基于STEM理念浅谈《化学反应原理》课程的创新
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摘 要：笔者根据《化学反应原理》课程的化学反应与能量、化学反应速率和化学平衡、水溶液中的离子平衡、电化学基础四大板块，参照STEM理念对《化学反应原理》的教学过程进行改革创新，让学生成为知识学习的主动参与者，让学生对化学反应原理有更加全面而深刻的认识，从而产生共鸣，体会化学的奥妙，让知识不只是停留在试卷或书本上的简单理论知识，而变得更加立体和有趣。
关键词：STEM理念;主动参与者;化学反应原理;改革创新
中图分类号：G423 文献标识码：A 文章编号：2095-624X（2019）45-0079-02
引 言
高二化学的选修四《化学反应原理》的内容是黑白色的，没有彩色的装饰，内容都偏理论，但是它是化学的核心所在，其中的原理与生产生活息息相关。如何基于STEM理念将《化学反应原理》课程进行改革创新，是一线教师在课堂上急需解决的问题。
选修四《化学反应原理》的内容分为四大板块：一是化学反应与能量;二是化学反应速率和化学平衡;三是水溶液中的离子平衡;四是电化学基础。基于四大板块的内容，基于STEM课程的核心理念，笔者认为，将每个板块置于一个大背景环境下，去解释一个工厂的生产原理、一些生活中的技巧，如制作一个泡沫灭火器或净水装置、组装一个电解池、分析氯碱工业的设计流程等。这些学生主动分析和制作的过程无疑从STEM五个方面培养学生综合素质，提升学生竞争力的有效途径。
在化学反应原理的教学过程中，教师会发现很多原理在现实的生产中并没有书本上那么简单。例如，等效平衡的问题，常规的课堂上教师会帮学生分析等效平衡存在的几种情况，以及遇到不同的题型如何分析。但是，实际的教学过程是，学生仅仅会做题，而且大部分学生无法形成长期的记忆，甚至不知道得出的规律是如何推导生成的，尽管当时在课堂上听懂了“相似平衡、全等平衡、含全等条件的相似平衡”，但是对于等效平衡的认识是单一的、片面的，仅仅停留在会做题的层面的，而这种状况是可悲的，需要一场改革创新，向传统教学模式中注入STEM理念的新鲜血液[1]。
基于STEM理念，有关《化学反应原理》课程的改革创新，笔者有以下几点想法。
一是在学生学习可逆反应及化学平衡后，教师要引导学生结合工业合成氨进行一次化工生产条件的探讨，从而分析出采用的化学反应及相关理论有哪些，并从中分析目前工业合成氨工艺流程的利与弊。如此，不仅将已学知识串联起来，还使学生对生活、生产与课本知识之间的关系有了更深刻的把握。当然，也可以结合如何应对合成氨泄漏问题来进行讨论，全面地剖析问题，用化学解释生活、生产，用化学服务生活、生产，用化学点亮美好生活。同时，教师也可以针对合成氨反应条件的获取、合成氨工厂如何提高产率、氨是如何服务于生活等问题，开展小组合作撰写小论文的活动，真正做到全面深刻地学习选修四的第一、第二章内容。氨作为重要的化工原料，主要用于肥料工业、基本无机化工、有机化工、制药工业、塑料工业及国防工业。从另一方面体现出合成氨的重要性，教师通过对于合成氨用途的介绍，可以激发学生研究合成氨的反应条件，如何提高反应速率、如何提高产率、如何控制成本、如何防止泄露、如何应对应急情况等一系列问题，都是值得学生去探索的。而学生在这些问题的探索过程中，会得到科学、技术、工程、数学及人文等各方面能力的提升，同时还会培养学生的小组合作意识以及获得成就感。
二是在学生学习了盐类水解的实质与规律后，教师可以进行一次开放性的课堂教学，将课堂交还给学生，利用小组汇报以及作品展示的形式来进行“盐类水解的应用”的教学。盐类水解的应用很广泛，有理论知识的分析，也有生产生活中事实的解释。学生可以根据自己的特长组队，动手能力强的小组可以制作泡沫灭火器及净水剂等;逻辑思维能力比较强的学生可以搜集生活中的与盐类水解相关的事例，与同学们分享其中的化学奥妙。这样一来，一堂有关盐类水解的课程就变得生动而多姿多彩。
三是在学生学习了电解质溶液后，教师可以开展一次交叉学科课堂。这堂课由化学教师与生物教师共同主持，由化学与生物学科的学生代表准备一堂一分为二的课堂，从化学和生物两个方面深入剖析“人的体液和组织液中的电解质含量与生理功能之间有怎样的联系？”“血液中的主要缓冲系及其作用，如何用化学原理去解释？”“人体内的缓冲对的工作原理。”
四是在学生学习了沉淀溶解平衡后，教师可以尝试利用沉淀溶解平衡除去锅炉水垢，并解释其中的原理;利用饱和碳酸钠可以将重晶石转化为易溶于酸的碳酸钡。但是，听上去有一些不可思议，因此，教师可以为学生提供实验药品，让学生亲自尝试这一沉淀轉化的过程，体验化学的神奇。这样，学生才会对这些原理更加信服，才更乐于用原理去解释现象。当然，教师也可以做溶洞形成的模拟实验，基于STEAM理念，不单单是纸上谈兵，真正地去做过后才能对原理更加信服，更愿意去思考整个原理是怎样的，从而形成长期记忆，变为终生难忘的回忆。
五是在学生学习了电化学基础知识后，教师可以尝试一次物理、英语、化学三大学科的交汇课堂，以一篇有关电化学最新、最有影响力的SCI论文为背景，将化学专业英语、物理中的电流、化学中的氧化还原原理结合在一起，进行一次论文报告会。这样的报告会为高中生打开一扇窗，看看研究化学的硕士生、博士生研究的是什么，需要掌握哪些方面的技能，激励学生在高中阶段需要重视每一门学科，切勿出现偏科的现象，体会学科交叉的魅力。
六是适当调整教学顺序。在一次教学过程中，当讲到化学平衡常数的相关练习题时，有一道题笔者请一位同学来回答，他的答案简洁、思路清晰。而笔者却在用等效平衡原理，经过复杂且不好理解的思路解这道题，当时的感觉犹如醍醐灌顶，经过仔细思考后，发现等效平衡和化学平衡常数之间有着千丝万缕的联系。因此，笔者开始形成一个大胆的想法：能否在学生学习了化学平衡常数之后再去讲解等效平衡？等效平衡的实质到底是什么？这一系列的思考，其实仅仅是因为笔者给了学生一次分享自己想法的机会，但是有太多的课堂，尤其是习题课，笔者并没有给学生太多的机会去分享他们的所思所想。在习题的讲解课堂中，是否也可以改革创新，是否可以转变成一场思维的碰撞？这是化学课堂改革创新的重中之重。
结 语
课堂不是一言堂，是需要思维碰撞的，是需要实践的。只有真正做过，才能相信，才愿意发自内心地去学习、去感受。行动的力量是强大的，远胜于华丽辞藻的修饰[2]。基于STEM理念的《化学反应原理》课程的改革创新，有太多想法，需要一次次去实践，一次次进行教学反思，在化学教学的道路上，最怕重复，教师应当与时俱进，勇于突破束缚，寻找真知识、真结论。
[参考文献]
董忠林.浅析高中化学教学方法与经验[J].名师在线，2019（24）：13-14.
罗春芳.新课标背景下的高中化学实验教学思考[J].名师在线，2019（20）：45-46.
作者简介：赵利（1989.12—），女，陕西西安人，二级教师。
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