【摘要】“教学有法但教无定法”，新时代的教育不仅仅是老师的展示台，而更多的是体现学生主体性的主阵地。随着知识的更新和教育的变革，如何在课堂上充分展现学生的主体地位，充分掌握并应用课堂上的所学，关键在于激发学生尝试探索和自主学习的原动力，而问题导向的教学方式也渐渐崭露头角。笔者结合学校STEM课程[1]开发的契机，以问题导向为抓手，以期促进国际高中化学的高效教学。
【关键词】STEM理念，问题导向，国际高中化学教学，教学方式
2016年美国研究所与美国教育部联合发布《教育中的创新愿景》[2]，对STEM未来十年的发展提出了较为具体的愿景与建议。这一愿景旨在推进STEM教育创新方面的研究和发展，并为之提供坚实依据。同年中国教育部出台的《教育信息化“十三五”规划》中也明确指出有效利用信息技术推进“众创空间”建设，探索STEM教育、创客教育等新教育模式，使学生具有较强的信息意识与创新意识，养成数字化学习习惯，具备重视信息安全、遵守信息社会伦理道德与法律法规的素养，旨在培养一支训练有素的科学与工程队伍，加强一个国家的竞争力。
当下我校也与美国波士顿学院签署了STEM合作协议，STEM教育理念在我们的中学课堂教学中的运用也初见端倪。本文将从原电池的工作原理与构成这一教学案例入手，简明阐述STEM理念下的问题导向在化学课堂中的体现跟运用。
一．案例描述
课题
《原电池的探究》
学习目标
1.知识和技能
a.理解原电池的工作原理；
b.掌握原电池的构成成分；
2.过程和方法
a.通过小组讨论，归纳出原电池的工作原理；
b.通过小组探究实验，归纳总结出原电池的组成成分。
3.情感态度价值观
a.通过小组探究实验，培养学生的发散性思维。
b.通过水果电池的实验探究，激发学生对于科学探究的兴趣。
教学重难点
理解原电池的工作原理；
掌握原电池的构成成分。
教学设计
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板书设计
Galvanic cell
1. General introduction of galvanic cell
2. Working principle of galvanic cell
3. Composition of galvanic cell
4. A brief summary of galvanic cell
5. Fruit battery
作业布置
Finish the quiz on galvanic cell in 25 minutes.
二．案例结果
按照预设的教学设计，通过精心准备的教学过程，能够较好地完成教学内容，顺利达成教学目标。教学实践中能够注重过程和方法的教学，通过学生已经掌握的内容，以电子手表没电了这一实际问题出发，既能巩固旧知，亦能启发新知。
新课导入后，利用小组合作的方式，让学生自主地学习探究新知，并归纳总结相关知识点，与此同时也培养了学生与人协作的能力和语言表达能力。
在新课讲解部分，我们运用3组对比实验的方式，引导学生逐层深入地分析了原电池的工作原理，将学生思维的过程逐步展现出来，发散学生的思维，整体全面地看待和思考问题，体现了STEM理念下问题导向在教育教学中的指导性作用——认识世界、改造世界。
深入剖析部分，引导学生总结归纳原电池的工作原理，将实验现象上升到理论解释，展现了学生认知的一般过程——从表象到本质，从具体到一般的规律。
升华点拨阶段，通过探究实验，让学生尽可能多地构造原电池，一方面充分发挥学生的想象力和发散性思维，尽可能多的创设实验设计；另一方面设计实验的过程中也体现了他们认识世界改造世界的过程，这也是STEM课程的宗旨之一。此外实验探究是小组活动，培养了学生团队分工与协作能力。同时大胆地采用拍摄视频的方式记录实验现象，也渗透了科学研究的实事求是原则，并养成记录实验过程的良好习惯，这也是科学探究不容忽视的方面。在小组展示阶段也让学生尝到实验汇报的满足跟喜悦，也锻炼了他们言语表达的能力，提升了严谨科学的解析能力。
延伸拓展阶段通过增加水果电池的趣味实验，一方面增加了学生学习化学的兴趣跟意愿；另一方面呼应了这节课开头的情境创设，体现了思维的完整性，符合STEM教育的宗旨。
总结归纳环节，采用学生自主学习的方式达成，以期检测学生的领悟和掌握程度，并体现了学生是学习的主体，发挥了学生的主观能动性。在此部分还设置了学生讲解—同学勘误—师生评价等环节，将本节课的三维教学目标推向高潮。
三．案例反思
1. 学生实验在课堂教学中的关键作用
化学是一门以实验为基础的学科，AP化学、A-Level化学直接跨过了高中化学知识与技能的积累，学生学习起来有很大的困难，衔接课程的设置也存在困难。面对这样的问题，落实实验教学势在必行。在实际的教学过程中，笔者有针对性地设置学生探究性实验，通过一次次的实验探究总结归纳出原电池反应的构成要素和反应原理，并采用录制视频的方式记录实验现象，学生们非常激动，纷纷拍下视频留作纪念，获得良好的教学效果。
2. 问题导向在课堂教学中的指导性作用
化学学科作为科学的一个分支，很重要的一个方面就是重视内在的逻辑构成。理科的学习更多的是需要强化物质之间联系的建构。在建构联系的过程中，学生需要借助外界的媒介加以思考和理解。对高中的学生而言，他们已经开始了初步的探索和研究，这个时候老师在课堂中创设一个个具有教学目标达成的导向性问题，对于学生在新知识和新技能的探索和认识中势必会有着更好地辅助作用。
3. STEM教育理念的深化势在必行
STEM教育是否能真正起到作用的核心是如何能在教学及实践中真正推进跨学科的融合。在化学学科的教育教学过程中，不断交叉物理、生物、数学等相关学科的知识，这对教师知识体系的全面化提出了新的要求。STEM教育必将是任重而道远。
【参考文献】
[1]宋怡，李丹，马宏佳，《美国iSTEM教学模式评析》，基础教育，2019.
[2]美国研究所与美国教育部，《教育中的创新愿景》，2016.