作者簡介：林文瓊（1979～），女，漢族，福建福清人，福建省福清第二中學(xué)，研究方向：化學(xué)教育。

摘 要：文章深入探討基于STEAM理念的高中化學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)及其對學(xué)生學(xué)習(xí)成效的影響。從理論基礎(chǔ)出發(fā)，分析高中化學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)，強(qiáng)調(diào)作業(yè)設(shè)計(jì)對學(xué)生認(rèn)知發(fā)展和學(xué)習(xí)興趣激發(fā)的重要性。案例展示如何將STEAM理念融入化學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)中，以及這種融入方式如何促進(jìn)學(xué)生STEAM能力發(fā)展。此外，還討論了真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)在提升學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)和效果中的作用，以及作業(yè)講評在提高教學(xué)反饋效率方面的應(yīng)用。通過詳細(xì)的理論分析和實(shí)際案例研究，本研究旨在促進(jìn)高中化學(xué)教育改革，以適應(yīng)當(dāng)代教育的需求。

關(guān)鍵詞：STEAM理念；高中化學(xué)；作業(yè)設(shè)計(jì)

中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-8918（2024）42-0137-04

STEAM教育，即科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的綜合教育，是21世紀(jì)教育革新的重要方向。STEAM教育強(qiáng)調(diào)實(shí)踐與探究，鼓勵學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實(shí)際問題的解決中，從而提高其綜合素質(zhì)和競爭力。在全球化和信息化的大背景下，STEAM教育理念逐漸被世界各國的教育體系所接納和推廣，其不僅對提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力有重要意義，也對促進(jìn)國家科技進(jìn)步和社會發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。

化學(xué)作為STEAM教育中的重要組成部分，其教學(xué)方法和內(nèi)容的設(shè)計(jì)對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升至關(guān)重要。然而，當(dāng)前的高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐仍存在一系列問題和挑戰(zhàn)。首先，傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)過于強(qiáng)調(diào)知識的傳授，而忽視了學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。其次，化學(xué)作業(yè)往往停留在書面習(xí)題的層面，缺乏與現(xiàn)實(shí)生ec7d5d61d34725fb849b283c57adc1d3活的聯(lián)系，不利于學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識的實(shí)用價(jià)值。此外，教師在作業(yè)設(shè)計(jì)和講評過程中往往缺乏有效的策略，無法充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。

一、理論框架

（一）STEAM教育理念概述

在21世紀(jì)的教育領(lǐng)域，STEAM教育理念以其獨(dú)特的跨學(xué)科視角，正逐漸成為全球教育改革的重要推動力。STEAM不僅僅是各學(xué)科簡單的并列，而是一種深度融合，旨在培養(yǎng)學(xué)生面對未來社會的創(chuàng)新思維和解決問題的綜合能力。STEAM教育關(guān)注的不僅是知識的傳授，更重視能力的培養(yǎng)，化學(xué)作為STEAM教育中的一個(gè)重要組成部分，其不再僅僅圍繞書本和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，而是要將其與技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)融合，從而為學(xué)生提供更為廣闊的學(xué)習(xí)視野和實(shí)踐平臺。這種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)模式不僅加深了學(xué)生對化學(xué)知識的理解，也培養(yǎng)了他們將化學(xué)知識應(yīng)用于解決實(shí)際問題的能力，還激發(fā)了他們對化學(xué)學(xué)科的興趣和熱愛。在化學(xué)教育中，通過跨學(xué)科的融合與創(chuàng)新，不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)科興趣和學(xué)習(xí)動力，還能有效促進(jìn)學(xué)生關(guān)鍵能力的發(fā)展，為他們未來的學(xué)習(xí)和生活打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）高中化學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)

在高中化學(xué)教學(xué)中，精心設(shè)計(jì)的作業(yè)不僅能夠幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識，還能激發(fā)他們的探究欲望，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維。

1. 作業(yè)設(shè)計(jì)依據(jù)

高中化學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)的首要依據(jù)是學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和認(rèn)知發(fā)展水平，教師需要根據(jù)學(xué)生的先前知識、學(xué)習(xí)能力和興趣點(diǎn)來設(shè)計(jì)作業(yè)，確保作業(yè)難度適中，既能夠挑戰(zhàn)學(xué)生，又不至于讓他們感到沮喪。此外，作業(yè)設(shè)計(jì)還應(yīng)符合化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，如強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作、化學(xué)反應(yīng)原理和化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)等，以確保學(xué)生能夠在實(shí)踐中深入理解化學(xué)知識。

