前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的STEM理念的教學設計——以乙酸為例，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘 要：stem教育是基于科學、技術、工程和數學等學科領域的跨學科式的綜合性教育，注重結合真實的問題情境培養學生的創造能力和實際操作動手能力。以《乙酸》的教學為例研究如何將STEM教育理念融合在化學教學中，以更好培養學生的學科核心素養。
關鍵詞：STEM理念；乙酸；教學設計
STEM是科學、技術、工程、數學4門學科的簡稱，強調多學科的交叉融合。STEM教育并不是科學、技術、工程和數學4門學科教育的簡單相加，而是將四門學科內容按照一定的知識邏輯和學科交叉重新整合形成一個有機體，以更好地培養學生的創造力和實踐操作能力。STEM教育中4門學科的教學不能分開考慮，必須要緊緊相連，以整合的教學方式培養學生，促進學生掌握基本的知識和技能，并且能夠進行靈活遷移應用以解決實際生活中的問題。融合的STEM教育具備新的核心特征：跨學科性、情境性、協作性等。在課程方面，STEM教育代表了課程組織方式的重大變革。目前高中常見課程模式是分科教學模式，即生物、化學、物理、數學等學科教師分別教授自己的學科科目，基本上很少與其他學科建立起聯系。我國的STEM教育還處于起步階段。因此大多數研究都集中在對國外STEM教育政策、相關法案的解讀上，涉及教學模式、教學方法、教學策略的還比較少。很多教師還是將STEM課程當作傳統的課程進行教學。事實上，STEM課程有別于傳統的課程，它將傳統的分科課程進行相應的整合，旨在培養學生的創新能力、跨學科解決問題的能力。因此，如何把眾多孤立的學科有機地聯系在一起，借助STEM教育理念，把學生學習的零碎知識變成一個互相聯系統一的整體，改變我國教學只灌輸學科知識，而不關注學生的素養培養的狀況，是我國教育領域急需解決的問題。隨著《普通高中化學課程標準（2017版）》（簡稱《課標》）的面世，“核心素養”一詞已進入教師的視野，如何實現和發展學生的化學學科核心素養就成了化學教師們關注的熱點。《課標》認為，為學生提供真實、具體的問題情境是促進學生學科核心素養發展的重要手段，也為學生化學學科核心素養提供了真實的表現機會，這就要求教師在進行教學設計時，圍繞核心素養驚心開展內容設計，創設真實情境下的問題解決任務，使學生逐步發展化學學科核心素養。核心素養提出與STEM教育理念在某種程度上都是為了學生綜合素質的提高，使學生能夠全面發展，不只是成為一個學習的人，而是學會學習，并且能夠具有創新能力，有自己的思維想法?；瘜W課程應該以提高學生的化學學科核心素養為宗旨，重視科學、技術與社會的聯系，讓學生在熟悉的生活生產情境中感受化學的重要性，了解化學學科的核心思想、觀點，逐步學會分析和解決與化學有關的實際問題。本文以“乙酸”為例，課時為1課時，將STEM理念滲透到教學設計中，培養學生化學學科核心素養，幫助學生打破學科界限，運用綜合學科知識解決問題。
1教材分析
“乙酸”是人教版必修2教材第七章第三節乙醇與乙酸的第二課時。從教材整體上看，乙酸是繼烴、醇之后又一重要的烴的含氧衍生物，也是羧酸類物質的代表物，它和我們的日常生活工業生產實際密切相關，從本節課的知識內容和乙酸的分子結構組成上來看，乙酸既是乙醇知識的鞏固、延續和發展，又為酯類化合物的學習作鋪墊，故本節有著承上啟下的作用。
2學情分析
本節課的學生是高一年級的學生，他們在此之前已經掌握了幾種簡單的有機物——甲烷、乙烯、乙醇，對有機物已經有了基本的認識，對分子結構與分子性質之間的關系也有了一定的了解，認識了基本的官能團，掌握了常見的有機反應類型，具備了一定的實驗設計能力，對實驗探究有著強烈的興趣，希望自己可以設計實驗方案，完成實驗探究，化學實驗對學生有著強烈的吸引力。
3教學目標分析
本節課圍繞“乙酸”，從STEM四個維度出發，制定如下教學目標：①科學——認識乙酸的組成和結構，強化微觀結構和宏觀性質關系的學科概念。②技術——通過實驗探究，了解乙酸的酸性、酯化反應等性質及其用途，樹立問題意識、證據意識，發展運用變化與平衡得到學科思想解決問題的能力。③工程——知道乙酸在日常生活中的應用，感受化學學科的魅力，體會化學對人類生活的巨大貢獻，增強將化學成果應用于生產、生活的意識。④數學——了解乙酸的熔沸點；通過查閱資料，了解普通食醋中的乙酸含量。
4教學資源
自制多媒體課件、視頻、直觀教具、相關實驗儀器。
5教學設計理念
食醋是廚房中常見的重要調味品，又是工業中重要的化工原料。通過醋的來源引出乙酸，接著自然而然地引出乙酸的結構組成、物理性質、化學性質以及其應用，理論聯系實際，關注學生已有的生活和知識經驗，突出學生學習的主動性。
6教學過程
