STEM理念在化学实验教学中的应用-以“人工固氮技术-合成氨”为例

STEM理念在化学实验教学中的应用——以“人工固氮技术—合成氨”为例摘要：本文以“人工固氮技术—合成氨”为例，探讨了STEM（科学、技术、工程和数学）理念在化学实验教学中的应用。STEM教育通过跨学科的方式，旨在培养学生的科学思维能力、创新能力和解决问题的能力。在化学实验教学中，采用STEM理念可以激发学生的兴趣，培养其动手能力和实践能力。以“人工固氮技术—合成氨”为例，通过设计实验、分析数据和解决问题，学生可以深入了解固氮技术与合成氨制备的原理和过程，并在实践中培养科学思维和解决问题的能力。本文将从实验设计、数据分析以及实验结果的讨论三个方面，详细阐述STEM理念在化学实验教学中的应用。关键词：STEM；化学实验教学；人工固氮技术；合成氨一、引言STEM（Science,Technology,Engineering,andMathematics）理念强调通过融合科学、技术、工程和数学的跨学科教育方式，促进学生的创新能力、解决问题的能力和科学思维能力的培养。在化学实验教学中，采用STEM理念可以激发学生的学习兴趣，培养其动手能力和实践能力。本文以“人工固氮技术—合成氨”为例，探讨了STEM理念在化学实验教学中的应用。二、实验设计在化学实验教学中，实验的设计至关重要。通过科学合理的实验设计，可以帮助学生理解化学原理，培养其科学思维能力和创新能力。在“人工固氮技术—合成氨”实验的设计中，可以设置以下几个步骤：1.了解反应原理：学生首先需要了解人工固氮技术的原理和合成氨的反应过程。可以通过讲解、实验视频等方式引导学生对反应过程进行预测。2.实验设计：学生分组设计实验方案，包括保持反应条件稳定、选择适当的催化剂和控制温度等。学生需要通过查阅相关资料和讨论，进行合理的实验设计。3.实验操作：学生按照实验设计的方案进行实验操作。在操作过程中，需要注意安全操作规范，保护实验室环境和个人安全。三、数据分析实验结果的数据分析是培养学生科学思维能力和解决问题能力的重要环节。在“人工固氮技术—合成氨”实验中，学生可以通过对实验数据的收集和分析，深入了解反应的过程和原理。1.数据收集：学生需要记录实验过程中的关键数据，包括反应时间、温度、反应产物的质量等。可以采用实验记录表的形式进行数据的收集。2.数据分析：学生对实验数据进行统计和分析。可以通过绘制曲线、计算反应速率等方式对数据进行分析，并进一步解读实验结果。四、实验结果的讨论通过实验结果的讨论，学生可以深化对“人工固氮技术—合成氨”实验的理解，并在讨论的过程中培养解决问题的能力和创新能力。1.结果解释：学生根据实验数据和理论知识，解释实验结果的现象和反应机理。可以通过图表、图像等方式对实验结果进行可视化解释。2.结果分析：学生对实验结果进行进一步分析和比较。可以通过与理论预测结果的对比，评估实验结果的准确性和可靠性。3.结果讨论：学生在小组或整个班级中展开结果讨论，交流实验的感受和发现。可以通过讨论的方式促进学生的思维碰撞和思想的交流。五、结论通过以“人工固氮技术—合成氨”为例，可以看到STEM理念在化学实验教学中的应用具有重要的意义。在实验设计、数据分析和实验结果的讨论过程中，学生可以获得更多的实践经验和科学思维能力的培养。STEM教育为化学实验教学提供了一种全新的教学模式，可以激发学生对化学实验的兴趣，提高其学科综合素质。六、参考文献[1]乐宇爽,文雯,房靖龙,等.STEM教育在实验教学中的应用及改革策略研究[J].科技通讯,2020,36(2):138-