2. 作業(yè)設(shè)計(jì)流程

有效的作業(yè)設(shè)計(jì)流程包括以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟：一是需求分析。明確學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)和需要，以及作業(yè)設(shè)計(jì)的目的和預(yù)期效果。二是目標(biāo)設(shè)定。根據(jù)需求分析的結(jié)果，設(shè)定具體的作業(yè)目標(biāo)，包括知識目標(biāo)、能力目標(biāo)和情感目標(biāo)。三是活動策劃。設(shè)計(jì)具體的作業(yè)活動，包括問題設(shè)置、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、資料收集等，確保活動既能夠幫助學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，又具有一定的挑戰(zhàn)性和趣味性。四是實(shí)施。將設(shè)計(jì)好的作業(yè)分發(fā)給學(xué)生，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)活動，鼓勵他們主動探索和思考。五是評估。對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行評價(jià)，分析作業(yè)設(shè)計(jì)的效果，及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化作業(yè)設(shè)計(jì)。

遵循這一流程，教師可以設(shè)計(jì)出既符合學(xué)生學(xué)習(xí)需求，又能夠促進(jìn)其認(rèn)知發(fā)展的高質(zhì)量化學(xué)作業(yè)，不僅能夠幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識，還能激發(fā)他們的探究興趣和創(chuàng)新能力，為他們的未來學(xué)習(xí)和發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（三）真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)的理論與實(shí)踐

在教育領(lǐng)域，真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)的理論與實(shí)踐被視為增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)和效果的重要策略。特別是在STEAM教育和高中化學(xué)教學(xué)中，通過在真實(shí)或接近真實(shí)的情境中進(jìn)行學(xué)習(xí)，可以顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)、參與度和知識轉(zhuǎn)移能力，幫助學(xué)生更好地理解學(xué)科內(nèi)容，同時(shí)培養(yǎng)他們解決問題的能力。

在高中化學(xué)教學(xué)中，真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)可以通過多種方式實(shí)現(xiàn)，如項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)與真實(shí)世界問題相關(guān)的化學(xué)項(xiàng)目，讓學(xué)生在探索解決方案的過程中應(yīng)用化學(xué)知識。也可以開展實(shí)地考察和實(shí)驗(yàn)，組織學(xué)生參觀化工企業(yè)、環(huán)保站或科學(xué)博物館，讓他們見證化學(xué)知識在實(shí)際工作中的應(yīng)用。還可以開展合作與交流，鼓勵學(xué)生與同學(xué)、教師甚至是化學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)人士合作，通過討論和交流解決實(shí)際問題，提升他們的溝通能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。

（四）作業(yè)的功能與評價(jià)

作業(yè)具有多重功能，主要包含以下幾個(gè)方面。一是知識鞏固與能力提升。作業(yè)是學(xué)生鞏固課堂所學(xué)知識、技能的有效手段，通過解決作業(yè)中的問題，學(xué)生能夠加深對化學(xué)概念、原理的理解，提升實(shí)驗(yàn)技能和問題解決能力。二是激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。設(shè)計(jì)富有創(chuàng)意和挑戰(zhàn)性的作業(yè)能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。三是培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和批判性思維。良好的作業(yè)設(shè)計(jì)鼓勵學(xué)生自主尋找資料、分析問題，并從中培養(yǎng)批判性思維。四是促進(jìn)師生互動和反饋。作業(yè)是教師了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況、提供個(gè)性化反饋的重要途徑，通過作業(yè)，教師可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，調(diào)整教學(xué)策略。

作業(yè)評價(jià)是教學(xué)過程的重要組成部分，它不僅反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，還影響學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和自信心。因此，作業(yè)評價(jià)應(yīng)當(dāng)公正、全面，能夠準(zhǔn)確反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。一是多維度評價(jià)。作業(yè)評價(jià)不應(yīng)僅限于學(xué)生答案的正確與否，還應(yīng)考慮學(xué)生的解題過程、思維方式和創(chuàng)新性。二是形成性評價(jià)。形成性評價(jià)強(qiáng)調(diào)在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行持續(xù)的、建設(shè)性的反饋，而非僅在學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)進(jìn)行總結(jié)性評價(jià)。三是同伴評價(jià)和自我評價(jià)。引入同伴評價(jià)和自我評價(jià)不僅可以減輕教師的負(fù)擔(dān)，還能增加學(xué)生的參與度和責(zé)任感。同時(shí)，學(xué)生能夠從不同的視角審視問題，促使學(xué)生反思自己的學(xué)習(xí)過程和成果。

