基于STEM教育的绿色化学校本课程开发与实施探究

吴坚毅

摘 要：绿色化学又称为清洁化学，融合STEM开展绿色化学的校本课程设计旨在使学生在参与活动和问题解决时，形成绿色化学的理念，通过结合科学、技术、工程和数学四大学科，让学生应用所学的化学知识，创造、设计、构建、发现、合作和解决问题，让学生从小学会关心环境、卫生、能源、健康等与现代化社会有关的问题，通过跨学科资源整合，设计绿色化学STEM校本课程，开展探究实践活动，提高学生的动手和创新能力，增强环保意识，让人类更好地可持续发展，创造更好的未来。

关键词：绿色化学;STEM教育;校本课程;变废为宝;实验设计

正文：

1.綠色化学STEM校本课程设计思路

绿色化学STEM校本课程并不是科学、技术、工程和数学教育的简单叠加，而是要将四门学科内容组合形成有机整体，以更好地培养学生的创新精神与实践能力。融合STEM开展绿色化学教育活动旨在以使学生参与活动和问题解决为基础的学习时，形成绿色化学的理念，对化学与环境污染问题的关系有正确的认识，增强环境保护意识。通过结合科学、技术、工程和数学四大学科领域设计绿色化学校本课程，让学生应用所学的化学知识，创造、设计、构建、发现、合作和解决问题，培养学生学习化学的兴趣，让学生从小学会关心环境、卫生、能源、健康等与现代化社会有关的问题，让人类更好地可持续发展，创造更好的未来。绿色化学STEM校本课程设计思路如下图1：

图1.1 绿色化学STEM校本课程设计思路

2.绿色化学STEM校本课程构建与实施

绿色化学STEM校本课程强调学生在课程实施中的主体地位，教师作为引导者，整理学生活动的记录及总结，其实施方法主要为以下三点（图2）：

第一，在课堂上实施STEM教学，渗透绿色化学知识，充分利用和挖掘教材中的环保知识结合STEM内容，将绿色化学的理论知识与社会实践结合起来。

第二，利用化学实验，培养学生绿色化学情感，通过开展实验绿色化改进、规范实验操作、“三废”绿色化处理、微型化学实验、增强学生绿色化学意识。

第三，以绿色化学为中心，开展绿色环保主题班会、环保时装秀、绿色微型实验仪器的开发、实验绿色化改进、绿色化学知识讲座、参观高校绿色化学实验室、水厂等活动。

图2 绿色化学STEM校本课程构建与实施体系

3.变“废”为“宝”低碳校园实验设计活动案例

“绿色化学，低碳校园”变“废”为“宝”实验设计，要求学生利用生活中的常见用品和废弃物，设计富有特色的化学实验和水质净化仪器，实现STEM课程的跨学科知识整合的教育理念，让学生运用已掌握的知识和技术，灵活迁移应用，解决现实世界的问题。让同学们在生活中学会废物回收和利用，从小培养环境保护意识，提高创新实践与动手能力，提高综合素质和素养，适应国际化人才的竞争需要。

3.1活动要求：

自选身边小物品和废弃物设计制作化学实验仪器并进行实验设计

（可供参考的实验方案：自制简易净水仪器、喷泉实验、水的电解及氢气爆鸣实验、钠的燃烧、焰色反应或其他自选其他实验）

3.2变“废”为“宝”实验设计作品评价标准

（1）科学性（20分）设计、制作符合化学实验原理，具有明显的实验现象。结构合理，比例恰当，富有个性特色和创新性;

（2）创新性（20分）构思新颖，有利于激发想象力和创造力;

（3）直观性（20分）能有效地帮助学生感知、理解知识，富有启发性，演示性良好;

（4）实用性（20分）选用材料适当，取材方便，制作简便，易于操作，美观耐用，可重复使用。

（5）安全性（10分）使用过程不会被划伤，药品不会漏出;

（6）实验报告（10分）报告书写规范，实验介绍清楚明了

4.绿色化学STEM校本课程创新之处

绿色化学STEM教育校本课程为学生的学习和发展提供了一个全新的平台，有助于改变学生绿色知识贫乏、环保意识淡薄的现状;也有助于改变教师对绿色化学教学重视不够的问题。立足于STEM教育（即科学、技术、工程和数学学科）开展的绿色化学教学实践，是一个全新的课题，创新之处在于：

第一，结合科学、技术、工程和数学四大学科领域，让学生应用所学的化学知识，创造、设计、构建、发现、合作和解决问题，培养学生学习化学的兴趣。

第二，利用STEM教育，将化学与生活的实践体验活动融合到科学、技术、工程和数学的技术和原理，在校内以绿色化学STEM社团的模式，开展绿色化学实验和制作，对学生利用STEM原理制作的绿色化学仪器等作品，在校园内外和邻近社区作展示，让更多人了解绿色化学，增强环保意识和自我保健意识，让人类更好地可持续发展，创造更好的未来。

第三，以化学、科学、技术、工程、数学等学科知识作支撑，以专业化视角对环境、卫生、能源、健康等与现代化社会有关的问题开展研究和设计，培养学生的创新精神和实践能力。

总之，融合STEM教育的绿色化学研究是化学学科未来发展的必然方向，也是STEM教育进入教育领域的必然趋势。着眼未来，通过跨学科资源整合，以绿色化学校本课程为载体，开展STEM教育实践活动，提高学生的动手和创新能力，让更多的人了解化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，让科学、技术和社会互相促进，实现可持续发展。

参考文献：

[1]王肇陟.“绿色化学”理念在中学化学教学中的渗透初探[J].科教文汇，2012，09.

[2]周娟，卢伟. 中学化学实验中渗透环保教育[J].科学教育，2005，11（5）.

[3]霍爱新.中学化学教育中环境教育的新思路—浅谈绿色化学教育[J]. 天津师范大学学报，2003，4（2）.

[4]袁东.化学教学中如何渗透“绿色化学”[J].科学咨询（科技·管理）. 2012（04）.