与STEAM教育理念融合下新课标高中化学教学探究

崔雪蕊

STEAM教育旨在真实的现实问题中，以小组探究的形式，来获取知识和增长经验，这样学生将学习的知识和实践联系起来，更有助于知识深层次的理解。STEAM教育不在探究形式化，把学生放在课程的“c”位，充分调动主观能动性和科学探索精神，让学生主动去认知世界，观察生活，发现问题，寻找方法，总结经验，得出结论。笔者基于新课改下的化学课堂，浅谈一下STEAM的实施。

平衡这一概念，不仅涉及到化学，还涵盖了生物，物理等各个领域，对于化工生产，血液的研究都具有非常重要的意义。因此笔者选择人教版高中化学选择性必修1《化学反应原理》的内容与STEAM教育相融合，体现各学科的交叉性。在课程标准中，对这一章节的学业要求能运用浓度、温度、压强对化学平衡的影响规律（勒夏特列原理），计算浓度、转化率等相关物理量的变化及推测平衡移动方向，进一步研究化学反应条件的选择和优化，解释生产、生活、实验室中的实际问题等。

选择“增强Na2CO3溶液的去油污效果的条件选择”这一主题不仅贴近生活，同时有助于培养学生解决实际问题的能力，学生运用不同学科领域的知识和技能，符合了新课标对学生能力发展的要求。经过高中一年化学知识的学习，高二年级的学生已经具备一定的知识储备、思考能力、处理能力、分析能力，在高一阶段学生已经学过离子反应，能够分析本节课给出的相关化学反应的离子方程式。

“增强Na2CO3溶液的去油污效果的条件选择”这一探究活动涉及到不同学科领域的知识，本项目在知识层面能够帮助学生掌握和理解化学平衡所涉及到的知识点，如什么是可逆反应，平衡移动的影响因素等，已达到化学学科核心素养的建构。在能力层面，提高学生合作与沟通、问题解决、创新思维、批判思维等。从而实现跨学科领域的 STEM 素养的提升以及跨学科的思维素养，最终综合提升学生的核心素养。

整体教学的设计思路：在课堂设计中，以“增强Na2CO3溶液的去油污效果的条件选择”为引导性问题，调动学生思考。教师起辅助和推动作用，让学生一步步得出结论，最终掌握核心知识和核心概念。

整体实施过程：

环节一：情境建構，调动旧知

【教师】创设具体生活情境，激发学生兴趣。在我们生活中有很多地方需要除掉油污，那我们通常有哪些办法呢？

【学生】肥皂、洗洁精、汽油、洗手液、洗面奶……

【教师】普及生活中除油污的方法大致分为三种：碱性溶液反应法、溶剂法与乳化剂法，以及它们各自涉及的原理，然后展示碱性溶液去油污的原理（以Na2CO3为例）：

油污的代表物是由甘油和硬脂酸通过酯化反应得到硬脂酸甘油酯。硬脂酸和碳酸钠反应生成硬脂酸钠、二氧化碳和水。接下来让学生们思考，增强Na2CO3溶液的去油污效果的条件选择？

【学生】根据水解原理，去理解离子反应方程式，提出增大碱性及OH- 的浓度，即创设增强碱性去掉油污的生活情境，拓展化学知识面，调动和激发学生的探究热情和学习热情，同时培养学生信息收集、组织、存储、巩固的低阶认知策略和科学素养。接下来抛出这节课的中心问题“增强Na2CO3溶液的去油污效果的条件选择”，提出贴近生活的学习项目，让学生解决生活中实际问题，达到学以致用的效果，培养学生的社会责任感责任感和使命感。分析水解的原理和相关的离子方程式，大部分学生提出增强碱性就能增强去油污能力，增大溶液中OH- 的浓度。有效培养学生系统分析的高阶认知策略。

环节二：分析现象，得出新知

【教师】教师提出问题，引导学生思考：比如该反应有没有完全反应？溶液中OH- 的浓度还可不刻意改变？化学反应中有没有反应限度？如何增大反应限度？

【学生】阅读资料和教材，发现饱和溶液中结晶和溶解同时存在，并同时进行，认识可逆过程。

【教师】总结归纳可逆反应概念，进一步追问：可逆反应是否一直在进行到底？

【学生】主动发言“不会进行到底，会到一个限度”。

【教师】得到化学平衡的概念。

溶液中OH- 的浓度可以改变，说明反应是双向进行的，结合饱和溶液的资料，认识溶解平衡，学生学习到可逆过程。当反应进行到一定限度后，晶体的质量就不在改变，到达饱和状态。联系Na2CO3水解平衡的离子方程式，学生认识到化学平衡状态。目的是让学生从化学平衡的角度来认识客观事物的发展进程，发现自然现象，建立起平衡的思想，有效提升学生的科学素养。学生通过计算、分析、推理，明白达到化学平衡时正逆反应速率是相等的，把科学素养与数学素养相结合。学生在探究过程中主动思考，循序渐进地建立起化学平衡的观念，有效提升创见的高阶认知策略，培养跨学科思维。

环节三：启发思维，解决问题

环节四：方案展示，评估优化

环节五：实验探究，总结结论

STEAM教育模式以基于项目活动的方式展开，在化学探究过程中，引导学生积极参与、寻找资源、解决问题、合作学习中，小组相互交流，思想碰撞出新的“火花”，产生新的思想，在不断的不同的项目学习中，该过程不断循环，学生每次都有新的体验和感受，在这种影响下，学生的综合学科观念不断增强，创新能力和学科核心素养以及信息整合技术更加有利于学生深度学习。