)建推理的邏輯性和系統(tǒng)性，體現(xiàn)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的化學(xué)核心素養(yǎng)。

三、創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

我們可以在課前一個星期，先讓學(xué)生觀看網(wǎng)紅視頻并布置活動：收集生活中各種溶液的標(biāo)簽，而后將溶液標(biāo)簽拍照進(jìn)行展示。讓學(xué)生真正感受到化學(xué)來源于生活，與我們的生活息息相關(guān)，這也符合STEAM教育的情境性特征。教師根據(jù)學(xué)生收集到的標(biāo)簽歸納表示溶液組成的多種方法，既能探查學(xué)生獲取信息和加工信息的能力，也能讓學(xué)生得到一個展示自我的機(jī)會。

上課時用學(xué)生的課前活動導(dǎo)入，再展示體檢報告單，學(xué)生發(fā)現(xiàn)體檢報告單中濃度的表示方法與之前自己所歸納的不同，產(chǎn)生疑問，自然引入物質(zhì)的量濃度概念及表示方法。體檢報告單的展示也能讓學(xué)生體驗(yàn)到物質(zhì)的量濃度在醫(yī)療保健方面的應(yīng)用。

四、加強(qiáng)學(xué)生小組合作，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

（一）確定實(shí)驗(yàn)問題，落實(shí)小組合作

從初中溶液的配制方案設(shè)計(jì)來看，在探討設(shè)計(jì)過程中需要解決兩個“準(zhǔn)確”問題，一是準(zhǔn)確計(jì)算并稱量所需固體的質(zhì)量，二是準(zhǔn)確控制溶液的最終體積。第一個準(zhǔn)確問題可以用分析天平、電子天平解決;然而初中所接觸的實(shí)驗(yàn)儀器，像量筒、燒杯等都解決不了第二個“準(zhǔn)確”問題，教師在學(xué)生產(chǎn)生疑問，不知如何解決時引入容量瓶，可以引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識容量瓶，講解演示容量瓶的使用方法及注意事項(xiàng)。在這一解決問題的過程中引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識的手段，與STEAM教育的跨學(xué)科性是不謀而合的。

解決兩大“準(zhǔn)確”問題后教師布置任務(wù)，讓學(xué)生通過分組討論完成規(guī)定的學(xué)習(xí)任務(wù)。這種讓學(xué)生交流討論設(shè)計(jì)出自己小組的實(shí)驗(yàn)步驟，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識、合作意識的做法，也體現(xiàn)了STEAM教育的協(xié)作性。

具體來說，要求學(xué)生按自己小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟完成配制實(shí)驗(yàn)，同時每組指定一名“觀察員”交換到另一組觀察其整個配制過程。學(xué)生在配制溶液時會出現(xiàn)各種不規(guī)范操作，要求“觀察員”及時做好記錄。配制完成后用電導(dǎo)儀測定溶液的電導(dǎo)率。STEAM教育不僅主張通過自學(xué)或教師講授習(xí)得抽象知識，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生動手、動腦，參與學(xué)習(xí)過程。分組實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供了動手做的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及小組協(xié)作精神，小組在協(xié)同中相互幫助、相互啟發(fā)，體現(xiàn)了STEAM教育的體驗(yàn)性特征，且落實(shí)了實(shí)驗(yàn)探究的化學(xué)核心素養(yǎng)。

（二）交流討論對實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行優(yōu)化

所測電導(dǎo)率的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)溶液不相同，這就會引起學(xué)生的思考：實(shí)驗(yàn)操作過程中有沒有出現(xiàn)問題？這時“觀察員”總結(jié)自己觀察到的不規(guī)范操作，并在組內(nèi)及組間進(jìn)行交流反饋。例如：轉(zhuǎn)移溶液時有少量液體流出;未洗滌燒杯及玻璃棒;定容時未改用膠頭滴管滴加水;定容時水加多了用膠頭滴管吸出等。通過組內(nèi)、組間的交流，學(xué)生反思自己的操作并對實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行優(yōu)化。本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)在于培養(yǎng)學(xué)生思維的條理性和提高學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。最終，整個實(shí)驗(yàn)探究有序突破，同時在分析結(jié)果改進(jìn)方案的過程中把誤差分析一并解決。

五、加強(qiáng)課后實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)知識的遷移應(yīng)用

通過本課的學(xué)習(xí)之后，我們還可以要求學(xué)生設(shè)計(jì)配制500mL0.100mol·L的NaOH溶液、配制950mL0.200m

ol·L的H2SO4溶液的實(shí)驗(yàn)操作。感興趣的學(xué)生也可以通過網(wǎng)絡(luò)查找物質(zhì)的量濃度在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療保健、環(huán)境監(jiān)測和科學(xué)實(shí)驗(yàn)等方面的應(yīng)用，使學(xué)生從中體驗(yàn)化學(xué)科學(xué)的發(fā)展對當(dāng)代社會可持續(xù)發(fā)展的重要意義。讓學(xué)生在課后進(jìn)行延伸性學(xué)習(xí)，能夠促使其萌發(fā)新的學(xué)習(xí)動機(jī)，培養(yǎng)其遷移創(chuàng)新的能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度以及強(qiáng)烈的社會責(zé)任感。

六、及時進(jìn)行感悟，在教學(xué)實(shí)踐中不斷提高

在教學(xué)實(shí)踐過程中，學(xué)生參與度高，不僅突出了學(xué)生的主體地位，而且緊扣化學(xué)科學(xué)探究的學(xué)科素養(yǎng)。學(xué)生在解決問題的過程中，不僅獲得了知識，還獲得了知識遷移運(yùn)用的能力。讓我們真正體會到“STEAM教育”旨在以整合的教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生掌握知識和技能，是一種多元學(xué)科文化的融合創(chuàng)新，對培養(yǎng)學(xué)生的問題解決和綜合能力具有重要價值。因此，我們應(yīng)該反復(fù)揣摩課題需要解決的問題，抓住教學(xué)核心內(nèi)容，及時做好各種鋪墊，包括：教學(xué)活動和任務(wù)布置，從而引領(lǐng)學(xué)生將新舊知識有機(jī)結(jié)合，在最近發(fā)展區(qū)幫助學(xué)生完善知識體系，構(gòu)建有序思維，促進(jìn)學(xué)生的核心認(rèn)識發(fā)展，使整節(jié)課具備STEAM教育的情境性、跨學(xué)科、趣味性、體驗(yàn)性、協(xié)作性等核心特征。這些認(rèn)識上的感悟在我們?nèi)蘸蟮钠渌虒W(xué)中也能得到滲透和體現(xiàn)，對我們的教學(xué)和成長將起到良好的促進(jìn)作用。

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