基于STEM教育理念的初中化学教学实践——以“水的净化”为例.pdfVIP

基于STEM教育理念的初中化学教学实践——以“水的净化”

为例

STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工

程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科的简

称，中心理念在于真实问题驱动下，多学科项目化解决实际

问题，综合培养学生的实践能力和创新精神【2】。这与2022

年版新课程标准，激发学生学习化学的好奇心，培养学生的

实践能力，跨学科学习培养学科核心素养要求不谋而合。

STEM设计形式有：多学科交叉融合跨学科设计、项目式教学、

研究型三种，STEM呈现出情景真实化、内容跨学科化、实施

过程工程化、学生学习协作性、结果开发化、创新性特点。

本文试以“水的净化”为主题，对初中化学STEM教学设计

思路做一些探索。

一、教学主题内容

【3】

本节课选自人教版九年级上册第四单元课题二课时一

了解常见净水原理的新授课。本课时的主要内容包括：（1）

水中含有不溶性杂质、可溶性杂质（2）常见净水方法。

元学科具体学科事件

科学（S）化学掌握净化水的方法、原理，流程；

常用净水物质的工作原理等

技术（T）制作利用生活中可代替的物品来制作简

单净水器

工程（E）建筑设计设计并制作简单净水器

环境工程懂得水资源对日常生产生活的重要

性

数学（M）数学原理净水器的流程框架

本课题以课本素材—自来水的净化开端，以项目形式融

入化学知识的学习，培养学生化学学科素养、创新意识。

二、教学思想、创新点

建构主义认为，知识的获得是学习者在真实情境中，与

他人合作交流、共同探究，进行意义建构【4】。结合STEM教

育理念，选择真实活动情境—制作净水器，按照选定项目→

制定计划→活动实践→作品制作→成果交流→评价流程设

计课堂环节，从发现问题到解决问题，获得知识建构知识体

系。

三、教学目标

（1）从“自然界中的水”与“自来水厂的净水过程”

中了解水含有不同种类的杂质，使用不同净水方法除去——

学科知识内化。

（2）实验探究中认识不同净水方法的特点，了解过滤

的操作要点与原理。

（3）根据已有知识自制净水器体验设计过程，发展化

学观念，体验探究的一般过程，培养知识整合能力、调查能

力等【4】。

四、教学过程

【环节1】问题的出现—真实情景

分别展示两杯等体积的水，一杯雨后的赣江水，一杯蒸

馏水

【教师】分别请两到三位同学描述水的颜色、气味、烧

杯底部现象，是否能饮用？

【学生】一致描述蒸馏水无色无味无沉淀物可饮用，赣

江水色微黄、有土腥味，烧杯底部有少许沉淀物，不能饮用。

【小结】自然界中水含有：不溶性和可溶性（颜色、气

味、微生物等）杂质。赣江水变成千家万户使用的自来水需

要除杂。

【环节2】探讨净水方法原理

【情景】B站自来水厂净水视频展示

【教师】问题1：净水过程中提到了哪些试剂？问题2：

净水方法有哪些，分别用于除哪些杂质，是否有净水顺序？

【学生】学生均提到絮凝剂、活性炭，能说出沉淀、过

滤、吸附、消毒杀菌几种方法。但对净水方法排序和去除目

标表示疑惑。

【情景】1.明初宋应星在《天工开物》中记载：“山局

别无他水可汲者，宜捣蒜或白矾少许，投入水缸中，以使水

沉淀净化”【5】。白矾的作用是什么呢？2.视频播放过滤操作

视频

【教师】结合两段素材将学生分成小组，随机选取所提

到的净水试剂、净水方法进行实验，其中过滤操作必做，并

需对比实验前后水的外观、气味，小结净水原理。

实验用品：明矾、活性炭、加有氨水、红墨水的赣江水、

药匙、铁架台、漏斗