在初中化学教学中实施STEM教育的研究

摘 要：随着教育体制的改革和新课程改革的深入，我国教育教学也在不断地进步，学生核心素养和综合素质得到了全面的培养。初中化学教学课程的教学目标中也在不断地关注科学素养的建立和培养，STEM教育是近年来出现在国内教育领域当中的新型教育理念，其所提倡的是以真实情境为基础，通过工程设计学习知识，并在实际的实践当中不断融合、完善，直至学生将知识进行掌握和应用。化学学科是基于认识物质、理解物质、创造物质、应用物质的学科，其更加注重科学技术、工程和数学的知识融合应用。本文就STEM教育渗透到初中化学教学中的应用进行简要的分析。

关键词：初中化学教学;STEM教育;教学应用研究

化学学科的教学在传统教育理念中一直是注重理论知识的教学和对物质的知识传授，实际的操作和逻辑思维方面的锻炼机会较少，这也就导致学生仅仅是从书本上认识到物质和物质之间的转换以及变化，并没有通过实际的验证，学生也缺少了对物质变化过程的观察和实际应用性质的演变了解。按照STEM教育理念的倡导，其是通过以STEM教育为基础对化学教学进行概念和内涵的界定，并结合初中化学教学内容进行特点上的分析，并以此为基础进行初中化学教学模式的构建和教学课程的设计，极大地完善了学生逻辑思维能力、表达能力、团队合作能力以及项目操作能力。

一、 当前初中化学教学过程中所出现的问题

（一） 初中化学教学当中教师过于注重理论知识的讲授

初中化学教学目前在教学模式和教学方法以及教学目标方面仍然受到传统教学的影响，虽然随着新课改的实施在教学方法上有所改善，但其基本的教学思路和教学方式还存在着很多不足，教师在实际的教学过程当中仍过多的关注学生理论知识的学习和掌握，仅仅依照教材内容进行课程的教学，而联系到生活的实际或对先进科学技术内容涉及很少，这也就使得学生空有理论而缺乏实际应用，简单来讲，学生在课程结束后对所学习的知识无法实现与实际应用进行有效的联系，理论严重的脱离了实践。

（二） 初中化学教学当中学生缺乏实际的操作验证过程

与理论学习相同的是，初中化学教学的实验课程也存在很大的问题。化学是一门注重实际验证的学科，其实验课程是化学课程教学中的重要组成部分，但目前初中化学课程教学当中的实验课程仍仅仅是教师来进行实验操作，而忽略了对学生实际参与操作过程的教学安排，并且教师在进行实验课程操作和讲解当中往往也是按照教学设计进行的流程化实验，所有实验步骤都是直接完成，严重缺少了讲解的过程，学生根本无法了解实验步骤的作用和意义，仅仅获得对实验结果的观察，而对实际操作的程序无法有效的理解和掌握，而且教师也没有充分的引导学生将所学习到的知识在生活中如何进行实际应用或解决生活中所遇到的实际问题，导致学生根本无法将知识联系到问题的解决上。

（三） 学生无法将所学知识与实际生活进行应用联系

在实际的初中化学课程教学当中，由于学生受到传统教学模式的影响，所学习到的也都是理论知识，而化学实验课程教学当中也都是教师按照书本上的实验步骤进行操作而缺乏实际的理论知识的验证和理解的过程，导致学生缺少自己对知识的应用和创新设计，也不会形成具有自身个性化的想法。化学学科教学也常会融入一些其他学科的问题，学生在遇到这些问题时会无法解决，例如，在学习初中化学《物质溶解度》一课时，需要与数学学科当中的坐标图进行知识的联系和应用，而学生无法将相关的化学知识进行数学知识的代入，也就无法实际的解决问题。

二、 STEM教育的概念阐述

STEM教育理念主要是指科学、技术、工程设计以及数学的融合概念，其本身具备多个学科和技术的含义。科学是认识世界、理解世界，通过理解改变世界和进行自然现象的解释的前提和基础。其中技术与工程设计是将理论知识进行实际解决问题应用的方法。而数学更加强调在实际解决问题的过程中如何合理运用知识的基础储备，同时也代表了逻辑性思维罗列，因此，STEM教育是对学生融合多学科思维和核心素养培养的最佳途径。

三、 STEM教育理念在初中化學教学中的渗透应用

（一） STEM教学模式分析

STEM教育属于新型的教育模式，其是属于典型的建构主义教学实践，其是以教学分析作为基础，以问题的构建和解决为核心的教育重点进行教学设计和实际解决问题过程设计的关键思想，同时在将问题进行解决之后会着重进行知识结构的强化并将其付诸实际的应用，最后再以学生课程学习反馈结果为依据进行教学设计的完善与改进。STEM教育真正关注和重视的是将多学科知识在具体的教学情境当中进行完美的融合，通俗来讲，就学生在遇到一些具体的问题时，是否可以根据问题的实际情况来利用不同学科的知识进行融合式的思考和运用，以很好的解决问题。

（二） STEM教育理念下初中化学教学模式构建

在实际的进行STEM教育理念下的初中化学教学模式构建时，主要是结合化学知识的特点，依据化学课程实际教学内容和教学任务以及教学目标进行分析，并以教学分析、教学设计与开发、课程教学过程、课程评价为主要思路的模式设计，其首先是进行教学任务设计，其中包括探究目标设计和实验活动内容设计，其次是进行课程内容的问题设计，包括知识的构建问题设计、工程设计问题等，最后是评价设计，包含了评价模式的设计以及评价量表的设计，其主要是应用与实际教学实施过程的评估和完善。例如在进行初中化学课程《盐的溶解》一课教学当中，其教学任务设计是让学生掌握粗盐提纯的学科知识，使学生了解到如何进行粗盐中不具备可溶性物质的剔除，其任务目标是让学生掌握物质溶解、过滤和蒸发的知识和方法。问题设计则为让学生探究温度上的控制和溶解方法上的选择和应用，并学会如何应用化学实验用具，问题为：多高的温度可以让粗盐做到完全溶解？如温度不足还可以通过哪些方法进行促进溶解？等等，最后学生通过实验操作和教师的辅助讲解来完成知识的学习和对物质溶解过程的观察以及如何过滤蒸发最终实现粗盐的提纯化学知识的学习，同时教师也可以在实际的实验过程中讲述生活中食盐的生产与提纯过程的延伸教学。课程结束时教师再通过合适的语言来进行学生课程学习表现的评价，以提高化学课程的整体效果和掌握学生对知识的理解程度。

四、 结束语

STEM教育是基于新时代科学技术特点和多方面综合素质以及核心素养培养基础上所开发的新型教育模式，其完全的改变了传统教学模式，并弥补了传统教学模式的缺陷，真正实现了以学生为教学主体，教师作为引导和辅助的教学模式应用，通过教师合理的引导为学生创设了真实的学习情境，并让学生在真实的情境中去理解知识、验证知识、应用知识，使学生能够应用所学习到的知识去解决实际问题，通过STEM教育的应用，有效地提高了学生逻辑思维能力、语言表达能力、相互的协作能力以及科学素养，极大地提升了教学质量和教学效果以及教学水平，为学生未来的发展提供了充足的动力。

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作者简介：窦宪花，甘肃省临夏回族自治州，甘肃省永靖县太极中学。