基于STEM教育理念提升高中生“证据推理与模型认知”素养的化学教学研究

基于STEM教育理念提升高中生“证据推理与模型认知”素养的化学教学研究

郑春昂

长春市一三七中学 吉林 长春130000

摘要：对于高中化学学科教学来说，“证据推理与模型认知”核心素养培养是非常重要的，这也是新课标中所提到了化学学核心素养的要求，通过“证据推理与模型认知”素养培养可以提升学生独立、自主、探究的能力，从而形成独特的化学思维模式以及习惯，对今后学生在化学学科方面的学习奠定基础。为了更好培养学生化学核心素养，基于STEM教育理念对其进行详细的研究，将高中生化学核心素养的培养与STEM教育理念进行融合，为更好的发展学生化学素养提供依据。

关键词：STEM教育理念；证据推理；模型认知；化学教学

为了更好的研究STEM教育理念与高中化学“证据推理与模型认知”教学的结合，本文首先针对STEM教育理念进行阐述，在充分了解STEM教育理念的前提下，更好的了解“证据推理与模型认知”素养的教学实践，分析在STEM教育理念基础下“证据推理与模型认知”在高中化学教学过程中的实践意义。本文主要根据建构主义学习理论对相关内容进行研究，更好的了解基于STEM教育理念提升高中生化学“证据推理与模型认知”素养的教学策略，为高中化学教学开展提供参考依据。

一、STEM教育理念

STEM教育理念相较于传统的单学科以及过于重视书本知识的教育理念来说，其更加重视的是实践能力的培养。随着时代的发展，社会所需人才不但要求其有加强的专业理论知识，同时还应有一定的实践应用能力，需要的是综合性的人才，因此STEM教育理念油然而生[1]。在最新课程标准中提到，针对高中课程来说，应该体现出育人为本、提升核心素养等价值观，STEM教育理念正是符合这一教育目标要求，其以开放、主体、情境等特征很好的顺应了时代的发展，受到了各阶段教学的欢迎。

二、STEM教育理念与化学教学结合的必要性

STEM教育理念是随着时代不断发展而产生的新的教育理念，通过将STEM教育理念与化学教学进行融合实现了化学学科与其它学科的有机结合，例如通过化学学习还可以了解有关科学、数学等方面的知识，这使得学生交叉互通能力得到很好提升。在STEM教育理念下，进行高中化学学科教学时教师可以根据相关的教学内容分析其内容的重难点，通过引入相关的知识来更好的推动化学知识的学习，从而使知识相互之间进行融合，让学生不仅了解化学相关知识，同时还可以认识其它方面相关知识内容，充分的认识到化学在社会发展中的作用，很好的激发了学生学习化学的欲望，对提升学生“证据推理与模型认知”素养能力有很大的帮助。

三、基于STEM教育理念提升高中生“证据推理与模型认识”素养化学教学策略

（一）通过问题引导学生寻找“证据”

证据推理顾名思义是在证据的基础上进行推理，因此寻找“证据”是其中的关键[2]。要求教师不仅可以及时的寻找到证据，同时要根据已有条件进行熟练的推理，教师在备课时要合理设置问题情境，避免所涉问题超出学生已有认知范围。为了更好的体现出STEM教育理念以及提升学生化学核心素养，在进行教学过程中教师可以采用问答法引导学生积极寻找其中所包含的“证据”，形成问题探究式的教学模式，让学生养成探究式的学习方式。

之后通过教师正确的引导促使学生寻找“证据”，培养学生“证据推理”能力。

例如在进行高中化学“氧化还原反应”教学中，可以先让学生将其在初中所学习的还原反应方程式书写到黑板上，初步了解学生对还原反应的了解程度，其次教师可以选择其中一个化学式开展本次“氧化还原反应”的教学。假设利用木炭还原氧化铜的反应，根据已有知识，学生均理解其属于还原反应，其原理学生也可以得到很好的认识，这时让学生寻找氧化反应的定义，之后对学生进行追问：“碳得到了氧，因此发生了氧化反应”，这一问题与学生的认知发生了一定的冲突，很好激发学生的兴趣以及探索的欲望，对后续学生寻找“证据”奠定了基础。之后教师继续向学生提出疑问“刚刚我们说的是还原反应，现在怎么变成了氧化反应了呢？是不是因为我们将概念弄错了呢？还是其中还蕴含别的内容呢？”这时要以小组的形式让学生展开讨论，根据已有的“证据”进行推理，从而更好的了解氧化还原反应的原理，加深学生对相关知识的认识，同时提升了学生“证据推理”素养能力。

（二）通过实例，提升学生“模型认知”素养能力

对于高中化学“模型认知”素养能力的提升只能在对化学问题进行解决的过程中进行培养以及提升[3]，而化学本身属于比较抽象的学科，需要学生进行自我想象，为了让学生更好的理解基础的化学知识，“模型”在化学教学过程中是不可或缺的工具，教师通过构建相应的模型，让学生领悟到模型在化学学习中的重要性，从而使学生积极主动的进行“模型认知”的学习，培养化学问题解决能力。“模型”的应用主要是为了让学生更好的理解原理，教师可以通过模型更好的使用活动操作法的教学策略，让学生在实际操作过程中提升其化学核心素养，形成训练与实践式的教学模式。

培养“证据推理与模型认知”素养的最好的方法就是让学生在探究性的实验中进行学习，通过做实验以及对实验进行观察来提升学生的探究能力。例如在学习“反应速度影响因素”内容的学习时，为了让学生更好的了解并总结影响反应速率的因素，可以让学生以小组的形式进行实验，通过对实验的观察来更好的了解浓度、温度、催化剂等对化学反应速率的影响，可以使学生“模型认知”能力得到很好的提升。高中生在进行化学实验前已经具备一定的认知，可以自己对实验进行设计，并且在实验的过程中可以对其进行总结，通过证据验证假设进行推理，并且可以对“模型”有更好的认知，体会到“模型”对化学能力的提升的帮助，从而提升化学“证据推理与模型认知”素养能力。

总而言之，基于STEM教育理念提升高中生化学“证据推理与模型认知”素养能力的教学是当前在化学教学中比较常用的教学理念，可以选择合适的教学内容以及教学方法，以实物或“模型”为教学工具，以小组的形式进行相应的教学活动，通过引导以及及时反馈使学生正确理解“证据推理与模型认知”素养提升的意义。将STEM教育理念融入到高中化学教学中不仅可以帮助学生更好的理解和掌握相关知识，同时还可以提升学生的化学核心素养，提升学生“证据推理与模型认知”意识，为其今后发展奠定良好的基础。

参考文献：

[1]沈素芳.STEM教育理念在高中化学教学中的运用[J].天津教育,2021(18):68-69.

[2]张秋艳.思维导图在培养高中生“证据推理与模型认知”素养中的应用[J].数理化学习(教研版),2021,(09):25-26.

[3]郑富强.基于“证据推理和模型认知”的化学课堂教学对策探究[J].考试周刊,2021,(73):133-135.