论文部分内容阅读
【摘 要】用“猪油的华丽转身”的教学案例具体说明STEM理念在中学化学特色课程中的实施，为STEM理念在课程中的实施提供参考和建议。
【关键词】STEM；化学；特色课程
【中图分类号】G423.06 【文献标识码】A
【文章编號】2095-3089（2019）10-0262-02
一、STEM理念
STEM理念起源于美国，它为越来越多人所知，是一种跨学科的学习理念，是Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）和Mathematicss（数学）的简称，目的在于培养综合素养高的科学家、技术人员、工程师、数学家和综合素养能力强的公民，这种提法与我国新课程的改革目标是不谋而合的。《2017中国STEM教育白皮书》发布，国家已明确把STEM教育纳入国家战略发展政策，由此可见STEM教育实施的重要性。在运用STEM理念的教学过程中，提倡学生在做中学，因此学生的学习方式从被动接受转化为主动获取，在课程学习中尝试小组合作交流、设计探究并解决问题，从而获得多学科的综合知识和综合素养（包括科学、技术、工程和数学素养）的提升，这对教学提出了更高要求。
二、STEM与化学特色课程
STEM的教学原则是解决实际生活中有意义的问题。我校化学特色课程是一门“生活化的课堂”，是一门内容很丰富的综合实践课程，上课的很多素材都来源于生活，科学探究性强，而且保证每一周都有两节课的时间上课，不用受课时紧张和考试压力的限制，这些都为STEM理念的实施提供了很好的土壤和空间，同时可以提升学生学习化学的兴趣和满足学生多样化的需求。下面以笔者在化学特色课程中实施的“猪油的华丽转身”为例加以说明，提供一些参考和建议。
三、“猪油的华丽转身”教学案例与分析
本文选取人教版选修五第四章第一节“油脂的性质”这一内容，教学案例是与该部分内容相关的延伸知识，课题为“猪油的华丽转身”，原理是利用油脂的皂化反应制造肥皂，并对肥皂进一步加工，最后制造出各种精美形状的手工皂。
针对“猪油的华丽转身”的活动内容，设计了以下的教学过程：
开题、确定研究目的，收集资料（科学）→整合资料、形成初步实验方案（科学）→确定实验方案，进行实验探究（技术、工程、数学）→合作交流与评价→优化实验方案，再进行实验探究（技术、工程、数学）→汇报成果和心得体会
在实践过程中，需要融汇科学、技术、工程、数学等方面的知识，主要以小组合作交流的形式完成教师安排的任务，教师主要起引导者的角色。
1.开题，确定研究目的，教师提出任务，学生收集相关资料。
【教师】这是猪油和几块手工皂，同学们知道它们之间有什么联系吗？
【学生】难道从猪油可以制造出手工皂？
【教师】没错！猪油是油脂的一种，通过油脂在碱性条件下的水解反应可以制造出肥皂，反应原理如下：
〖XC40.JPG；%30%30〗
用制出的肥皂经过加工，便制造出精美的手工皂了。请同学们根据老师提供的信息，确定这个项目的目标，收集资料，形成制作的初步方案。
【学生】分组交流，讨论，确定任务目标，收集资料。
【设计意图】把该研究活动当做一个工程活动，工程（Engineering）活动是一个项目活动，有明确目标，让学生明确本项目的目标，才能更好地进行设计，研究。
2.开发形成初步实验方案。
各小组经过讨论，汇报实验方案，如何从猪油中得到手工皂？
【教师】提醒在方案的实施过程中要注意的问题。
【设计意图】让学生尝试设计方案，培养学生独立思考的能力。
3.整合资料、形成初步实验方案。
【教师】给学生提供所需的药品、仪器（如下图），提醒学生在实验过程注意观察和记录现象。
〖XC41.JPG；%30%30〗
【学生】根据小组的设计方案，找到所需的药品、仪器，分工合作进行实验。
【设计意图】在实验探究过程中，激发学生大胆猜想，小心求证，培养学生的科学、工程、技术、数学的素养。
4.合作交流与评价。
【教师】组织学生分享小组的成果，找出闪光点及不足，并提出改进方法。提出改进的问题：（1）在相同条件下如何析出更多的肥皂？（2）如何调节肥皂液的PH值？
（3）如何使制得的手工皂的颜色调和得更均匀？（4）如何使制得的手工皂更润滑些。
【学生】分享小组的成果，讨论老师提出的问题。优化实验方案，进一步进行实验探究。
第一次实验成果如下图：
【设计意图】让学生通过交流、分享，相互学习，优化实验方案。
5.优化实验设计，再进行实验探究。
【学生】优化实验设计：①实验药品的用量加大几倍；②把饱和食盐水改成食盐晶体；③用冰水代替冷水冷却；④在皂化过程中不断地滴入酒精。
【设计意图】增强学生的探究意识、科学精神，从工程实践的需求出发体验科学探究的精神。
6.汇报成果。
【学生】各小组把整个研究过程创作成PPT向大家汇报。
【教师】聆听各小组的汇报，总结各小组的整体情况进行点评。“猪油的华丽转身”这个特色课程我们把它作为了一个工程项目进行研究。整个项目我们经历了开题、确定研究目的、收集资料；各小组整合资料形成初步实验方案，确定实验方案，运用我们所学的科学知识和技术产进行实验探究，得到初步成果；各小组进行交流与评价，找出在制作过程中的闪光点与不足；接着重新优化设计方案，再进行实验探究。在这个过程中，我们体验了科学生产的不容易和有产品出现的喜悦感。
