徐莉芬

摘要：本文主要探究了如何在STEAM教育理念下開展初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐，旨在通過探究，促使學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到充分的鍛煉，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的提升。文章共分為三部分：第一部分主要解讀了STEAM教育理念的內(nèi)涵;第二部分主要以明確實(shí)驗(yàn)問題、利用信息技術(shù)、落實(shí)實(shí)驗(yàn)過程、創(chuàng)設(shè)趣味主題、豐富總結(jié)形式、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)評價(jià)六個(gè)具體策略進(jìn)行了探究;第三部分是總結(jié)部分。

關(guān)鍵詞：STEAM教育理念;初中化學(xué)實(shí)驗(yàn);設(shè)計(jì)與實(shí)踐

中圖分類號：G633.8? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：1992-7711（2021）10-031

新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)，教師在開展初中化學(xué)教學(xué)時(shí)，要注意尊重學(xué)生的主體地位，給學(xué)生更加廣闊的自主探究空間。但在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生的主體地位并沒有凸顯出來;尤其在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，總是出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：學(xué)生只是根據(jù)實(shí)驗(yàn)的步驟做一遍實(shí)驗(yàn)，然后填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告;至于最后的結(jié)果是否成功，是否出現(xiàn)其他現(xiàn)象都不關(guān)注;因?yàn)樵谧鰧?shí)驗(yàn)之前，學(xué)生就已經(jīng)知道結(jié)果了;另外也有的學(xué)生只通過視頻觀看實(shí)驗(yàn)過程，不去親手觀察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。這些問題導(dǎo)致學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中并沒有得到充分的鍛煉，使學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)也難以得到有效提升。STEAM教育理念是一種以學(xué)生自主探究為主要形式的教育理念，對促進(jìn)學(xué)生主體課堂的落實(shí)有著積極意義?；诖耍疚慕Y(jié)合教學(xué)實(shí)踐，就STEAM教育理念下的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐策略進(jìn)行了探究。

一、STEAM教育的內(nèi)涵

什么是STEAM教育呢？S、T、E、A、M分別是科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)的縮寫，也就是在開展教學(xué)時(shí)，引導(dǎo)利用技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)進(jìn)行自主探究，促進(jìn)學(xué)生掌握科學(xué)知識(shí)，樹立科學(xué)探究的理念，藝術(shù)則是指使學(xué)生感受和利用所學(xué)知識(shí)創(chuàng)造美感，體會(huì)所學(xué)知識(shí)中蘊(yùn)含的魅力。簡單來說，STEAM教育理念實(shí)際上就是指在開展教學(xué)時(shí)，通過學(xué)科融合，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)知識(shí)，同時(shí)鍛煉學(xué)生各方面的能力，最終提升學(xué)生的綜合素質(zhì)[1]。

二、基于STEAM教育理念的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐策略

如何在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入STEAM教育理念，促進(jìn)學(xué)生得到充分地鍛煉呢？本文就以下幾點(diǎn)策略展開了探究。

1.明確實(shí)驗(yàn)問題，把握核心知識(shí)

教師在利用STEAM教育理念開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，可以先引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)中存在的問題，使學(xué)生抓住化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)本質(zhì)。在明確實(shí)驗(yàn)問題時(shí)，教師可以將生活情境引入其中，激發(fā)學(xué)生的好奇心，從而使學(xué)生在探究中把握核心知識(shí)。例如在判斷物質(zhì)的酸堿性實(shí)驗(yàn)之前，教師先布置了這樣一個(gè)任務(wù)：學(xué)生自己從生活中搜集不同水的試樣，可以是雨水，也可以是河水、海水，或者是家庭用水。在實(shí)驗(yàn)中教師引導(dǎo)學(xué)生將這些水樣分成幾份放置在不同的試管中，并要求學(xué)生猜測這些水是酸性還是堿性，然后分別滴入石蕊試液、酚酞試液。在滴入試液之后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)這些水樣出現(xiàn)了不同的顏色變化，至此即可判斷不同水樣的酸堿性。但在實(shí)驗(yàn)中有學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己搜集的淘米水，前兩遍的淘米水滴入石蕊試液是紅色的，后兩遍淘米水滴入的石蕊試液是藍(lán)色的。于是該學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)提出了新的探究問題：不同次數(shù)的淘米水酸堿性不同嗎？兩次之后的淘米水一定會(huì)變成堿性嗎？此時(shí)的學(xué)生產(chǎn)生極大的好奇心，為《物質(zhì)的酸堿性》這部分知識(shí)的深入學(xué)習(xí)帶來了良好的契機(jī)，這實(shí)際上就是學(xué)生深入探究、掌握核心知識(shí)的生動(dòng)體現(xiàn)。教師抓住新的課堂生成引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)問題，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步深入探究核心知識(shí)，為學(xué)生切實(shí)掌握化學(xué)中的科學(xué)知識(shí)奠定了基礎(chǔ)[2]。