二、案例分析

（一）基于STEAM理念的化學(xué)實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)

在探索如何將STEAM理念融入高中化學(xué)教育中，我們選取了一個(gè)典型案例——基于STEAM理念的化學(xué)實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)，此案例不僅體現(xiàn)了STEAM跨學(xué)科的教育理念，而且展現(xiàn)了如何通過真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提升其學(xué)習(xí)成效。

設(shè)計(jì)此化學(xué)實(shí)驗(yàn)作業(yè)的首要依據(jù)是STEAM教育理念，特別是強(qiáng)調(diào)實(shí)踐、探究和跨學(xué)科整合的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)流程遵循以下步驟：①需求分析：基于學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和化學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)作業(yè)中需要涵蓋的STEAM元素。②目標(biāo)設(shè)定：設(shè)定具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)，包括知識掌握、技能提升、創(chuàng)新思維和問題解決能力的培養(yǎng)。③活動策劃：結(jié)合化學(xué)與其他學(xué)科，如數(shù)學(xué)的數(shù)據(jù)分析能力、藝術(shù)的創(chuàng)造性思維等，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)作業(yè)。④實(shí)施與評估：實(shí)施實(shí)驗(yàn)作業(yè)之后，根據(jù)學(xué)生的反饋和作業(yè)成果進(jìn)行評估，以優(yōu)化后續(xù)的作業(yè)設(shè)計(jì)。

2020年以來，隨著新冠疫情的蔓延，醫(yī)用酒精、84消毒液、二氧化氯、過氧乙酸等消毒劑進(jìn)入了大眾的視野，在防疫抗疫中發(fā)揮了重要作用。其中，過氧乙酸是一種廣譜高效的消毒劑，它是無色液體，有強(qiáng)烈刺激性氣味，熔點(diǎn)：0.1 ℃；沸點(diǎn)：105 ℃；易溶于水、醇、醚、硫酸。教師創(chuàng)設(shè)疫情消毒劑的真實(shí)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與探究欲望，讓其體會到化學(xué)與生活的密切關(guān)系。借助化學(xué)結(jié)構(gòu)模型，表征陌生的化學(xué)物質(zhì)，促使學(xué)生對過氧乙酸的結(jié)構(gòu)有更深入的了解。通過球棍模型認(rèn)識有機(jī)化合物，書寫有機(jī)物的各種表示方法，掌握化學(xué)用語的精準(zhǔn)表達(dá)。通過電負(fù)性及電子對的偏移，學(xué)會分析共價(jià)化合物特別是有機(jī)物中各元素的化合價(jià)。

設(shè)置實(shí)驗(yàn)情境，考查溶液兩種濃度的轉(zhuǎn)化：溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與物質(zhì)的量濃度；一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液的配制；根據(jù)量筒的精度確定計(jì)算結(jié)果保留的小數(shù)；儀器的選擇；計(jì)算能力。

考查圖表讀取與分析能力，通過圖表分析得出結(jié)論，并分析可能原因。本小節(jié)情境化主題作業(yè)：初探消毒劑過氧乙酸雙向細(xì)目，如下圖所示。

（二）跨學(xué)科的化學(xué)探究作業(yè)設(shè)計(jì)

在STEAM教育理念指導(dǎo)下，跨學(xué)科的化學(xué)探究作業(yè)設(shè)計(jì)不僅能夠深化學(xué)生對化學(xué)知識的理解，還能夠培養(yǎng)其綜合運(yùn)用各學(xué)科知識解決問題的能力。

