素养导向下STEAM教育理...—以“化学密信送情报”为例_李翠珊.pdf

2022 年 第 12 期 化学工程与装备 2022 年 12 月 Chemical Engineering&Equipment 341 素养导向下素养导向下 STEAMSTEAM 教育理念的化学实验课堂教育理念的化学实验课堂 6E6E 教学模式教学模式以“化学密信送情报”为例以“化学密信送情报”为例 李翠珊（哈尔滨师范大学，黑龙江 哈尔滨 150000）摘摘 要要：以“化学密信送情报”为例，利用 STEAM 教育理念来发展和培养学生化学学科核心素养，引导学生以系统的、联系的思维面对化学问题，将化学知识的获取、化学实验工具的利用及创新的设计等过程进行有机统一，并采用 6E 教学模式为指导开展教学案例设计及评价。关键词：关键词：化学密信送情报；STEAM 教育；6E 教学模式 1 1 素养导向下的素养导向下的STEAMSTEAM教育教育 在时代转型升级的背景下，教育变革已经悄然发生，“核心素养”、“大概念”、“项目式学习”、“STEAM”教育等概念应运而生。为什么要进行 STEAM 教育？这是因为科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）、数学（Mathematics）的融合在实际生活职业中已经比比皆然，社会对跨学科的优秀人才有着迫切的需求。STEAM 教育是学生从“现在”通往“未来世界”的一趟列车，是学生从“学校教育”与“时代变化”的一座桥梁。将 STEAM 教育理念融合入教学中，并不是简单将学习与工程组合起来，把学生学到的零碎知识与机械的过程变成一个探究实践、互相联系的过程，促进学生学习，使每一个教学环节都趋于“生活价值”，真正培养学生的核心素养，如：科学素养、技术素养、人文素养、艺术素养、数学素养。只有这样的教学才能使学生真正爱上化学学习，具备终身学习的品格和能力，为未来的挑战打下基础。2 2 探析探析6E6E教学模式教学模式 5E 教学模式，最初由美国生物学课程研究提出的一种以建构主义为理论基础的模式，包含参与（engagement）、探究（exploration）、评价（evaluation）、解释（explanation）、迁移（elaboration）等五个环节。5E教学模式注重以学生为主体，开展自主探究，让学生成为课堂的主人，对培养学生的科学素养有重要价值。但这五个环节不够具体，对于 STEAM 教学缺乏目的性的引领性作用。在5E 教学模式的基础上，Burke 提出 6E 教学模式，包含参与（engage）、探究（explore）、设计（engineer）、评价（evaluate）、解释（explanation）、拓展（enrich）等六个环节。与 5E 教学模式不同之处，在于“engineer”这一环节，重视学生的工程设计思维和素养的培养，体会“做”的成功和乐趣。3 3 素养导向下素养导向下 STEAMSTEAM 教育理念的化学实验课堂教育理念的化学实验课堂 6E6E 教学模教学模式式 化学是一门以实验为基础的自然科学，实验必然是重中之重。以素养导向下 STEAM 教育理念为指导，采取“6E 教学模式”，真正达到“真实情境知识和技能素养元学科超学科问题解决真实性问题解决”这一过程。对“化学密信送情报”中可开展的 STEAM 实验进行教学设计和教学评价而“化学密信送情报”隶属于“常见的酸和碱”这一板块知识，“常见的酸和碱”是中学化学的重要内容，与生活、生产紧密联系，尤其涉及不少颜色变化的趣味性实验。4 STEAM4 STEAM教育理念的教育理念的6E6E教学模式下实践“化学密信送情报”教学模式下实践“化学密信送情报”“常见的酸和碱”这一课可开展的 STEAM 实验不少，有变色的花朵、调制彩色鸡尾酒、制作叶脉书签、卷心菜双胞胎结婚啦、化学密信送情报、隐形墨水等 STEAM 实验。下面选取“化学密信送情报”进行教学设计。4.1 环节一参与（engage）：创情境，速聚焦 上课之初，述说二战真实传递情报案例。并提出传递情报是一名出色的特工所必备的技能，是他们在尔虞我诈的敌营中的本职工作。那潜伏在敌军中的特工们该如何安全的传递信息，并不被敌人发现呢？本环节联系军事中传递情报的情境展示出人文素养，激发学生探究传递情报方法的热情，使学生从舒适区进入学习状态，让学生快速聚焦到课题上。4.2 环节二设计（engineer）：齐设计，觅方案。教师指导学生以组内异质小组为单位，开展密报设计的讨论。学生根据教师的问题驱动下，以小组为单位先自主设计实验方案，变传统模仿实验为学生主动设计实验，让学生在思考中建构，在交流中联想，设计出实验方案，同时锻炼学生化学用语的科学表达。