中学化学教学中渗透STEM理念的教学设计+——以_人工固氮技术——合成氨_为例.pdf

·教学设计研究 · 中学化学教学中渗透 ＳＴＥＭ 理念的教学设计* ———以“人工固氮技术———合成氨”为例 吴晓红 ** 田小兰 （宁夏大学化学化工学院 宁夏 银川 ７５００２１ ） 摘要 ：ＳＴＥＭ 是科学 、技术 、工程和数学四门课程的简称 ，是美国兴起的教育思想之一 ，强调多学科的交叉融合 ，旨在培养 学生在科学、技术 、工程及数学等方面的综合素养。 文章以“人工固氮技术—合成氨”为例 ，从合成氨的反应原理 ，合成氨 的最佳反应条件 ，合成氨的基本生产过程以及合成氨的工业发展四个方面 ，将 ＳＴＥＭ 理念渗透到教学设计中 ，促使学生 综合运用多种学科知识 ，以期更好地培养学生的创新精神、实践能力及综合素养。 关键词 ：ＳＴＥＭ 理念 ；中学化学教学；合成氨 ；教学设计 文章编号 ：１００８－０５４６（２０１６ ）１１－００４７－０５ 中图分类号：G６３３．８ 文献标识码 ：Ｂ doi ：１０．３９６９ ／ ｊ．iｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１６．１１．０１６ ＳＴＥＭ 教育是当前国际上颇具影响的教育思想之 术———合成氨 ”的内容 ，从 ＳＴＥＭ 四个维度出发，制订 一 。 ＳＴＥＭ 是科学 （ Ｓｃiｅｎｃｅ ）、技术 （ Ｔｅｃｈｎoｌoｇｙ ）、工程 教学目标如下 ： （Ｅｎｇiｎｅｅｒiｎｇ ）和数学 （Ｍａｔｈｅｍａｔiｃｓ ）四门学科的简称 ， 表 １ “人工固氮技术———合成氨”教学目标 强调多学科的交叉融合 ，将四门学科内容组合形成有 能够用化学方程式表示工业合成氨的原理 ；能运用 机整体 ，削弱了这四门学科中传统的学习障碍 ，促使 化学反应速率原理和化学反应平衡原理选择合成 学生综合运用多种学科知识 ，以更好地培养学生的创 Ｓ(科学) 氨的适宜条件 ；了解合成氨工业的发展历史 ，意识 新精神与实践能力［１］。 将 ＳＴＥＭ 理念融入中学化学教 到合成氨工业对生产生活的重大意义。 学中 ，使学生不仅获得与科学 、技术 、工程和数学等相 能够从合成氨的生产过程中理解所包含 的技术要 关的知识 ；还能与真实世界建立联系 ，将科学教育和 素 ； 理解科学原理是工业合成氨技术发展的基础 ； 当前的社会生产生活等紧密结合 ， 充分理解科学 、技 Ｔ(技术) 能利用现代信息技术对合成氨工业涉及的相关知 术 、工程与数学之间的交互关系 ，为提高学生综合素 识进行有哪些信誉好的足球投注网站 、归纳与整理 ；能从节约能源与环境保 养及全面发展打下良好基础 。 ［２］ 护角度采取一些技术措施和方法 。 一、教学目标分析 学会从设备 、能源、能耗 、成本 、环境等方面综合考虑合 “人工固氮技术———合成氨 ” 选自人教版高中化 Ｅ(工程) 成氨实际生产中的最佳条件 ， 并选择获取原料气的最 佳方案 ；了解合成氨生产过程中的基本装置和流程 。 学选修 ２《化学与技术》第一单元中的内容 ，该课题涉 及了 “合成氨的反应原理 ”“合成氨的基本生产过程 ” 能够正确利用数学表达式 ，并通过计算判断某一特 “合成氨工业的发展 ”三部分内容 ，在此基础上 ，本节 Ｍ(数学) 定条件下合成氨反应是否 自发进行 ；能够利用 图表 呈现数据 ，进行分析和解释原因 。 教学设计又增加了“探索合成氨的最佳条件”。 合成氨 工业是重要的化学工业之一 ，对生产和生活有着重要