吳金霞

（甘肅省民勤實驗中學，甘肅民勤 733399）

中學化學作為一門重要的基礎(chǔ)學科，其教學有效性直接影響著學生理性思維的發(fā)展，故必須不斷更新和完善其教學方法?？萍嫉陌l(fā)展不斷推動著教育領(lǐng)域的創(chuàng)新，在此背景下，STEM 教育得到了廣泛的應用和推廣，其強調(diào)科學、技術(shù)、工程和數(shù)學的綜合應用，旨在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實踐能力。因此，此教育理念下的中學化學教學模式必將有更多創(chuàng)新，以顯其靈動特色，吸引學子之注意力。教師應當引導學生解決實際問題，培養(yǎng)其自主學習與合作學習能力，以促進其創(chuàng)新思維與綜合能力之發(fā)展。

一、基于STEM 教育下的初中化學教學特點

STEM 教育崇尚學科交融，初中化學教學亦可與科學、技術(shù)、工程、數(shù)學等學科緊密結(jié)合。如此，學生在學習化學時，可運用數(shù)學的知識解決化學方程式中的計算難題；或借助物理的原理闡釋化學反應的奧秘。如此一來，學生方能更高效地領(lǐng)悟與應用化學知識，培養(yǎng)跨學科思維及綜合解決問題的能力。通過這些特點，初中化學教學可以更好地促進學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的全面發(fā)展。此外，化學是一門實驗性極強的學科，需要學生進行實踐探究與實驗操作，以體驗化學現(xiàn)象，培養(yǎng)科學觀察、實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)分析的能力。故而，STEM 教育理念下的初中化學教學可通過設(shè)計實驗或項目，使學生通過實踐探索化學知識，培養(yǎng)其科學思維與實踐能力。

二、基于STEM 教育下的初中化學教學策略

（一）問題驅(qū)動，創(chuàng)設(shè)科學情境

1.激趣導入：提出生活化問題

生活化問題可以引發(fā)學生的好奇心和求知欲，使他們主動去探索和解決問題。提出生活化的問題方便創(chuàng)設(shè)科學情境，能激發(fā)學生的學習興趣和主動性。抽象的化學知識和實際生活場景的有機結(jié)合可以讓學生更主動也更容易地理解和應用所學知識。而教師借此滲透相應的科學知識，可以培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。以“金屬資源的利用和保護”這部分內(nèi)容為例，我們可以提出以下兩個問題：第一問，在日常生活中，我們使用了很多金屬制品，比如鐵鍋、鋁箔等，你有沒有想過這些金屬是如何被提取出來的？這些金屬的來源是什么？是否有可持續(xù)利用的方法？這個問題能夠引導學生思考金屬資源的來源、提取方法和可持續(xù)利用的可能性，激發(fā)他們對金屬資源的重視；第二問，如今，人們越來越關(guān)注環(huán)境問題，那么在金屬資源的利用中，我們應該如何平衡經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的關(guān)系？有哪些措施可以在金屬資源的利用和保護之間找到平衡點？這個問題通過結(jié)合環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展的議題，引導學生思考金屬資源的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護的重要性，可以喚起他們的環(huán)境意識和創(chuàng)新性思考。而在提出問題的過程中，教師可以采用開放性問題和引導性問題的結(jié)合方式。開放性問題可以激發(fā)學生的思考和討論，而引導性問題則可以幫助學生準確定位和解決問題的方向。同時，問題應該具有現(xiàn)實性和可行性，與學生的生活經(jīng)驗和興趣相關(guān)，能夠引發(fā)他們的探索欲。這樣，通過提出生活化問題，可以激發(fā)初中生的化學學習興趣和動力，促進他們在科學情境中的思考。

