2017年全国化学课程与教学论年会《中学化学教学中渗透STEM理念的教学设计研究》

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1、中学化学教学中渗透STEM理念的教学设计研究中文摘要STEM教育源于美国，如今在全球已掀起了一股STEM热浪。基于STEM理念的化学课程的学习，即将科学、技术、工程、数学等学科的知识整合于化学课程当中，基于问题、基于项目设计等方式的学习。通过融合STEM理念的化学课程的学习，能够增强学牛•对化学课程甚至对理科课程的学习兴趣，感悟各学科之间的紧密联系。同时，帮助学生习得工程设汁及技术手段，培养21世纪投身于STEM事业的创新型人才。本文首先提出我国对STEM人才的需求及实施STEM教育的必要性，然后对国内外有

2、关STEM教育的研究成杲进行梳理，采用文献分析等研究方法对STEM教育及STEM素养的概念进行界定与阐述，并且对高中苏教版《必修一》、《必修二》、《化学反应原理》三本教材进行关于STEM相关理念的分析。接下来分别对我国高中化学课堂及高考必考题目对于STEM理念融合的相关情况进行调查分析，引出目前实行STEM教育的必要性，从而构建岀融合STEM理念的化学教学模式:创设STEM情境一提出问题一初探解决方案一讲解情境中嵌入化学知识一再探解决方案一交流评价。并分别选取苏教版三本必学教材屮的内容整合于该教学模式屮，探

3、索融合STEM理念的化学教学设计与实施，进而提出STEM对化学教学的改进策略：转变传统教育观念、开发STEM领域校本课程及教材、提供课外STEM实践。为将STEM理念融合于化学课程，改善化学教育课程设计提供一个参考视角。关键词：STEM教育，高中化学，融合课程，教育模式目录中文摘要I目录II绪论错误!未定义书签。第一节问题提岀1第二节研究综述1一、国夕卜研究1二、国内研究3第三节STEM概念界定6一、STEM教育7二、STEM素养8第四节研究目的及意义9一、研究目的9二、研究意义9第五节研究方法及研究设计1

4、0一、研究方法10二、研究设计10第六节创新点11第一章对中学化学渗透STEM理念的理论探讨12第一节高中教学中STEM教育存在的必要性12一、社会环境对科技人才的需求12二、课程改革重视科研能力的培养12三、教育对个体发展价值的体现13第二节教学中融入STEM理念的理论基础13一、工程系统方法论13二、STS教育理论14三、自我效能理论14四、建构主义理论15第二章高中化学教学中渗透STEM的现状与分析17第一节高中化学中有关STEM渗透的教材资源分析17第二节高中化学教学中有关STEM教育现状的调查20

5、一、调查目的20二、调查对象20三、调查内容20四、问卷调查结果及分析21第三节高考题目中STEM理念融合情况分析25第三章STEM理念下高中化学教学模式初步构建29第一节跨学科整合的模式29一、广域课程模式29二、PBL教学模式29三、LBD学习模式30第二节STEM融入化学课程的基本取向31一、学科知识整合取向31二、生活经验整合取向31三、学习者中心整合取向32第三节STEM融入化学课程的教学模式建构33第四章基于STEM理念化学教学模式的教学设计与实施36第一节基于STEM理念的教学设计示例36一、

6、教学示例一必修一一一海水中提取镁36二、教学示例二必修二一一木质纤维素生产燃料乙醇38三、教学示例三化学反应原理一一自制“自发热贴”41第二节基于STEM理念的教学实施及访谈分析44一、实施融合STEM理念化学教学的实验研究44二、基于STEM理念的教学实施访谈分析45第三节STEM教育的研究对化学教学改进的策略47一、转变传统教育观念47二、开发关于STEM领域的校本课程及教材48三、提供课外STEM实践48第五章结论与展望50第一节结论与建议50第二节反思与展望51参考文献60绪论第一节问题提岀在如今这

7、个信息时代当中，科学、技术、工程、数学（STEM）学科对于经济的发展都起着无法取代的作用。在我国，以上学科虽说都是归属于理工类，但是在高中阶段，学生仅对其中的科学与数学两门科FI熟悉，技术与工程两门科目却鲜少提及，一般学生接触都是在大学阶段。这就造成了高中教育与大学教育由于衔接不当或脱节所带来的STEM人才或STEM潜在人才的流失。进入21世纪以來，社会对我国化学教育的改革一直很关注，化学由原來学生认为的理科中的“记忆之学”向一门探索的学问边进，无论是在教学目标方面，还是在课程的实施与评价方面，都取得了很大

8、的进步。例如化学教材上而的内容越来越贴近生活、生产，与实际相结合。然而，虽然我国的化学改革己经取得了较为可观的成果，但是我国陈IH的教学方式却进步空间不大，化学教师对于教材中插入的与实际相关联的工程、技术方面的知识只是简单地提及，化学课程改革并没有达到预期的效果。面对我国社会对于STEM人才的需求，面对化学教学方式的改革需要，高中阶段化学与STEM理念的融合便成了推动学生投身于科技领域的水泵，从而培养学生“21世