初中化学教学STEM化的探索

顾志平

随着社会对人才需求的不断提高，以培养创新型复合人才的STEM教育正逐步在全球普及推广，多个国家都发布了本国的STEM教育发展规划，中国的教育部也在其发布的《关于“十三五”期间全面推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》中正式提出，有条件的地区要积极探索信息技术在“众创空间”、跨学科学习（STEM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，养成数字化学习习惯，促进学生的全面发展......从国家政策层面鼓励尝试STEM教育，这是未来教育的重要发展方向，对于中国的传统教育模式有着重要的意义。

根据我国教育发展现状，真正推STEM教育是在高中，借通用技术课来推相对容易一点，但现在人们已经意识到：儿童接触STEM概念越早，对他们今后解决生活中问题的能力越强。这也是我们高度关注STEM教育的原因。然而，初中学生已失去早期接受STEM教育的机会，应想方设法让学生尽早体验STEM教育。初中化学教学STEM化就是尝试从初中化学的课内外教学切入，强调“跨学科、技术、工程、艺术、数学，甚至更多学科”的融合教与学体验，尝试跨学科深度融合进行生产创造，进而提升学生的化学学科核心素养和科学素质，重在体验教学，培养兴趣，奠定创新技能基础，这与国外的STEM教育有一定的距离，是从本土实际出发来移植的STEM。

未来世界需要创新型人才必备的七个关键能力有好奇心与想象力、有效的口头与书面沟通能力、主动进取与开创精神、灵活性与适应力、评估与分析信息的能力、批判性思考与解决问题的能力和跨界合作与以身作则的领导力。作为教师我们怎样才能在教学中STEM化，确保学生具备这些能力呢？我在课堂上尝试STEM式活动化教学,创造性地对化学教材中的一些内容进行了STEM理念渗透，如食品营养与检验、趣味化学实验探秘、简单物质的合成与提取等，通过在课前进行国家课程二次开发；课堂上有针对性的渗透和体验STEM教育的学科融合应用思想，强化学以致用的意识；课外跨学科融合生成学科小创作；并及时借助各种平台展示和推广学生的作品，形成STEM化模式，将不同领域的知识和技能整合起来，立足于一线课堂教学，把握住益智和养德两个维度，引导学生创新思考，以系统的方法解决问题，尽可能的运用创新思考想出多种方法，再用汇聚思考找出解决问题的途径，让STEM教育理念深入学生的内心，有意识地加上数学、技术、工程、艺术等融合在一起，潜移默化地渗透化学学科的STEM应用。当然，课堂活动时间可能不够，较为复杂的活动可留在课外活动中完成制作和展示。

当然，要将课内渗透与整合处理得恰到好处，这就要求教师具备科学素养和创造性思维，并在使用时要围绕目标，从学生的特点、学习环境等因素出发进行灵活的选择和综合应用，同时促使教师认真钻研教材，进行纵向和横向比较，并从知识点顺利过渡至跨学科融合应用。课内尽量活动化，借活动渗透和整合STEM；课外力求专题化、系统化和课程化，高质量的设计与实施，有效促进了课内外教学。

化学学科作为21世纪的前沿学科，具有非常强的融合性和外延性。化学课堂活动化已经成为近年课堂改革的方向，逐渐从以往的验证实验、体验活动开始向探究与创新实验、创作等跨学科融合应用过渡。下面是我设计的关于空气污染的STEM式活动化教学环节：

学生通过调查空气的组成、性质、大气层和空气在日常生活中的重要性来学习空气质量的概念，并用图示将空气成分展示出来；

探究空气污染的来源和影响，通过天气预报和上网学习空气质量指数的概念，并能创建图表；

通过学习天气和水循环的过程来学习污染物扩散的严重后果，学习诸如气压、湿度、饱和度、对流等气象的基本概念，让学生了解大气运动是如何影响污染物移动的；

借助报纸、图书和网络学习和研究温室效应产生的原因、后果及防治措施；

通过学习和讨论地球臭氧空洞的成因及影响，能解释如何减少臭氧的消耗；

识别造成学校和家庭室内空气污染的来源，讨论减少和防止空气污染的方法；

通过学习了解治理和防治空气污染的现代工业技术。

本节课前学生们小组合作去调查周围环境被污染的情况，并记录下来师生共享；课程中学生可以畅所欲言，提出自己的想法和建议；课后学生能将本节课学到的知识总结写成调查报告，发给相关部门反映本市污染的情况，为城市的发展做出贡献，学生们也感受到学以致用的愉悦，这极大的激发了学生进一步学习和探索的热情。学生盼望着上STEM化的化学课，渴望体验更多有趣且实用的跨学科融合应用，学生的参与度与活跃度明显改观，这些都反映出学生学习兴趣在提高，自然直接影响到学习化学的效果。

学科教学为STEM教育奠定知识基础和方法储备，STEM教育的理念和方法为提升学科核心素养的教学变革提供参考。当然，STEM教育单凭一个学科推进远远不够，只有大家都动起来，形成一个大的氛围，形成“课前开发、课堂渗透、课后生成、平台展示和转化应用”的学科教学STEM化模式，才能保证学生能够面对个人发展、学习、工作和参与公共事务的各种需求，成为未来世界需要的创新型人才。