2.引發(fā)好奇：提出展望性問題

初中生好奇心強，對未知領(lǐng)域充滿探索欲，在化學教學中提出展望性問題可有效引發(fā)他們的求知欲。而展望性問題通常與前沿科學研究、未解決的問題或待解決的難題相關(guān)，能夠激發(fā)學生的思考和探索欲望，促使他們主動去尋找答案。展望性問題為學生提供了一個追尋知識的動力和目標，可以讓他們在科學情境中體驗到探索未知的樂趣。以“水的凈化”這部分內(nèi)容為例，教師可以在完成基本教學后提出以下兩個展望性問題：（1）目前的水凈化方法主要有過濾、消毒等，但還存在一些難以解決的問題，比如如何高效地去除水中的微量有機物和重金屬污染，如何解決水質(zhì)安全與可持續(xù)發(fā)展之間的矛盾等。請你展望一下未來的水凈化技術(shù)，你認為有哪些可能的創(chuàng)新和突破？這個問題可以引導學生思考現(xiàn)有水凈化技術(shù)的不足和未來的發(fā)展方向，激發(fā)他們對科學技術(shù)的研究和創(chuàng)新的興趣。（2）面臨著水資源日益緊張的問題，人們開始探索一些非傳統(tǒng)水資源，比如海水淡化、廢水回用等。請你展望一下未來的水資源利用與再生技術(shù)，你認為有哪些可能的突破和創(chuàng)新？這類問題可以引導學生思考水資源利用的可持續(xù)發(fā)展問題，激發(fā)他們對于非傳統(tǒng)水資源利用和再生技術(shù)的探索和創(chuàng)新思維。而在提出展望性問題時，教師可以將學生引入前沿科學領(lǐng)域的研究和技術(shù)應用，讓他們了解當前的科學難題和研究方向。問題要既能鼓勵學生發(fā)散思考，又要能引導他們思考問題的關(guān)鍵點和可能的解決方案，以引發(fā)初中生的鉆研欲望，激發(fā)他們追求知識的動力。

（二）多元互動，引導創(chuàng)新思考

1.利用現(xiàn)代技術(shù)，提供豐富的學習材料

傳統(tǒng)教學模式下的化學課堂往往較為枯燥，通常以教師的單方面的知識輸出為主。而基于STEM 教育理念的化學課堂則需要師生之間進行充分的互動。為此，教師可以利用現(xiàn)代信息技術(shù)提供豐富的學習材料，以豐富學生的學習體驗，引發(fā)他們對知識的探索。比如，可以通過互聯(lián)網(wǎng)提供教學視頻、在線課程、電子書籍、實驗模擬等。這些資源可以覆蓋課程的不同方面和學生的不同需求，使學生能夠通過多種途徑和角度進行學習。因此，教師可以借此在初中化學教學中滲透當代化學技術(shù)。具體而言，可以通過以下幾個方面實現(xiàn)：第一，借助現(xiàn)代教學設(shè)備引入現(xiàn)代科學研究成果，可以展示一些關(guān)于當代化學技術(shù)的真實案例，例如有關(guān)新型材料、新能源等方面的研究成果和應用實例，讓學生了解到當代化學技術(shù)的前沿發(fā)展；第二，播放展示化學實驗促進現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的視頻，讓學生了解當代最新的化學技術(shù)，如紅外線光譜儀、質(zhì)譜儀等，讓學生感受到現(xiàn)代化學技術(shù)的應用；第三，利用移動應用提供個性化和交互式的學習材料，即讓學生通過手機應用根據(jù)自己的興趣和學習進度選擇學習內(nèi)容和學習方式，隨時隨地學習。移動應用往往還能提供與課程相關(guān)的小游戲、互動模擬實驗、學習筆記等，學生可以通過參與游戲、模擬實驗和查看學習筆記來深入了解知識，以提高學習效果。