本案例的設(shè)計(jì)依據(jù)主要是STEAM教育的核心理念，即通過跨學(xué)科融合促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展。設(shè)計(jì)流程包括：①需求分析：考慮到化學(xué)與日常生活的緊密聯(lián)系，分析學(xué)生對化學(xué)及其與其他學(xué)科結(jié)合應(yīng)用的學(xué)習(xí)需求。②目標(biāo)設(shè)定：明確目標(biāo)，包括學(xué)生對化學(xué)概念的理解、跨學(xué)科知識的應(yīng)用能力、創(chuàng)新和批判性思維的培養(yǎng)。③活動策劃：設(shè)計(jì)跨學(xué)科的化學(xué)探究活動，如環(huán)境科學(xué)、生物化學(xué)、藝術(shù)化學(xué)等，要求學(xué)生應(yīng)用多學(xué)科知識。④實(shí)施與評估：實(shí)施設(shè)計(jì)的作業(yè)，通過觀察、學(xué)生反饋和成果評價(jià)，調(diào)整后續(xù)作業(yè)設(shè)計(jì)，以更好地達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

跨學(xué)科的化學(xué)探究作業(yè)設(shè)計(jì)在多個(gè)層面發(fā)揮作用，一是綜合知識應(yīng)用。此類作業(yè)讓學(xué)生在實(shí)際情境中綜合應(yīng)用化學(xué)、數(shù)學(xué)、生物等學(xué)科知識，加深理解并提高應(yīng)用能力。二是創(chuàng)新與批判性思維。通過解決開放式問題，鼓勵學(xué)生思考創(chuàng)新解決方案，培養(yǎng)其批判性思維。三是社會意識與責(zé)任感。探究作業(yè)常涉及環(huán)境保護(hù)、健康等社會問題，有助于提高學(xué)生的社會意識和責(zé)任感。

三、STEAM理念化學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)影響分析

（一）作業(yè)設(shè)計(jì)在促進(jìn)學(xué)生STEAM能力發(fā)展中的作用

作業(yè)設(shè)計(jì)，特別是那些融入STEAM理念的作業(yè)，對促進(jìn)學(xué)生在科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)方面能力的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。通過跨學(xué)科的作業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生被鼓勵以綜合的視角來理解問題，運(yùn)用不同學(xué)科的方法和知識進(jìn)行探究和解決問題。這種方法不僅增強(qiáng)了學(xué)生對各學(xué)科知識的掌握，而且培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新思維，提升了他們解決問題的能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力。

（二）真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)對學(xué)習(xí)動機(jī)和效果的影響

通過模擬或構(gòu)建貼近現(xiàn)實(shí)生活的學(xué)習(xí)環(huán)境，極大地提高了學(xué)習(xí)的吸引力和學(xué)習(xí)動機(jī)。在這種情境下，學(xué)生能夠直觀地看到學(xué)習(xí)內(nèi)容在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用，從而更容易激發(fā)他們探究未知、解決問題的興趣。同時(shí)，真實(shí)情境下的學(xué)習(xí)活動往往需要學(xué)生主動尋找信息、協(xié)作交流和反思總結(jié)，這些過程都有助于提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和批判性思維。

（三）作業(yè)講評在提高教學(xué)反饋效率中的應(yīng)用

作業(yè)講評是教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，它為教師提供了了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀況和及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略的機(jī)會。通過有效的作業(yè)講評，教師可以給予學(xué)生及時(shí)、具體、建設(shè)性的反饋，幫助學(xué)生認(rèn)識到自己的優(yōu)點(diǎn)和不足，激發(fā)他們改進(jìn)學(xué)習(xí)的動力。在這個(gè)過程中，教師可以利用講評來強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容，解答學(xué)生疑問，促進(jìn)學(xué)生深層次的思考，從而提高教學(xué)反饋的效率和效果。

四、結(jié)論

將STEAM理念融入化學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)能夠有效促進(jìn)學(xué)生對跨學(xué)科知識的綜合應(yīng)用，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和解決問題的能力。通過跨學(xué)科的探究活動，學(xué)生能夠更深刻地理解化學(xué)知識，并將其應(yīng)用于實(shí)際問題解決中。在真實(shí)或貼近真實(shí)的情境中進(jìn)行學(xué)習(xí)，能夠顯著提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動機(jī)，使學(xué)生理解和應(yīng)用化學(xué)知識，從而提高學(xué)習(xí)效果。通過作業(yè)講評，教師能夠及時(shí)給予學(xué)生具體和建設(shè)性的反饋，同時(shí)也能夠促進(jìn)師生間的溝通和互動，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和教學(xué)效果。

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