化学STEM课程及案例分析

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  摘 要:STEM是源于美国的集科学、技术、工程和数学为一体的综合教育,是为打破学科间的界限,通过对学生应用学科素养综合解决问题能力的培养,为社会的建设输送综合性的人才。在中学化学中实施STEM教育理念可以提高学生对化学学习的兴趣,在化学的学习中感受各学科之间的紧密联系。本文以工业生产中的“海水中提取镁”为例,详细阐述中学化学STEM课程中化学与其他学科之间的联系。
  关键词:STEM课程;中学化学;海水中提取镁;化学教学;教学案例
  STEM是指科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics),强调的是在课堂上巧妙融合四门学科,进而培养学生的学科综合的运用能力。在课程改革后,中学化学教材中的知识越来越贴近生产、生活实际,为STEM理念融进中学化学教学之中提供基础保障。教师在中学化学教学中对学生进行STEM知识的融合,不仅要重视学生对化学知识的掌握,还要注重对学生进行化学学科外知识的了解,既可以开阔学生的知识面,又能最大程度地提高学生运用综合知识解决问题的能力。
  一、选取案例依据
  镁质轻、耐腐蚀性佳、减震性及耐冲击性强、尺寸安定性高,在交通运输、电子通信、医疗、军工等行业中应用广泛,而镁在海水中的含量仅次于氯和钠,因此开发利用海水这一巨大资源提取镁在生产、生活中都有重大意義。“海水中提取镁”在中学化学教材中居于电解饱和食盐水制取氯气、碘的提取、离子反应、氧化还原反应等基础知识之后,且这一工程中涵盖化学、科学、数学等学科知识,在此工程中进行STEM教育更能培养学生的学科素养。故在本文中以“海水中提取镁”为案例,分析STEM理念在中学化学中的应有。
  二、教学设计思路
  从科学知识方面讲,本课题以化学知识为主,主要涉及离子的富集、离子反应、电解熔融氯化镁等知识;在镁的提取过程中认识其物理性质、化学性质,以及在实际生产、生活中的应用,进而从课内引入课外,使化学知识由“学术性”转变为“社会性”,教师的教学由“以学科为中心”转变为“以学习为中心”。
  从技术工程方面讲,学生要通过已学知识和查阅资料,了解生产石灰乳的工厂所具备的条件,如技术先进、符合“绿色化学”、能最大程度地利用流程中的副产品;“海水中提取镁”涉及多种工艺流程,如煅烧、沉降、过滤、电解熔融等。教师在教学过程中引导学生设计工艺流程,在小组讨论和相互交流中精化工艺流程,对自己设计的工艺流程进行必要的改进,培养学生的探索精神。
  从数学知识方面讲,在整个教学流程中,数学作为辅助工具与化学知识相整合,如图表的设计、镁的提取率的计算,不仅培养了学生的数学素养,还提高了学生对数据的对比、分析能力,增强学生知识的运用能力。
  三、教学流程
  【创设STEM情境】使用PPT展示镁及其合金在实际生产、生活中的应用,引导学生总结镁的物理性质;以图表的形式展示给学生海水中各元素的含量,以及全国各地对镁及其合金的用量,进而让学生认识到制取镁的重要意义,使学生从课程之初就意识到STEM理念在课程中的应用。
  【提出问题】从刚才的PPT展示中,我们已经了解到全国各地对镁及其合金的需求量是很大的,我们已经学习过电解饱和食盐水制取氯气、碘的提取、离子反应、氧化还原反应等知识,那么问题来了:如果你是一位企业家,由于海水量巨大,你从众多海水中资源的开发项目中选择了“海水中提取镁”这一项目,你会如何设计“海水中提取镁”的工艺流程?
  【工艺流程初探】依据教师提供的氯化镁的熔点低、海边贝壳的主要成分等信息,引导学生自主完成“海水中提取镁”的工艺流程设计,画出流程图,以小组的形式呈现给全班学生,并说明小组在设计流程图中所遇到的问题。
  【疑难解答】首先对学生所做的流程图加以赞赏,然后针对学生在设计流程图中的疑问及涉及的知识点进行讲解,鼓励学生对自己设计的流程图进行改进。如学生普遍反映无法快速有效的提取海水中镁,我们便可以利用前几节学到的元素的富集方法来展开,进而使学生对所学知识更加巩固。
  【工艺流程再探】通过教师对疑难问题的解答和对化学知识的讲解,对所画的流程图进行改进,确定最终的工艺流程方案。此过程为学生应用综合知识解决问题的过程,符合STEM教育中对学生工程素质的培养。
  【交流评价】小组之间相互展示设计成果,每组推荐一人向全班同学介绍本组设计流程的原理和思路,以及对厂址的选择方向,并回答其他同学所提出的问题。此阶段为学生综合能力的展示阶段,学生在其中可以提高自觉的环境意识、责任意识等,为STEM教育理念的应用阶段。
  以上仅为STEM教育理念在中学化学教学中应用的一个小的案例,在中学化学的教学过程中,教师要多多尝试开发相关案例。为保证此理念的实际意义,教师在中学化学教学中要转变传统的教育理念、开发关于STEM领域的校本课程及教材,并为学生提供课外STEM实践机会。目前,在我国STEM在课堂中的应用尚处于尝试阶段,需要我们同仁再接再厉,探索将STEM理念融进中学化学教育之中的有效措施。
  参考文献
  [1]林建芬,解慕宗.中学化学STEM实验的教学设计与实施——以“制作氢氧燃料电池”为例[J].教育信息技术.2018(10)
  [2]田小兰.基于项目的高中化学STEM学习活动设计与实践[D].宁夏大学.2018.05.01.
  [3]吴春胜.STEM教育对创新创业设计人才培养的启示[J].美术教育研究.2016(23)
  [4]任伟,李远蓉等.基于STEM教育下的中学化学教学模式初探[J].化学与教学.2015(07)
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