流程一：創設情境，導入新課[教師]杜康釀酒的故事已經深入人心，但杜康的兒子黑塔也是一個小小發明家，黑塔在釀酒的過程中覺得把大量的酒糟扔掉太可惜了，于是他就把酒糟留了下來封到了大缸子里，到了二十一日酉時，打開蓋子時聞到很香的味道并且忍不住嘗了一下，酸酸的味道，后來在炒菜的時候，也會放一點進去作為調味醬，黑塔就用二十一日加“酉”字來命名這種液體，也就是今天我們廚房里隨處可見的醋。那醋的主要成分應該是什么呢？[學生]乙酸設計意圖：故事引入，激發學生的好奇心吸引學生的注意力，提高學生的興趣，將學生迅速帶入本節課的情境流程二：探究乙酸的物理性質[教師]（展示無水乙酸實物）來，同學們看一下我手里拿著的是什么？大家也可以觀察你們桌子上的試劑瓶，觀察的時候還可以打開蓋子問一下有沒有什么特殊的味道。[學生活動]觀察桌子上的試劑瓶的顏色和狀態，并打開試劑瓶聞味道。[教師]現在我們把乙酸加入裝有水的試管和裝有酒精的試管，大家仔細觀察一下現象，通過以上的實驗探究活動，對乙酸的物理性質應該有一定的了解，那我們一起來總結一下。[學生活動]總結乙酸的物理性質：色味、狀態、溶解性（色味：無色有強烈刺激性氣味；狀態：液態；溶解性：易溶于水、乙醇等溶劑）設計意圖：從生活回到化學課堂，培養學生的觀察能力和整理信息的能力。同時通過趣味小活動，能夠增強學生對乙酸物理性質的感性認識。流程三：了解乙酸的組成結構[投影]PPT（或實物）展示乙酸的球棍模型，比例模型[教師]大家回顧上節課學習乙醇時我們對乙醇結構和組成的描述，通過觀看乙酸的球棍模型和比例模型，看是否能試著說出乙酸的結構[學生活動]嘗試推理出乙酸的分子式、結構簡式、官能團（分子式C2H4O2；結構簡式CH3COOH；官能團—COOH）設計意圖：通過引導學生自己探究乙酸的結構特點，加深學生對乙酸分子空間結構的認識，突出結構對性質的決定作用，引發思考，培養學生發散思維能力。流程四：探究乙酸的化學性質活動一：探究乙酸的酸性[教師]乙酸，應該是一種酸，那么乙酸也應該具有酸的通性，回憶一下酸的通性包括哪些內容？[學生回答]酸的通性：①與指示劑作用；②與活潑金屬反應；③與堿反應；④與堿性氧化物反應；⑤與某些鹽反應[教師]乙酸具有酸的通性，那具體乙酸酸性強弱如何呢？怎么比較乙酸、碳酸、鹽酸的酸性強弱呢？[學生活動]根據實驗臺面上所提供的藥品和試劑，分組設計實驗方案并且完成實驗活動（實驗藥品：乙酸、鹽酸、碳酸鈉溶液，pH試紙）[探究結論]酸性強弱：鹽酸＞乙酸＞碳酸[總結延伸]其實不僅可以通過實驗比較出乙酸和碳酸的強弱，我們生活中許多現象也能證明，比如說家庭補鈣劑，還是雞蛋殼可以溶解在醋中。[教師]乙酸是幾元酸呢？說明依據[學生猜測]四元酸，因為乙酸分子有4個H；還有可能是一元酸，因為在電解質電離時學過乙酸的電離方程式，它只能電離出一個H+。[教師]同學們的猜測都是合理地，最多電離出幾個氫離子決定了幾元酸，那乙酸中被電離出來的H+來自哪里？[學生猜測]不是甲基，因為甲烷沒有酸性；可能是羧基里面的氫[教師]就是羧基里面的氫電離出來了H+，所以綜上考慮，乙酸應該是一個一元弱酸。設計意圖：積極開展生生、師生對話，活躍了課堂氣氛，調動了學生的積極性；學生自己設計實驗，和同學一起完成實驗，培養學生的團隊精神，發展學生探究物質性質的水平?；顒佣禾骄旷セ磻猍投影]PPT展示糖醋魚的圖片[提問]為什么我們在做糖醋魚的時候加了醋之后還要加酒呢？而加了酒之后，香味就更加濃了，這其中的原因是什么呢？（帶著問題進行實驗探究）[實驗探究]課本必修2第80頁實驗7-6。[教師]強調：①實驗裝置的組裝順序；②裝置的氣密性；③實驗安全問題[學生活動]①觀察裝有飽和碳酸鈉溶液的試管里有什么變化？②生成的新物質的眼色、狀態、味道如何？[實驗探究]①濃硫酸的作用？②加熱的原因？③碎瓷片的作用？④導管未伸入液面以下的原因？⑤飽和碳酸鈉溶液的作用？設計意圖：通過對酯化反應的實驗，建立對酯化反應的認識，探討交流實驗中的注意點，培養學生的獨立思考能力，初步體會有機合成的科學方法5.流程五：作業布置，總結提升[課后作業]完成課后習題1、5、6題。[課后活動]調查市場醋的品種和用途；收集資料，了解醋的釀造技藝。設計意圖：學生繼續學習，通過資料的收集，讓學生體會化學與生活的聯系，體會到化學為社會創造的美好價值。
7學習評價
1）通過趣味小活動和分析乙酸的結構，診斷學生認識物質的水平。2）通過對驗證乙酸的酸性實驗方案的討論與評價，發展學生探究物質性質的水平。3）通過對乙酸乙酯的制備實驗的討論與分析，診斷學生對酯化反應及其本質的認識水平?；赟TEM理念的化學教學設計不僅符合我國目前科學教育研究的新思路，也為我國高中化學課堂教學注入了新的活力?；赟TEM理念下的高中化學教學設計，注重引導學生將不同學科的知識用于處理化學學習過程中遇到的實際問題。學生通過本節課了解到了乙酸的酸性及其來源，結構組成，并且通過實驗探究掌握了乙酸的酯化反應。教學過程中注重引導學生發現問題、解決問題，培養學生動手實踐的能力，體現了新課程標準對學生化學學科核心素養的培養。
作者：張穎 單位：哈爾濱師范大學 教師教育學院