STEM 教育理念融入高中《电化学基础》单元教学的策略研究

引言

在科技飞速发展的今天，培养具有科学素养、技术能力、工程思维和数学应用能力的综合性人才成为教育的重要目标。STEM 教育理念强调科学（Science）、 技 术（Technology）、 工 程（Engineering） 和 数 学（Mathematics）的融合，注重学生解决实际问题的能力和创新思维的培养。高中《电化学基础》单元是化学学科的重要组成部分，涉及到多个学科知识的交叉和应用，将STEM 教育理念融入其中，能够为学生提供更广阔的学习视野和实践机会，促进学生的全面发展。

一、STEM 教育理念概述

（一）STEM 教育理念的内涵

STEM 教育是集科学、技术、工程和数学于一体的跨学科教育，其核心理念是通过知识的情境化，让学生综合运用学科知识，创造性地解决实际问题。科学是指认识世界和解释自然界的客观规律；技术和工程是在尊重自然规律的基础上对世界的改造，以解决社会发展过程中的难题；数学则是技术与工程学科的基础工具。

（二）STEM 教育理念的特点

STEM 教育具有跨学科、趣味性、体验性、情境性、协作性、设计性、艺术性、实证性、技术性强等特征。它强调学生在实际情境中学习，通过项目式学习、探究式学习等方式，培养学生的实践能力、创新能力和团队合作精神。

二、《电化学基础》单元教学中融入 STEM 教育理念的必要性和可行性

（一）必要性

符合时代发展需求，随着科技的不断进步，电化学技术在能源、环保、材料等领域得到了广泛应用。将 STEM 教育理念融入《电化学基础》单元教学，能够使学生了解电化学技术的发展趋势和应用前景，培养学生适应未来社会发展的能力。提高学生的综合素养，《电化学基础》单元涉及到物理、化学、数学等多个学科的知识，通过 STEM 教育理念的融入，能够促进学生学科知识的融合和应用，培养学生的综合素养和跨学科思维能力。激发学生的学习兴趣，STEM 教育强调趣味性和体验性，通过设计有趣的实验和项目，能够激发学生对电化学知识的学习兴趣，提高学生的学习积极性和主动性。

（二）可行性

知识内容的关联性，《电化学基础》单元中的原电池、电解池等知识与物理中的电学知识、数学中的计算知识密切相关，为 STEM 教育理念的融入提供了知识基础。实验教学的支撑，化学是一门以实验为基础的学科，《电化学基础》单元中有许多实验可以让学生亲身体验电化学的原理和应用。通过实验教学，能够为 STEM 教育理念的融入提供实践平台。

三、STEM 教育理念融入高中《电化学基础》单元教学的策略

（一） 设计跨学科的教学项目

结合实际问题，教师可以根据电化学知识，设计一些与实际生活相关的跨学科教学项目，如设计可充电电池、制作电化学传感器等。在项目实施过程中，引导学生综合运用化学、物理、数学等学科知识，解决实际问题。明确项目目标和任务，在项目开始前，教师要向学生明确项目的目标和任务，让学生了解项目的意义和要求。同时，将项目分解为多个子任务，让学生分工合作，共同完成项目。

（二） 采用探究式学习方法

提出问题，教师可以结合《电化学基础》单元的教学内容，提出一些具有启发性的问题，如“原电池是如何产生电流的？”“电解池的工作原理是什么？”等，引导学生进行思考和探究。引导探究，在学生探究过程中，教师要给予适当的指导和帮助，引导学生通过实验、查阅资料等方式，寻找问题的答案。同时，鼓励学生提出自己的见解和想法，培养学生的创新思维能力。总结归纳，在学生完成探究后，教师要引导学生对探究过程和结果进行总结归纳，形成知识体系。同时，让学生将所学知识应用到实际问题中，提高学生的知识应用能力。

（三） 加强实验教学

增加实验的趣味性，教师可以对传统的电化学实验进行改进和创新，增加实验的趣味性和观赏性。例如，在原电池实验中，可以让学生用水果制作原电池，观察电流的产生；在电解池实验中，可以让学生用电解的方法制作金属制品，体验电化学的神奇。培养学生的实验技能，在实验教学中，教师要注重培养学生的实验技能和操作规范，让学生掌握实验仪器的使用方法和实验数据的处理方法。同时，让学生学会分析实验结果，培养学生的科学探究能力。

（四） 引入技术手段

利用多媒体教学，教师可以利用多媒体教学手段，如动画、视频等，将抽象的电化学知识形象化、直观化，帮助学生更好地理解和掌握知识。开展虚拟实验，对于一些复杂的电化学实验，教师可以利用虚拟实验平台，让学生进行虚拟实验操作，观察实验现象，分析实验结果。虚拟实验不仅可以节省实验成本，还可以让学生在安全的环境中进行实验探究。

（五） 培养学生的团队合作精神

分组合作学习，在教学过程中，教师可以将学生分成小组，让学生通过小组合作的方式完成学习任务。在小组合作中，学生可以相互交流、相互学习，共同解决问题，培养学生的团队合作精神和沟通能力。组织团队竞赛，教师可以组织一些团队竞赛活动，如电化学创新设计竞赛等，让学生在竞赛中发挥自己的优势，提高学生的团队协作能力和创新能力。

将 STEM 教育理念融入高中《电化学基础》单元教学，是时代发展的需求，也是提高高中化学教学质量和学生科学素养的有效途径。通过设计跨学科的教学项目、采用探究式学习方法、加强实验教学、引入技术手段和培养学生的团队合作精神等策略，能够为学生提供更丰富的学习体验和实践机会，促进学生的全面发展。在未来的教学中，教师要不断探索和实践，将 STEM 教育理念更好地融入到化学教学中。

参考文献：

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