2.利用信息技術(shù)，展示化學(xué)美感

教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，還可以利用信息技術(shù)為學(xué)生展示化學(xué)的美感，促進(jìn)學(xué)生感知化學(xué)的魅力。例如在引導(dǎo)學(xué)生利用P試紙感知不同物質(zhì)的酸堿性時(shí)，教師利用信息技術(shù)為學(xué)生展示了這樣一個(gè)視頻：在桌子上放著一張已經(jīng)勾勒出美麗圖案的試紙，和幾瓶不同的溶液;然后拿起試管汲取溶液，滴在試紙不同的部位;由于滴下的液滴大小以及溶液本身酸堿度的不一，試紙不同部位的色塊也各有差別;在這一過程完結(jié)之后，展現(xiàn)出來的是一幅美麗的百花綻放圖。在觀看視頻的過程中，學(xué)生感受到了化學(xué)的魅力，甚至產(chǎn)生了自己創(chuàng)作這樣一幅畫的欲望;并且在學(xué)習(xí)該部分知識(shí)時(shí)，學(xué)生產(chǎn)生了極大的熱情，積極地投入到了實(shí)驗(yàn)探究中。信息技術(shù)可以有效記錄化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的每一個(gè)步驟，同樣也包括化學(xué)中迷人的部分。教師利用信息技術(shù)，為學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)，結(jié)合學(xué)生所學(xué)的化學(xué)知識(shí)，為學(xué)生展示化學(xué)實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)造的美好事物，促進(jìn)學(xué)生對化學(xué)魅力的感知;而當(dāng)在觀察到最后成果的時(shí)候，學(xué)生關(guān)于化學(xué)的審美觀也會(huì)建立起來，這實(shí)際上就是STEAM教育中藝術(shù)融入化學(xué)的具體體現(xiàn)[3]。

3.落實(shí)實(shí)驗(yàn)過程，搜集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

在前文中筆者提到，在當(dāng)前的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，出現(xiàn)學(xué)生按照流程走、不關(guān)注實(shí)驗(yàn)結(jié)果的現(xiàn)象。針對這一問題，教師在開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，要注意落實(shí)實(shí)驗(yàn)過程，促進(jìn)學(xué)生全身心地投入到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)精神。在落實(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生搜集實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，制作數(shù)據(jù)表格，利用相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)解釋化學(xué)知識(shí)，進(jìn)而深入掌握某些化學(xué)原理。例如在利用信息技術(shù)為學(xué)生播放了由酸堿度不同的液體畫出百花盛開圖的視頻、激發(fā)學(xué)生的興趣之后，教師利用科學(xué)趣味拓展課程組織了“化學(xué)繪畫活動(dòng)”。在這一活動(dòng)中學(xué)生就需要了解并搜集不同事物的酸堿度。為了創(chuàng)作出比較完美的作品，教師要求學(xué)生利用酸度計(jì)測量搜集到的溶液具體的酸堿度，并以表格的形式記錄下來;而在滴到P試紙上之后，試紙顏色是什么程度，也需要對比色度表記錄下來;然后在課堂上進(jìn)行交流。通過這樣的方式，學(xué)生在課堂交流時(shí)就比較容易意識(shí)到問題所在。例如同樣是滴入檸檬汁，而且滴入的是同一顆檸檬，在試紙上反應(yīng)的顏色就不太相同。于是學(xué)生就開始研究，究竟是試紙的原因，還是檸檬的原因。在這一過程中，學(xué)生對酸堿度就會(huì)產(chǎn)生更加清晰的認(rèn)知。教師引導(dǎo)學(xué)生以數(shù)據(jù)搜集、表格制作的方式，落實(shí)實(shí)驗(yàn)過程，實(shí)際上就是將數(shù)學(xué)有效融入到了化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，這對促進(jìn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題產(chǎn)生了積極意義[4]。

4.創(chuàng)設(shè)趣味主題，激發(fā)創(chuàng)造欲望

教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，還可以設(shè)計(jì)趣味主題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望。在這一過程中，學(xué)生會(huì)應(yīng)用到相關(guān)技術(shù)，這對促進(jìn)學(xué)生的拓展延伸，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力有著積極意義。像前文中筆者提到的“化學(xué)繪畫活動(dòng)”實(shí)際上就屬于趣味主題的一種。而在利用P試紙和酸堿溶液進(jìn)行繪畫時(shí)，有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)強(qiáng)酸會(huì)造成P試紙的腐蝕，于是就需要探究如何解決這一問題。有的學(xué)生嘗試?yán)盟岫扔?jì)、試管、滴管等調(diào)適溶液的酸度;“濃硫酸的稀釋”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)和操作技能在這部分就得到了很好地落實(shí)。這實(shí)際上就是實(shí)驗(yàn)室技術(shù)運(yùn)用的具體體現(xiàn)。教師創(chuàng)設(shè)趣味性主題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望，讓學(xué)生在利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)知識(shí)創(chuàng)造有趣的事物時(shí)，促進(jìn)學(xué)生對技術(shù)的掌握，也促進(jìn)了STEAM教育理念中技術(shù)理念和工程理念的落實(shí)[5]。

