曾逸帆 吳春儀

摘 要：在新課標(biāo)改革發(fā)展的進(jìn)程中，對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)提出了更高要求。隨著現(xiàn)代信息化技術(shù)快速發(fā)展，人類(lèi)研究領(lǐng)域的開(kāi)拓，保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平全面提高。在高中教學(xué)中，需要重點(diǎn)融入STEAM教育的理念，使得科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)相互融合，培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展的能力。本文針對(duì)STEAM教育視角，明確高中化學(xué)課外融合實(shí)驗(yàn)具體設(shè)計(jì)措施，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手操作能力，提高學(xué)生化學(xué)綜合能力以及核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：STEAM教育;高中化學(xué);課外融合;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);實(shí)踐

在化學(xué)新課標(biāo)改革背景下，要高度重視科學(xué)探究和化學(xué)實(shí)驗(yàn)核心地位，通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生實(shí)踐探究水平，并且充分運(yùn)用實(shí)驗(yàn)知識(shí)來(lái)增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)效果。在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)該對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)能力進(jìn)行全方面培養(yǎng)，提高整體的教學(xué)效果。由于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果無(wú)法達(dá)到預(yù)期要求，高中生實(shí)驗(yàn)操作技能薄弱，缺乏足夠?qū)嶒?yàn)興趣。常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中藥品消耗量非常大，具有明顯的污染性，目前普遍利用仿真實(shí)驗(yàn)或者做成交互式微課、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)有針對(duì)性地選擇探究。通過(guò)課外化學(xué)實(shí)驗(yàn)方式，能夠?yàn)閷W(xué)生提供非常多的實(shí)踐機(jī)會(huì)，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手操作能力。

一、STEAM教育的具體理念

STEAM教育包括科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)5種學(xué)科，通過(guò)不同學(xué)科之間的相互融合，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的實(shí)際能力[1]。在高中課程教學(xué)中，最關(guān)鍵的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，使學(xué)生根據(jù)生活中遇到的各種問(wèn)題進(jìn)行分析，并且結(jié)合所學(xué)知識(shí)加以解決，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力。當(dāng)前在高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師往往會(huì)根據(jù)已有的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，很多學(xué)生也都習(xí)慣性被動(dòng)接受知識(shí)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性欠缺，缺乏足夠創(chuàng)新精神。通過(guò)STEAM教育可以根據(jù)學(xué)生的發(fā)展認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行判斷，增強(qiáng)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。STEAM教育融合了情境教學(xué)等多種模式，能夠提高課堂教學(xué)整體效果，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與到課堂教學(xué)之中，提高課堂教學(xué)的整體水平。在STEAM教育理念下也能夠從小幫助學(xué)生掌握科學(xué)思維、藝術(shù)思維、工程思維、技術(shù)思維和數(shù)學(xué)思維，針對(duì)存在問(wèn)題進(jìn)行全面分析，增強(qiáng)整體學(xué)習(xí)效果。

二、STEAM教育視角下高中化學(xué)課外融合實(shí)驗(yàn)的具體意義

（一）促進(jìn)多學(xué)科知識(shí)內(nèi)化

融合實(shí)驗(yàn)主要是通過(guò)對(duì)不同學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行分析，打破學(xué)科界限，使學(xué)生通過(guò)多重角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析與探究。俗話(huà)說(shuō)：“數(shù)、理、化不分家”。數(shù)學(xué)與物理、化學(xué)等學(xué)科之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)非常密切，通過(guò)化學(xué)課外融合實(shí)驗(yàn)也能夠達(dá)到事半功倍的效果。在高中化學(xué)教學(xué)中，并不能夠單純孤立化學(xué)知識(shí)，是需要通過(guò)化學(xué)、生物、物理等相關(guān)學(xué)科知識(shí)構(gòu)建立體化學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，幫助學(xué)生培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)思維邏輯方式，對(duì)數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理、生物等相關(guān)知識(shí)綜合利用，全面提高學(xué)生的理性思維，在日后生活和工作中遇到問(wèn)題也能夠通過(guò)多重角度進(jìn)行分析與判斷。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生掌握化學(xué)理論知識(shí)的重要方式，需要高度重視化學(xué)概念，通過(guò)動(dòng)手操作等方法，提高對(duì)化學(xué)知識(shí)的掌握能力，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性[2]。

通過(guò)一次電池實(shí)驗(yàn)研究，引導(dǎo)學(xué)生從電子傳遞的角度理解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的特性和這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價(jià)值。對(duì)教育方法進(jìn)行討論、比較和總結(jié)。多媒體教學(xué)設(shè)計(jì)思路使用課堂內(nèi)學(xué)習(xí)探索和課堂外調(diào)查的組合，使學(xué)生更合理地理解初級(jí)電池的技術(shù)產(chǎn)品，感受到開(kāi)發(fā)新電池的重要性和化學(xué)動(dòng)力源可能引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題，初步形成了更加客觀準(zhǔn)確的能源觀點(diǎn)。

