STEM理念下综合实践活动对初中化学的启示 论文

STEM理念下综合实践活动对初中化学的启示摘要：STEM教育发展支撑背景下的综合实践活动，可使课程内容充满趣味和科学性，引导学生在更宽广的视觉中找到与其他学科相关知识去解决生活和生产中遇到的问题；还可调动学生的积极性，由学生自主思考，聚焦学科育人的方式的转变，深化化学课堂教学改革。由学生认识到化学能够创造更多可能性，使学生能综合地运用所学的化学知识解释和解决有关的STSE问题。跨学科实践活动 综合实践活动 一、引言STEM教育，源自于1980域边界，可以培养学生的科技理工素养，增强一个国家的竞争力和创新能力[1]。STEM理念中其中一大核心理念是跨学科整合，从而可以促成四大学科既保持了每一个学科的独立性，又彼此间有关联，有利于培养义务教育阶段学生的核心素养，形成和发展学生的科学态度，强化学生的社会责任心。在当前的跨学科课程领域课程中，其中一种重要方式就是STEM理念。在最近几年中有着大为发展的趋势，中国知网中搜索“STEM教育”可检索出不同年份期刊和学位论文的总数量，如图1。从途中可明显看出2019~2020年STEM教育理念发展的很快，呈陡增式增长。图1STEM教育检索的文章总数2011年版的《义务教育化学课程标准》明确提出：在日常的教学中，以融合其他学科的基础内容为桥梁，加强化学与生物、物理等学科的联系，为国家培养会通过自身融合自己所学知识去妥善解决问题的人[2]。同时其它国家跨学科教学意识成为了一种主体。例如，鸡蛋在水中浮起来，涉及了物理的浮力又与化学中溶液的性质有关，又如生命体中有很多的酶，当温度上升对的催化活性还有一定的提升，但是酶的活性是有条件的。当超过一定温度时，酶会失去活性。若在教材中融入大量其他学科的内容，可以突显了化学与其他学科的交叉关联，在国际上也一直倡导“绿色化学”的概念，利用化学原理从源头上消除污染。二、综合实践活动在初中化学课堂中的启示1.综合实践活动在初中化学阶段的现状《中小学综合实践活动课程指导纲要》做出明确的要求，目标是从学生的家庭生活和学生自身发展出发，问题源于生活，形式也切合生活，经过发现问题，提出问题，带着问题转化为动力这一系列的环节，通过合作、亲身体验动手等形式，以培养学生跨学科综合素养和实际解决问题能力为目标[3]。这样明显体现了综合实践活动课程与STEM教育理念在跨学科领域中追求的目标几乎相同。虽然综合实践活动课程在国家课程中是属于必修课程，但在义务教育阶段来说，学生时间紧凑，教师教学目标任务紧重，从最初的设计制作、网上查阅资料到真实生活，发现问题，再到解决问题，再加上九年级学生为了空出更多的时间去书写书面作业，在生活中鲜有参与感，在家庭中也很少参与家务，在社会环境中也很少去关注，从多重维度来看上施展都存在一定的难度，这也是教师在综合实践活动中的开设存在客观的阻力。2.综合实践活动给初中化学课堂带来的改变自2021年安徽省初中化学课程标准（修订版）中给出10个跨学科实践活动，其中[碳中和与低碳行动]和[基于特定需求设计和制作供氧器]两大主题为学生必做活动。义务教育阶段的教育者身处在悟得其一角，但不得悟透的阶段。但至少得到一跨学科实践的明示。跨学科实践活动在2021年合肥市化学学科中考题中已初步崭露头角，在8题和14题中均跨学科考查了植物的光合作用与化学学科的关联。同样在2022年合肥市化学学科中考题中也有明显的涉及。据学生回忆2022年中考11题中A选项考察了“天宫课堂”空间站从水袋中挤出水，水球漂浮在空中的原因解释。这道题也是充分跨学科的考查了物理在空间站中重力发生变化和化学学科中水物质的结合。从中考题也充分的预示了跨学科综合实践活动的重要性。3.综合实践活动对初中化学课堂带来的预示与应对策略化学是一门需要理论与实践充分相结合的学科。碳中和与低碳行动这一主题的跨学科活动看似很大、不可触及，实际通过今年学生回忆16题海洋封存实现“碳中和”的情景中实则考查的是CO2在水中溶解来吸收，这对2022年及之后的教育者提供了更强的思路，就以“碳中和”这一主题来说与科学、技术、社会、环境（STSE）有着必然的联系，本着低碳生活的理念用碳元素在大气圈、岩石圈、水圈的动态循环，以学生必做实验“实验室二氧化碳气体的制取与性质”，融合了生物学、地理学等相关学科。