STEAM教育理念下的中学化学实验探究——以煮熟剂

来源:互联网 编辑:wan玩得好手游小编更新:2024-10-30 09:59:26 人气:

摘 要:基于STEAM教育理念指导下,分析STEAM教育的素质和内涵,以探究煮熟剂的成分和配比对水葫芦造纸的影响为例,初步探索中学化学实验探究活动的开展以及对于培养学生创新素养的影响。


关键词:STEAM教育;实验探究活动;创新素养;水葫芦造纸


STEAM教育的前身是20世纪80年代美国国家科学委员会在意识到高层次的创新人才对于国家竞争力的重要性而提出的“STEM教育集成”的建议。与STEM相比,STEAM教育的内涵更加丰富,不仅能够有效培养学生的逻辑思维、问题解决、创新、合作、激励等能力,还致力于将学生塑造成具有创造和革新精神的全面发展的人,支持学生成为未来的发明家和创造者。


STEAM教育的素质与内涵


虽然STEAM教育在我国的发展前景较好,但是STEAM教育毕竟是从美国引进的一种新型的教育模式,不同的研究者对于STEAM教育所蕴含的素质与内涵理解有所不同。通过大量的文献查阅发现,虽然各家说法有些许差异,但是素质与内涵基底细通,STEAM教育是基于真实情境中的项目或问题,依托工具与资源用跨学科整合的方式培养学生创新素养的一种技术教育。


化学STEAM教育的有效实施途径


近年来,在化学新课程标准的指导下,中学化学课程改革取得一些成果,但同时也表露了中学化学教学形式单一、容易受传统模式的影响、评价机制僵化等问题。STEAM教育的根本目标是做到以学生为主体,全力提升学生核心素养和综合创新能力。因此,学校可以打破原有的教学模式的僵局,结合自身特点与地域特点,开发地方与校本资源,利用校本课程或者社团活动,丰富课程设置,满足学生的需求。在STEAM教育理念的引领下,化学社团的实验探究活动历经如下几个阶段。


1 模仿与实践阶段


学生一开始开展社团活动,主要基于自己的兴趣,比较倾向于做一些趣味性和现象性比较强的实验探究活动。STEAM教育注重实践和过程,在教师的指导下,学生已经可以自主地上网找资料,设计实验方案,根据自己的实验方案进行实践探究。模仿与实践阶段是学生在进行实验探究活动的必经阶段也是首要阶段,在以往的学习经验和思维模式的影响下,学生接受新的知识,掌握新的操作方法都需要一个观察模仿的实践阶段。


2 基于项目与问题阶段


学生通过探究大量网上寻找的实验方案,渐渐地发现有些实验设计并不是最佳方案,于是开始基于现有方案的弊端,进行实验方案改进,通过查阅资料或咨询化学教师,寻求解决方法。在这一阶段,学生不再完全地依赖现有的实验方案,而是进入提出问题、查找资料、提出假设、验证假设的基于问题解决的实验探究阶段。基于项目与问题阶段是一个承上启下的阶段,它的实现需要学生在模仿与实践阶段打下扎实的理论基础和大量的实验素材积累,同时也为整合阶段提供了探究性思维准备。


3 跨学科整合阶段


STEAM教育并不是5门学科的简单叠加,而是根据一个现实问题的需要,将学生的零碎知识有效地整合为一个整体的过程。从一开始的模仿别人的实验方案到改进方案,学生也开始意识到所有的实验设计都是局限在化学方法上,而现实生活中遇到的一些问题如河流污染整治、废弃电池回收处理等,不仅需要化学知识还需要其他学科知识的辅助。跨学科整合阶段并不是所有的中学化学探究活动都会经历的,在以往的学生的探究活动中,学生能够从模仿实践阶段跨越到项目研究阶段,但是很少有学生能够打破学科壁垒进行学科知识的整合创新,因此这个阶段的实现是基于STEAM教育理念下的一次大胆的尝试,为中学生化学探究活动提供了多维度的研究方法和思维拓展,在探究活动中具有重要的意义。


STEAM教育对学生创新素养的积极作用


根据STEAM教育理念,教师利用社团课引导学生初步探索以具体的项目或者问题为学习的中心,实现有效的跨学科整合的教学过程。在这一学习过程中,学生通过自己上网找资料,学习学科的知识,设计方案,改进方案,学习并使用软件处理大量的实验数据。通过这种实验探究活动,学生可以将科学、技术、工程、人文、艺术和数学等多个学科进行交叉融合,由实践解决现实问题、进行创新设计,不断培养和提升创新素养。现在学生提出的探究活动,不再局限于化学本学科的现实问题,而是更加大胆地跨越学科壁垒进行实验猜想,例如学生提出探究防水涂层材料和活性炭进行一定比例的混合能否设计出新型的具有吸附功能的纳米防水材料?STEAM教育由于涉及多学科、多领域,对于学生创新素养的形成有天然的优势,同时也创造出许多传统学科所不具备的主题,如环境庇护等,这都有助于学生形成系统全面的创新品格和创新能力。


作者简介:张碧柳,本科,助理实验师。广东华侨中学,510168。


原文刊发于《中国现代教育装备》杂志2019年第14期,本文有删减。


封面图片源自于互联网

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