2.利用網(wǎng)絡(luò)平臺，引導學生即時性交流

基于STEM 教育下的初中化學教學，可以與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，即引導學生在網(wǎng)絡(luò)平臺進行即時性交流，以提高他們的自主學習能力。通過網(wǎng)絡(luò)平臺，學生可以受自己的興趣驅(qū)動而學習，從而參與到各種討論和交流活動中，與同學們和老師互動，分享學習體會和問題解決方法。這不僅可以提高他們的信息技術(shù)應用能力，還可以促進他們的學習效果和學習興趣。具體來講，我們可以在網(wǎng)絡(luò)平臺上建立學習社區(qū)或是班級微信群等形式的交流平臺，以提供一個即時性、互動性強的學習環(huán)境。教師則可以鼓勵學生在這個平臺上互相提問、回答問題、分享學習資源、討論學習進程等。比如針對“常見的酸和堿”這一課題，教師可以設(shè)立一個專門用于討論“常見的酸和堿”的論壇，讓學生在論壇上提出自己遇到的問題、分享理解和解題思路，并進行針對性討論。通過這種交流方式，學生可以從不同的角度和解題思路中獲得啟發(fā)和幫助，進行更多的創(chuàng)新思考。教師則可以提出一些引導創(chuàng)新思考的問題，如提出一個開放性問題，讓學生思考如何將所學的化學知識與科學技術(shù)相聯(lián)系，并應用于解決現(xiàn)實問題。而借助網(wǎng)絡(luò)平臺，教師還可以通過瀏覽學生的互動結(jié)果給出肯定或提供改進意見。另外，教師也可以參與到學生的線上交流活動中來，提供一些新的解決問題的思路、方法等，以保證學生的交流能更加有方向、有針對性和有效。再如，教師可以引導學生在網(wǎng)絡(luò)平臺上分享自己整理的學習資料、筆記和習題解析等，并互相交流，以形成互相學習的氛圍。如此一來，通過師生互動，雙方可以就課內(nèi)外知識進行充分探討，學生的學習和思考可以不再拘泥于課本，而且學生之間可以進行思維碰撞，產(chǎn)生新的好的想法，不斷激發(fā)創(chuàng)新性思考。這對他們的化學知識的吸收能起到促進作用。

（三）協(xié)作探究，促進學科融合

通過引導學生協(xié)作探究，可以培養(yǎng)學生的合作意識、團隊精神和解決問題的能力。同時，學生也能夠體會到不同學科之間的聯(lián)系與融合，加深對綜合學科的理解，為將來的科學研究和解決實際問題打下堅實的基礎(chǔ)。在協(xié)作探究中，學生可以通過團隊合作，利用多個學科的知識和技能，解決實際問題，以加深對不同學科之間關(guān)聯(lián)性的理解。比如，在學習酸堿中和反應的過程中，教師可以組織學生分成小組，每個小組的成員可以代表不同的學科背景，比如科學、技術(shù)、工程、數(shù)學等。接著，教師提出有關(guān)酸堿中和反應的實際問題，如“如何利用酸堿中和反應？”小組成員可以共同討論，并從網(wǎng)絡(luò)中搜索相關(guān)資料，從自己小組所代表的學科本質(zhì)的角度出發(fā)，進行針對性探討，如“工程”小組可以搜索到酸堿中和反應與工程學科的如下聯(lián)系：在工程中，酸堿中和反應被廣泛應用于廢水處理和污染物凈化領(lǐng)域，工程師們可以利用酸堿反應中生成的鹽，將廢水中的有害物質(zhì)中和掉，從而達到凈化水質(zhì)的目的。組內(nèi)探討的過程中，學生逐漸認識到化學在工程領(lǐng)域發(fā)揮的作用。可見，這樣的探究式學習能讓學生自主探索化學與各個學科的知識和技能的融合點，從而全面、深入地理解相關(guān)知識點，并提高綜合思考能力。

（四）梳理思路，強化數(shù)據(jù)分析

1.回顧實驗過程，提煉數(shù)據(jù)