再以元素观、变化观、守恒观等知识为载体实现二氧化碳的排放与吸收在一定的合理范围之内，做到以个人的低碳排放少开私家车，利用化学知识提出二氧化碳相关的转化之法，如植树造林，用溶剂吸收二氧化碳等，如图2，促进学生的发展元素观，进一步构建可持续发展、系统与模型等大概念。在复杂的社会生活和生产科技中，运用科学思维和化学观念去解释与化学息息相关的现象，指导相关的实践活动，能将化学知识与实际生活相结合，积极主动关心我们身边存在的物质如空气与水资源保护，和资源的再利用等，确保人体健康与生活环境安全，能从科学、技术、社会、环境之间的有机整合，建立自己的判断和意见，给出合理的低碳行动的方案。体会化学对环境问题、资源匮乏、能源的挑战做出巨大的贡献，化学使生活更加美好。图2碳中和与低碳行动和STSE的关系图这个项目作品，可以4个核心活动为主题，由学生为主体完成，从发现问题再到解决问题，再提升情感价值观。起学生的共情，引起对环境和社会问题的关注，如温室效应、2021年联合国会议中提出的碳中和与碳行动。活动二：寻找问题解决的思路，建立科学的解决的思维认识模型。聚焦二氧化碳这种物质，以二氧化碳的性质与转化解释碳循环和碳中和的方案，分析生活生产中吸收、排放二氧化碳的具体方法，明确了以物质的转化、碳元素守恒、碳中和的思想设计低碳思路行动方案。活动三：系统设计低碳行动的具体方案，从定量的角度认识家庭燃料的使用量可适当减少，通过植树造林进行碳补偿的数值，在课上展示个人、国家、国际不同层面的低碳行动，如：我国低碳工程探讨签署的《巴黎协定》的具体内容的公布。通过个人生活、国家发展的具体实例分析，引导学生开展辩论，在面对两难问题如何面对与解决，对社会责任、国家认可、国际理解有强烈的认同感。活动四：分组汇报，成果展示，组间互相评价，课后分组或个人在家中宣讲低碳行动，制定具体的低碳生活行动。教师组织讨论低碳行动的方案，联系学生家庭、社区协助学生的家庭活动，可提高学生的表达和行动力，积极主动地实施低碳行动，实现知行意的统一。最后汇总低碳行动的方案会有不断迭代的变化，这与学生的认识发展过程有密不可分的关系。（1）低碳行动1.0版的方案“绿色出行”少开私家车、骑行、步行“植树造林”多种植植物“绿色出行”少开私家车、骑行、步行“植树造林”多种植植物“回收利用”分类整理垃圾，避免使用一次性塑料袋，使用循环使用的布袋子和可降解的环保袋………….图3低碳行

动2.0版的方案（2）低碳行动2.0版的方案碳中和碳中和吸收吸收响应植树节的宗旨，多种花草排放.减少使用一次性餐具和塑料品.少开私家车、多步行.节约用电呼吸作用光合作用个人生活个人生活颁布低碳行动的具体行动，开发新能源如水风力国家国家大力发展碳捕捉技术利用海泽储存二氧化碳化石燃料的燃建立国际公约，规定碳排放行为烧以水溶解二氧化碳国际共同大力发展吸收二氧国际化碳的技术手段图4低碳行动2.0版的方案三、结论与启示通过以上论述，可以发现有着STEM理念的综合实践活动在某种程度上可以大幅度地提高学生的学习兴趣，问题源于生活，与生活紧密不可分，以问题为动力，转化为活动主题，再经过教师精心组织引导合作亲身动手体验等过程，倡导做中学，用中学，创中学，开展项目式学习和跨学科综合实践活动，引导学生自主学习和以自我为中心，积极主动去完成项目的任务，既锻炼了学生的跨学科素养，又促进了学生的深度学习。从教师的层面上来说，拥有着STEM理念综合实践活动的实施过程中要做到以下两点：一方面在选择跨学科课程内容的选择和组织，要尽可能贴切生活，素材和情境来源于生活，又要与教材内容相吻合，从而使课程内容充满趣味和科学性，充分体现了化学与物理学、生物学等之间的联系，引导学生在更宽广的视觉中找到与其他学科相关知识去解决生活和生产中遇到的问题，例如“通过化肥或农药对农作物的影响，发表对化肥和农药的使用发表看法”；另一方面，明白教育的主体是学生，课堂的时间由学习自主学习支配，调动学生的积极性，由学生自主思考，聚焦学科育人的方式的转变，深化化学课堂教学改革。由学生认识到化学能够创造更多物质财富，使学生能综合地运用所学的化学知识解释和解决有关的STSE问题。如：水，是生命之源，也是学生非常熟悉的物质，引导通过实验探究水的组成和性质，以课本中对水的认识，水的净化阶段，联系生产实际解决水体污染、水的净化和水资源保护的问题。可实地参观自来水厂，