5.豐富總結(jié)形式，展示探究成果

學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)知識(shí)，最終要展示出探究成果，這樣才有利于教師對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的掌握。因此教師在開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，要注意成果展示活動(dòng)的開展;而在鼓勵(lì)學(xué)生展示成果時(shí)，教師可以豐富學(xué)生的總結(jié)形式;也就是說學(xué)生呈現(xiàn)出來的不一定是數(shù)據(jù)模型或化學(xué)結(jié)論，也可以是在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)作出的一些成品。例如在前面的“化學(xué)繪畫活動(dòng)”中，學(xué)生在最后實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，可以展現(xiàn)出繪畫作品;也可以是繪畫過程中的“寥寥數(shù)語”的心得體會(huì);然后各小組的學(xué)生可以進(jìn)行評比，哪個(gè)小組的繪畫作品使用的顏色最豐富，色塊控制最為精確。當(dāng)然，在展示這些作品的過程中，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)中用到的數(shù)據(jù)一一展示出來，例如在稀釋強(qiáng)酸時(shí)，用了多少毫升的水，酸度為多少時(shí)不會(huì)再對試紙產(chǎn)生腐蝕作用，此時(shí)在試紙上形成的色塊與其他色塊的色度是否有相同之處等等。相較于單純地填寫實(shí)驗(yàn)表格，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這種形式更加有趣，有效打破了課堂的束縛;學(xué)生在匯報(bào)成果時(shí)也會(huì)更加積極。教師鼓勵(lì)學(xué)生以豐富的形式進(jìn)行總結(jié)和展示，使學(xué)生在總結(jié)中得到充分地鍛煉，最終促進(jìn)了學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展。

6.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)評價(jià)，培養(yǎng)良好習(xí)慣

評價(jià)不僅僅有檢測、查漏補(bǔ)缺的作用，好的評價(jià)還具有引導(dǎo)作用。因此教師在開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生的綜合意識(shí)時(shí)，還要注重對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的評價(jià)，通過評價(jià)引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)良好的習(xí)慣。在評價(jià)過程中，教師要注意遵循過程性和綜合性原則。例如在“化學(xué)繪畫活動(dòng)”中，有的學(xué)生表現(xiàn)比較積極，而且提出了許多建議;雖然有些建議不太成熟，也沒有取得很好的效果;但教師在總結(jié)評價(jià)環(huán)節(jié)還是可以進(jìn)行表揚(yáng)，支持學(xué)生這種積極創(chuàng)新的態(tài)度，并引導(dǎo)他們?nèi)绾芜M(jìn)行科學(xué)地實(shí)驗(yàn)，并提出有效建議。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生會(huì)逐漸養(yǎng)成大膽創(chuàng)新的思維。另外像有的小組最后交出的作品很好，但是在實(shí)驗(yàn)過程中，有的學(xué)生渾水摸魚，而其他學(xué)生也沒有嘗試將該學(xué)生融入到小組中;教師在總結(jié)階段就可以提出批評，并指出在實(shí)驗(yàn)中要具有團(tuán)隊(duì)精神、合作精神、互幫互助的精神。在這種評價(jià)方式下，學(xué)生的側(cè)重點(diǎn)將不會(huì)只放在實(shí)驗(yàn)成果方面，其他方面也會(huì)獲得發(fā)展。教師優(yōu)化實(shí)驗(yàn)評價(jià)方式和內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生在評價(jià)引導(dǎo)下加強(qiáng)自身建設(shè)，最終有效促進(jìn)學(xué)生的綜合發(fā)展。

綜上所述，本文從把握核心知識(shí)、展示化學(xué)美感、搜集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、激發(fā)創(chuàng)造欲望、展示探究成果和培養(yǎng)良好習(xí)慣六個(gè)角度，就基于STEAM教育理念的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐策略進(jìn)行了探究。教師基于STEAM教育理念設(shè)計(jì)和開展初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有利于學(xué)生逐漸養(yǎng)成自主探究的好習(xí)慣，也有利于學(xué)生思維品質(zhì)的提升。因此希望本文關(guān)于STEAM教育理念下初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐的相關(guān)研究，可以起到拋磚引玉的作用，以促進(jìn)學(xué)生在STEAM教育理念下獲得長足發(fā)展。

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（作者單位：浙江省杭州市錢塘新區(qū)學(xué)正中學(xué)，浙江 杭州 310000）