化學實驗是化學教學中必不可少的環(huán)節(jié)，因此，引導學生回顧實驗過程，提煉實驗數(shù)據(jù)十分有必要。學生回顧實驗過程能對實驗中使用的化學概念、實驗步驟和儀器設(shè)備等內(nèi)容進行針對性復習和鞏固，從而加深對實驗設(shè)計和操作技巧的印象。引導學生回顧實驗過程還可以讓他們意識到實驗中可能存在的誤差和偏差，為后續(xù)的實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析提供更準確的基礎(chǔ)。而提煉實驗數(shù)據(jù)是一個更重要的數(shù)據(jù)處理步驟，可以幫助學生從繁雜的實驗結(jié)果中提取出重要的信息。實驗數(shù)據(jù)的提煉可以使學生更全面地了解實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果的規(guī)律性，并能夠?qū)?shù)據(jù)與理論知識相結(jié)合，從而進行更深入的計算、分析和推測。在這個過程中，他們可以鍛煉觀察能力和數(shù)據(jù)分析能力，進而提高實驗研究水平。這可以促進化學與數(shù)學的融合，并提高學生對這兩門學科融合的認知。為此，教師要加強引導學生回顧實驗過程。比如，在學生完成“人類重要的營養(yǎng)物質(zhì)”這一課題下的實驗后，教師可以如此引導學生回顧：第一，重播相關(guān)實驗視頻，引導學生觀看，鼓勵他們總結(jié)實驗過程，讓他們回憶實驗目的和實驗的背景；第二，在視頻播放到實驗操作關(guān)鍵階段時，教師可以對重要環(huán)節(jié)進行慢放，并對現(xiàn)實關(guān)鍵步驟的部分暫停，讓學生回顧自己在實驗中的相關(guān)操作；第三，讓學生將記錄的實驗數(shù)據(jù)進行進一步提煉，如濃度、質(zhì)量、體積等，以此培養(yǎng)他們嚴謹?shù)目茖W思維。

2.整理數(shù)據(jù)信息，加強分析

在學生完成化學實驗后，教師要引導他們對實驗數(shù)據(jù)進行細化整理和分析，讓學生更清晰地看到數(shù)據(jù)之間的關(guān)系和趨勢，從而進一步加深對化學現(xiàn)象和理論的理解。在此過程中，學生可以發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果背后的規(guī)律和機制，探索化學反應和反應條件之間的關(guān)系。這將有助于他們對化學知識的掌握和應用。整理和分析實驗數(shù)據(jù)是培養(yǎng)學生科學思維和數(shù)據(jù)處理能力的重要環(huán)節(jié)，需要學生觀察和分析實驗結(jié)果，針對性分析有用的數(shù)據(jù)。這將培養(yǎng)學生對細節(jié)的關(guān)注和觀察的能力。而且他們需要運用邏輯推理和統(tǒng)計分析的方法尋找數(shù)據(jù)中的規(guī)律和趨勢，并進行科學解釋。這對他們的邏輯思維、數(shù)據(jù)處理能力的發(fā)展都是十分有利的，仍以“人類重要的營養(yǎng)物質(zhì)”這一課題為例，教師可以通過以下步驟引導學生整理和分析實驗數(shù)據(jù)：第一階段，即在實驗結(jié)束后，教師可以要求學生整理實驗數(shù)據(jù)，并將其整理為表格、圖表等形式。這將幫助學生更加直觀地看到數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。同時，教師還可以引導學生按照實驗的不同條件或參數(shù)對數(shù)據(jù)進行分類和整理，以便進行比較和分析。第二階段，教師可以引導學生對實驗數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析，如解釋計算邏輯等。教師則可以通過提問的方式引導學生對數(shù)據(jù)進行解釋，讓他們自主揭示其中隱含的規(guī)律。這樣，通過引導整理和分析實驗數(shù)據(jù)，可以培養(yǎng)學生的實驗設(shè)計能力和科學研究能力，為他們今后的學習和職業(yè)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

三、結(jié)語

總而言之，本文對基于STEM 教育下的中學化學教學模式進行了初步探討。通過創(chuàng)設(shè)科學情境、多元互動、協(xié)作探究和強化數(shù)據(jù)分析等策略的應用，可以提高學生的實踐能力、跨學科思維和創(chuàng)新意識，促進學生綜合素質(zhì)的發(fā)展。然而，對于這一新的教育模式，還有很多問題需要進一步研究和探索。未來的研究可以通過實踐探索和項目設(shè)計來驗證這些教學策略的有效性，并進一步完善中學化學教學模式，以適應STEM 教育的發(fā)展和變革。