在讨论结束后下，各组畅所欲言，分享设计方案的想法，并互相评价，实验具体操作方法、操作步骤的轮廓大致已经形成。主要有以下两个方案。实验方案一：酚酞“传”情报。用毛笔蘸取适量酚酞溶液，并在白纸上写上情报；待情报干后，将情报置于稀氨水试剂瓶口，观察现象。实验方案二：白醋、柠檬汁“传”情报。用毛笔蘸取适量白醋或柠檬汁；待情报干后，将情报放在酒精灯上微热。DOI:10.19566/35-1285/tq.2022.12.046342 李翠珊：素养导向下 STEAM 教育理念的化学实验课堂 6E 教学模式以“化学密信送情报”为例 本环节设计目的在于以学生元认知和前概念基础上，设计密报的方案，提高学生创新性思维，团队合作使课堂更生动有趣，促进学生的参与、交流，也促进课堂的动态生成，从而达到培养科学素养和人文素养。4.3 环节三探究（explore）：共体验，探新知。此时，学生已了解如何开展探究，但细节决定成败，因而教师需提示使用酒精灯的注意事项。为了增加实验的趣味性，可让学生在密报写上想对身边的人说的悄悄话，体验情报传递的过程，并如实记录下实验现象。通过仔细观察，不难得出，实验一的现象是干后的白纸无明显现象，置于稀氨水试剂瓶口，红色情报显现。实验二的现象是干后的白纸无明显现象，放在酒精灯上微热后红褐色情报显现。本环节通过密报的制作培养学生的工程素养；通过酒精灯的使用培养学生的技术素养，提高实验操作能力；通过神奇且明显的实验现象培养学生艺术素养，体会化学反应之美。4.4 环节四解释（explanation）：巧分析，点迷津 在已观察实验现象的基础上，教师顺势启发学生思考其中原理，帮助学生认识生活中的酸和碱，学会用酸碱指示剂区分酸碱。由于每个学生的知识储备和分析能力有差异，此过程需要教师适时为学生提供酸碱的文本资料和 pH 等数据，才更有利于学生分析和解释其中原理。在师生的共同努力下，梳理出实验一原理是酚酞是弱有机酸，遇碱显粉红色，可作为酸碱指示剂。实验二原理是白醋带有轻微腐蚀性，会使白纸碳化，而柠檬汁可降低纸的燃点，均使沾有的部分先烧焦。本环节学生不仅了解了酚酞是碱性的指示剂以及白醋和柠檬汁的性质，像科学家一样思路，其思维的灵活性、批判性也得到提高，分析和解决问题的能力等技术素养也得到培养。4.5 环节五设计（engineer）：妙点缀，增美感 教师指导学生对密报进行装饰点缀。利用颜料、画笔、彩色卡纸等进行加工，增加密报的神秘感和艺术性。本环节旨在培养学生创造美的艺术素养。4.6 环节六评价（evaluate）：互评价，同进步 教师组织作品展示及评价活动。作品展示，根据教师制定的评价量表，如表一密报制作评价表。评价量表包含作品设计、作品效果、协同合作、表达交流等维度，还要学生自评、互评。本环节旨在培养学生鉴赏美的艺术素养以及善于表达与勤反思能力。表表 1 1 密报制作评价表密报制作评价表 项目 1 分 2 分 3 分 项目得分 作品设计 方案不合理 方案较合理 方案合理 组内自评 组外互评 作品效果 制作工艺差，不能显示出密报 制作工艺一般，能显示出密报 制作工艺较佳，制作时能及时发现问题，解决问题 协同合作 没有分工合作，各干各的 有简单分工，但合作较少 分工合理，小组协作顺利 表达交流 展示时表达清晰度不好，内容完整性不够，讲解流畅度不佳 能较完整展示设计和制作思路，讲解较清晰 对设计和制作过程讲解清晰，讲解流畅 4.7 环节七拓展（enrich）：益补充，愈深化 首先，教师向学生提出问题，还有什么方法传递密报？并布置任务，课后查阅资料，了解更多传递密报的方法，如维生素 C“传”情报、淀粉“传”情报等方法。本环节旨在引导学生发散思考，拓宽对化学物质性质的认识。5 5 结结 语语 本文以中学化学课例“常见的酸和碱”教学为例，基于STEAM 教育理念和 6教学模式创新了化学教学。STEAM 实验应用于中学化学教学中，对学生和教师都有积极的作用。对学生而言，给学生一种跨学科思维的培养和引领，迁移学习方法，为后续的学习和研究打下基础，不断实践，不断思考，享受成功制作的喜悦。对教师而言，提高融合渗透化学、技术、工程、数学等领域的意识，拓展化学教学能力。参考文献参考文献 1 王绍刚,向优生,胡爱华.基于 STEAM 教育理念的物理课堂 5E 教学模式以“生活中的透镜”教学为例J.物理教学,2021,43(09):77-80+65.2 贺玉婷,马龙威.基于 STEAM 教育理念的初中化学实验设计与实践研究J.中小学实验与装备,2020,30(06):8-12.3 陈宜林.“初中化学启蒙”社团课程中主题活动的设计与实践以“常见的酸和碱”为例J.中学化学,2018(08):9-11.4 蔡海云.STEM 教学模式的设计与实践研究D.华东师范大学,2017.5 窦星星,刘雄,王秋月,等.化学密信送情报J.中学化学教学参考,2016(2X):2.