【关键词】STEM；化学；特色课程
【中图分类号】G423.06 【文献标识码】A
【文章编號】2095-3089（2019）10-0262-02
一、STEM理念
STEM理念起源于美国，它为越来越多人所知，是一种跨学科的学习理念，是Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）和Mathematicss（数学）的简称，目的在于培养综合素养高的科学家、技术人员、工程师、数学家和综合素养能力强的公民，这种提法与我国新课程的改革目标是不谋而合的。《2017中国STEM教育白皮书》发布，国家已明确把STEM教育纳入国家战略发展政策，由此可见STEM教育实施的重要性。在运用STEM理念的教学过程中，提倡学生在做中学，因此学生的学习方式从被动接受转化为主动获取，在课程学习中尝试小组合作交流、设计探究并解决问题，从而获得多学科的综合知识和综合素养（包括科学、技术、工程和数学素养）的提升，这对教学提出了更高要求。
二、STEM与化学特色课程
STEM的教学原则是解决实际生活中有意义的问题。我校化学特色课程是一门“生活化的课堂”，是一门内容很丰富的综合实践课程，上课的很多素材都来源于生活，科学探究性强，而且保证每一周都有两节课的时间上课，不用受课时紧张和考试压力的限制，这些都为STEM理念的实施提供了很好的土壤和空间，同时可以提升学生学习化学的兴趣和满足学生多样化的需求。下面以笔者在化学特色课程中实施的“猪油的华丽转身”为例加以说明，提供一些参考和建议。
三、“猪油的华丽转身”教学案例与分析
本文选取人教版选修五第四章第一节“油脂的性质”这一内容，教学案例是与该部分内容相关的延伸知识，课题为“猪油的华丽转身”，原理是利用油脂的皂化反应制造肥皂，并对肥皂进一步加工，最后制造出各种精美形状的手工皂。
针对“猪油的华丽转身”的活动内容，设计了以下的教学过程：
开题、确定研究目的，收集资料（科学）→整合资料、形成初步实验方案（科学）→确定实验方案，进行实验探究（技术、工程、数学）→合作交流与评价→优化实验方案，再进行实验探究（技术、工程、数学）→汇报成果和心得体会
在实践过程中，需要融汇科学、技术、工程、数学等方面的知识，主要以小组合作交流的形式完成教师安排的任务，教师主要起引导者的角色。
1.开题，确定研究目的，教师提出任务，学生收集相关资料。
【教师】这是猪油和几块手工皂，同学们知道它们之间有什么联系吗？
【学生】难道从猪油可以制造出手工皂？
【教师】没错！猪油是油脂的一种，通过油脂在碱性条件下的水解反应可以制造出肥皂，反应原理如下：
〖XC40.JPG；%30%30〗
用制出的肥皂经过加工，便制造出精美的手工皂了。请同学们根据老师提供的信息，确定这个项目的目标，收集资料，形成制作的初步方案。
【学生】分组交流，讨论，确定任务目标，收集资料。
【设计意图】把该研究活动当做一个工程活动，工程（Engineering）活动是一个项目活动，有明确目标，让学生明确本项目的目标，才能更好地进行设计，研究。
2.开发形成初步实验方案。
各小组经过讨论，汇报实验方案，如何从猪油中得到手工皂？
【教师】提醒在方案的实施过程中要注意的问题。
【设计意图】让学生尝试设计方案，培养学生独立思考的能力。
3.整合资料、形成初步实验方案。
【教师】给学生提供所需的药品、仪器（如下图），提醒学生在实验过程注意观察和记录现象。
〖XC41.JPG；%30%30〗
【学生】根据小组的设计方案，找到所需的药品、仪器，分工合作进行实验。
【设计意图】在实验探究过程中，激发学生大胆猜想，小心求证，培养学生的科学、工程、技术、数学的素养。
4.合作交流与评价。
【教师】组织学生分享小组的成果，找出闪光点及不足，并提出改进方法。提出改进的问题：（1）在相同条件下如何析出更多的肥皂？（2）如何调节肥皂液的PH值？
（3）如何使制得的手工皂的颜色调和得更均匀？（4）如何使制得的手工皂更润滑些。
【学生】分享小组的成果，讨论老师提出的问题。优化实验方案，进一步进行实验探究。
第一次实验成果如下图：
【设计意图】让学生通过交流、分享，相互学习，优化实验方案。
5.优化实验设计，再进行实验探究。
【学生】优化实验设计：①实验药品的用量加大几倍；②把饱和食盐水改成食盐晶体；③用冰水代替冷水冷却；④在皂化过程中不断地滴入酒精。
【设计意图】增强学生的探究意识、科学精神，从工程实践的需求出发体验科学探究的精神。
6.汇报成果。
【学生】各小组把整个研究过程创作成PPT向大家汇报。
【教师】聆听各小组的汇报，总结各小组的整体情况进行点评。“猪油的华丽转身”这个特色课程我们把它作为了一个工程项目进行研究。整个项目我们经历了开题、确定研究目的、收集资料；各小组整合资料形成初步实验方案，确定实验方案，运用我们所学的科学知识和技术产进行实验探究，得到初步成果；各小组进行交流与评价，找出在制作过程中的闪光点与不足；接着重新优化设计方案，再进行实验探究。在这个过程中，我们体验了科学生产的不容易和有产品出现的喜悦感。