（二）在探究中激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維

化學(xué)課具有非常強(qiáng)的趣味性和開(kāi)放性的特點(diǎn)，所以在課上對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)之后，課外開(kāi)展融合實(shí)驗(yàn)，可以使課上與課下的界限被打破，鼓勵(lì)學(xué)生充分利用業(yè)余時(shí)間，對(duì)常見(jiàn)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行深入探究。在課外融合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，需要充分發(fā)揮自主探究?jī)?yōu)勢(shì)，根據(jù)學(xué)生實(shí)際生活環(huán)境，選擇恰當(dāng)教學(xué)規(guī)律。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行充分評(píng)價(jià)，幫助學(xué)生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，使化學(xué)融合實(shí)驗(yàn)更加充滿(mǎn)趣味。在課外融合探究中，還要融合多重理論知識(shí)，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)容豐富與完善，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到課外化學(xué)融合實(shí)驗(yàn)之中，增強(qiáng)整體的學(xué)習(xí)效果。在課外融合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，教師應(yīng)該積極增強(qiáng)對(duì)學(xué)生認(rèn)知能力培養(yǎng)。不僅要幫助學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)產(chǎn)生濃厚的興趣，而且還要鼓勵(lì)學(xué)生充分利用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行思考，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考探究能力。通過(guò)融合實(shí)驗(yàn)的方式，也可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，充分激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的潛能。

（三）提升學(xué)習(xí)的深度與廣度

在課外化學(xué)融合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，最重要的是幫助學(xué)生吸收、理解相關(guān)知識(shí)，提高學(xué)習(xí)整體水平，培養(yǎng)學(xué)生綜合探究能力。通過(guò)STEAM教育，可以打破課程教學(xué)邊界，促使學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)、物理知識(shí)、生物知識(shí)進(jìn)行多方面的分析，以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為載體，促進(jìn)多學(xué)科有機(jī)融合，使得課堂教學(xué)整體效果全面提升。在高中階段培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐探究能力，可以全面幫助學(xué)生增強(qiáng)思維認(rèn)知水平，提高變通能力，使得實(shí)驗(yàn)過(guò)程變得更加高效。在STEAM教育理念下能夠全面提高學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和積極性，幫助學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)有著更深入的理解，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手操作的整體能力[3]。STEAM概念的活動(dòng)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)和身心發(fā)展水平，創(chuàng)造實(shí)際的科學(xué)探究情況，學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程是解決實(shí)際問(wèn)題和完成實(shí)際項(xiàng)目的過(guò)程。探索Fe3O4磁流體實(shí)驗(yàn)以學(xué)生的提問(wèn)為設(shè)計(jì)靈感，密切跟隨教科書(shū)中鐵化合物的內(nèi)容，與最尖端的科學(xué)磁流體知識(shí)相關(guān)聯(lián)。利用中學(xué)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，探索 Fe3O4 磁流體的制備。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立設(shè)計(jì)計(jì)劃，在整個(gè)過(guò)程中，教師在特定情況下具體化學(xué)習(xí)任務(wù)，與中學(xué)學(xué)習(xí)情況相結(jié)合，使整個(gè)探索活動(dòng)充滿(mǎn)活力和活力，將學(xué)生的科學(xué)精神培養(yǎng)到實(shí)際生活中。

三、STEAM教育視角下高中化學(xué)課外融合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路

（一）創(chuàng)設(shè)學(xué)科融合的問(wèn)題場(chǎng)景

在STEAM教學(xué)理念下，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)必須讓學(xué)生在解決問(wèn)題過(guò)程中增強(qiáng)動(dòng)手操作能力和思維邏輯水平，學(xué)科融合的重點(diǎn)并不是針對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的具體操作模式進(jìn)行分析，而是需要重點(diǎn)關(guān)注不同的學(xué)科知識(shí)特點(diǎn)進(jìn)行深入的分析。并且創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的問(wèn)題場(chǎng)景，幫助學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行多維度學(xué)習(xí)與認(rèn)知，提高學(xué)習(xí)的整體效果，使化學(xué)知識(shí)更加牢固。在融合學(xué)科教學(xué)中，要重點(diǎn)關(guān)注化學(xué)知識(shí)的立體性特點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)遷移的能力，提高學(xué)生整體認(rèn)知水平。在遇到其他同類(lèi)問(wèn)題時(shí)，也能夠快速回憶起化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作特點(diǎn)，使得化學(xué)學(xué)習(xí)更加高效[4]。

