基于STEAM教育理念的初中化学实验设计与实践研究

刘梦清

【摘 要】STEAM教育是一种新型的教育理念，整合了科学、技术、工程、艺术、数学五门学科领域知识，对培养学生创新思维能力、实践能力具有积极的作用。在初中化学实验教学中，融入STEAM教育理念，旨在将化学科学与其他五门学科知识进行整合，以项目为载体，以探究为核心，通过工程设计，促使其解决生活中的实际问题。为此，本文着重探讨了STEAM教育理念下初中化学实验教学的意义、原则和实施对策。

【关键词】STEAM教育理念;初中化学;实验设计;项目

STEAM是一种教育理念，不同于之前单一的学科教学，它整合了科学、技术、工程、艺术和数学等学科领域知识，对培养学生跨学科思维具有很好的作用。为响应新课改教学要求，提高初中化学教学质量，教师要深度融入STEAM教育理念，通过化学实验教学方法的优化，在创新教学路径和教育理念的基础上，提升学生的创新、实践能力。为此，本文以初中化学实验教学为例，着重探讨了STEAM教育理念下初中化学实验教学的意义、原则和对策。

一、STEAM教育理念下初中化学实验教学的意义

（一）有利于提高学生的思维能力

新课程改革倡导培养学生的学科核心素养，在化学教学中，学科核心素养包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学精神与社会责任。而思维能力的激活和培养，作为提升核心素养的前提，在教学中，运用STEAM教育理念进行教学启发，不仅可以促进思维灵活发展，还可以提高课堂教学质量。要知道STEAM教育理念下初中化学实验教学，是基于解决生活中实际问题而提出的一个项目，旨在让学生运用所学知识通过对项目的探索、分析、解决等，促进学以致用，提高对知识的理解和应用。此过程考验到了学生的分析能力、逻辑思维能力以及学习迁移力，每一项能力的考验都需要较强的思维能力。可见，此教育理念落实的意义所在。

（二）有利于培养学生的化学素养

核心素养培养是提高学生综合素质的重要内容，在初中化学实验教学中，要想培养学生化学素养，需要教师打破传统的讲授教学、演示教学等模式，树立以人为本的教育观，回归学生视角设计内容，开创教学新路径。而STEAM教育理念在初中化学实验教学中的落实，可以有效完成这一教学目标。它是基于学科整合以及学生学习实际情况对教学资源进行的开发、利用的过程，在此期间，学生将占据课堂主体地位，教师的教，将依据学生的实际学习情况和做的效果展开，既可以提高学习自信心，又可以培养实验探究的化学素养。

二、STEAM教育理念下初中化学实验教学的原则

（一）主体性原则

STEAM教育理念倡导学生自主、主动学。也就是说，教师在进行化学实验教学的时候，要遵从主体性的原则，从学生视角出发，设计符合学生学习兴趣的实验内容，在激发自主学习兴趣的基础上，引出项目主题，鼓励学生运用所学知识对该项目进行学习、探究、分析、解决，在自主实验、主动操作的过程中，提高实践能力，培养科学探究精神。

（二）实践性原则

STEAM教育倡导培养学生的实践能力，强调实践出真知。为此，在教学的时候，教师要改变传统演示教学的模式，创造实践教学、探究教学的方法，遵从实践性的原则，在真实实践、切实参与、动手操作的过程中，提高学生对实验的认识，在实验观察、实验探究中，培养核心素养，促进学生对化学知识的理解和掌握。

三、STEAM教育理念下初中化学实验教学的对策

（一）依据教学目标，开发多元化学习资源

STEAM教育理念下初中化学实验教学，融合了多元化的课程资源，是为培养学生核心素养，促进其思维灵活发展，而对教学资源进行的开发、利用和创新。为此，在教学的时候，为提高化学实验教学质量，要依据教学目标，创设多元化学习资源，将项目实验与生活、科学、数学、工程等领域进行充分融合，实现跨学科拓展、深化，培养创新素养。例如，在教学《探究燃烧的条件》实验内容时，旨在让学生通过实验探究认识，燃烧需要可燃物、与空气或者氧气接触、达到燃烧所需的最低温度。在传统的实验教学中，是依据实验原理：白磷着火点为40℃，红磷着火点为240℃，用热水给红磷、白磷加热，进行实验得到的燃烧条件。在此过程中，白磷燃烧会产生大量的白烟污染空气，其次给水下白磷通入氧气的时候，过程操作比较繁琐，不利于实验探究。为提高化学实验教学效果，在教学的时候，可以开发多元化学习资源，从环境污染的角度出发，综合生活、科学等学科知识，让学生对此实验装置进行创新设计，以绿色实验、探究燃烧条件为项目，鼓励学生以以往实验经验和所学知识为基础，对该工程进行设计、优化，如：

第一，当铜片上的白磷燃烧时，将一内壁沾有水的小烧杯罩在白磷上;

第二，取下銅片后，用一支空试管向下罩住水下的金属圆柱体。

通过实验创新，鼓励学生从科学视角进行探究，实现绿色化学理念;同时，为方便学习总结，学生还可以充分利用自己的数学知识为辅助，利用对比思想和表格归纳等方法，对实验内容进行分析。通过多元化学习资源的有效整合，促进探究思维发展，提高实验教学质量。

（二）创设真实情境，设计跨学科实验内容

STEAM教育理念并不是简单的学科整合教学，而是以生活中的实际问题为核心，综合学生学习实际情况设计出的一个项目。其目的是培养学生的处理问题能力，促进学以致用。为此，为培养实验探究兴趣，教师要创设真实的教学情境，以情境为辅助，在激发学习动力的基础上，设计跨学科实验内容，鼓励其利用所学知识进行实验探究，从而使其在真实操作过程中，提高自身的学习能力。例如，在教学《氧气的实验室制取与性质》实验内容时，为使学生对该实验原理和实验步骤有清晰的认识，在实验学习之前，要结合学生的学习实际情况，创设真实的教学情境，利用信息技术手段播放潜水员在水中游泳、病人输氧、燃烧、钢铁冶炼等场景，在生活回归的基础上，让学生自由交谈氧气在社会生活中的应用，提高课堂参与能力，激发实验探究兴趣，从而导入此次实验项目，鼓励学生从不同视角对此次实验进行分析，如：