課時(shí)，教師就可以將物理知識(shí)中的分子熱運(yùn)動(dòng)的知識(shí)相互融合，幫助學(xué)生構(gòu)建真實(shí)的生活場(chǎng)景，在課外融合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生與學(xué)生之間的深度交流，提高最終教學(xué)的整體效果，而且將物理知識(shí)與化學(xué)知識(shí)相互融合，也可以促使學(xué)生真正認(rèn)識(shí)到化學(xué)知識(shí)的重要性。在日常生活中也能夠加強(qiáng)對(duì)化學(xué)知識(shí)的積累，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)產(chǎn)生濃厚的興趣。通過(guò)物理知識(shí)與化學(xué)知識(shí)的相互融合，讓學(xué)生能夠通過(guò)不同角度分析問(wèn)題，提高學(xué)生學(xué)習(xí)水平。

（二）從生活中尋找實(shí)驗(yàn)材料和器材

在高中化學(xué)課外融合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，教師需要保證實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與學(xué)生的生活相一致，盡量做到就地取材，無(wú)論是實(shí)驗(yàn)試劑還是實(shí)驗(yàn)材料，都應(yīng)該是隨手可得，避免給學(xué)生造成困擾。例如：在設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，教師可以讓學(xué)生對(duì)廢舊材料進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)重新利用，變廢為寶。根據(jù)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)，增強(qiáng)學(xué)生的參與熱情。在課外實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中還需要重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知能力和動(dòng)手操作能力，確保實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)安全高效。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，通過(guò)向上排空氣法的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，利用氫氣與物理學(xué)中的大氣壓強(qiáng)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行融合，幫助學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確把握，使學(xué)生的知識(shí)體系更加完善，還能夠?qū)λ鶎W(xué)的知識(shí)加以鞏固，在課外融合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中要高度關(guān)注學(xué)生的真實(shí)水平。通過(guò)恰當(dāng)場(chǎng)景激發(fā)學(xué)生的代入感，增強(qiáng)最終的設(shè)計(jì)效果。

（三）搭建系統(tǒng)化的知識(shí)體系

知識(shí)結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)建，可以幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行充分整理與融合，并且與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)相連接，幫助學(xué)生形成符合自身的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，滿(mǎn)足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的要求。在化學(xué)知識(shí)體系構(gòu)建時(shí)，要嚴(yán)格按照課程標(biāo)準(zhǔn)和教材內(nèi)容，對(duì)現(xiàn)有的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充與分析，使學(xué)生在熟悉的場(chǎng)景下對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。而且還要確保學(xué)生將其他學(xué)科的知識(shí)相互融合，真正使得化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容變得更加豐富。在融合視角下，需要高度關(guān)注融合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，確保實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容滿(mǎn)足學(xué)生實(shí)際需求，還要根據(jù)具體情況，分析學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系，確保拓展融合的效果全面提高。在知識(shí)層面，教師可以通過(guò)電子的移動(dòng)方向，電阻大小的影響因素，酸堿性質(zhì)變化等內(nèi)容進(jìn)行拓展說(shuō)明，也可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)采集和處理能力進(jìn)行說(shuō)明，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果確保物理實(shí)驗(yàn)更加高效[5]。

在STEAM教育視角下，通過(guò)高中課外實(shí)驗(yàn)融合設(shè)計(jì)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生主動(dòng)參與的興趣。而且也可以幫助學(xué)生將不同的理論知識(shí)相融合，增強(qiáng)學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效果，提高課堂教學(xué)的整體水平。真正激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)成就感，滿(mǎn)足學(xué)生的好奇心。但需要注意的并不是所有實(shí)驗(yàn)都能夠通過(guò)STEAM教育的方式進(jìn)行分析，否則很容易造成教學(xué)內(nèi)容過(guò)于混亂，無(wú)法達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的預(yù)期要求。STEAM教育視角對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課外融合設(shè)計(jì)，可以幫助學(xué)生在真實(shí)生活場(chǎng)景中運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí)和特點(diǎn)進(jìn)行分析，強(qiáng)化教學(xué)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量。在今后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，需要按照情境設(shè)計(jì)問(wèn)題創(chuàng)設(shè)，知識(shí)引導(dǎo)實(shí)踐應(yīng)用的流程，幫助學(xué)生真正提高學(xué)習(xí)能力。在教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的具體情況進(jìn)行合理化評(píng)價(jià)。運(yùn)用STEAM教學(xué)理念可以幫助學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的整體效果，提高教學(xué)設(shè)計(jì)的主動(dòng)性和積極性。

結(jié)束語(yǔ)

STEAM理念是全新的教學(xué)模式，通過(guò)課外融合實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行Ъぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也是化學(xué)學(xué)科的重要組成，在新時(shí)期要高度重視對(duì)不同學(xué)科之間的知識(shí)融合，促使學(xué)生全面綜合發(fā)展，在未來(lái)教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)該高度重視STEAM教育理論知識(shí)，提高自身的教學(xué)能力，充分運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)方法和教學(xué)思維，提高學(xué)生學(xué)習(xí)滿(mǎn)意度。

參考文獻(xiàn)

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