基于STEM課程的初中化學深度學習研究

劉瑞芝

摘 要：STEM是科學、技術、工程、數學四門學科的縮寫，運用STEM開展初中化學教學，將學科進行整合，引導學生跳出學科界限，進行深度學習，對學生學習質量與綜合素質的提高都有積極影響。教師應當對培養學生綜合素質提起足夠的重視，本文就STEM構建初中化學深度學習的策略展開探究。

關鍵詞：STEM 初中化學 深度學習

隨著新課改的深入，基于學生綜合素質提升的素質教育的普及水平也得到顯著提升。目前教學中，提升學生的科學素養和創新素養，促使學生在學習過程中擁有更強的綜合素質已經成為重要的教學目標。初中化學教學中也需要符合時代教育主題，教師可以嘗試應用STEM教育進行學科內容整合，提高化學教學質量，促進學生綜合素質的提升。

1 對于STEM教育和深度學習的基本認識與理解

STEM即科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）等單詞的首字母縮寫組合。STEM教育便是將上述四中領域教學內容、教學方法的融合，這種教育突破了學科領域的局限性，包括學科內容、學科 教與學方法、學科的學習理念等，都突破了學科之間的便捷，被融合在一起，將其應用到化學教學中，教師可以通過更科學更與時俱進的教學方法展開教學工作，有利于促使學生形成跨學科的多元思維能力，擁有更完整的學科素養。

1976年美國學者最先提出深度學習這一概念，后來者對這一概念進行了更深層次的探究，并且將其應用到不同學科的教學中。信息化社會中，市場經濟的發展對學生的能力提出了更高的要求，尤其是要求學生掌握對知識信息的加工能力，能夠學以致用，形成高階思維意識。化學深度學習是圍繞主題進行的學習，在學習中讓學生展開聯想和激活、活動和體驗、內化和變式、遷移和應用、反思和評價，從而進行化學知識的內化，逐步形成完整的化學知識架構，擁有正確的價值觀念。

2 TEM課程的初中化學深度學習策略

2.1 整合技術內容，開展化學實驗教學

初中化學教學中，實驗教學是非常重要的一部分，通過實驗學生才能掌握化學技術，在實驗中，才可以更好的促進學生綜合素質的提升。通過STEM進行化學教學，教師要將科學、技術、工程和數學有機融合在一起。具體而言，教師要應用分離技術、配置溶液和其它相關儀器等，設置化學實驗，帶領學生展開實驗。將學習的時間和空間交給學生，進行STEM教學，是促進學生技術能力、實踐能力以及綜合素質提升的可行途徑。比如在“氧氣的制取與性質”這一實驗活動中，實驗之前教師先調動學生的學習熱情，讓學生在實驗課之前，通過各種途徑搜集相關資料，指導氧氣制取實驗的過程以及每個環節的作用、需要注意的事項等，并且讓學生思考加熱高錳酸鉀的原因以及高錳酸鉀的化學表達式的結構，不僅可以讓學生為實驗課做好準備，還可以培養學生的信息采集能力。在實驗的過程中，教師可以將學生分成若干小組，每個小組中要求分配好實驗任務，共同展開實驗，對實驗的過程進行記錄，包括具體的操作和之后的結果，并且進行實驗原理推測和檢驗，讓每個學生都在完成實驗任務的過程中，提升其動手操作能力。實驗完成之后，教師可以帶領學生應用Excel軟件，清晰明了的展示實驗內容、過程和結果，有利于促進學生對化學知識的深化。

2.2 整合工程內容，結合實際開展教學

在市場經濟高度發展的當下，化學逐漸形成了工程思想，包括化工產品生產線的建設、產品的制作、化學實驗中化學物質的提取等，都包含不同的工程思想。通過STEM進行初中化學教學，教師在指導學生進行化學知識深入了解和不斷內化的過程中，還可以進行化學工程思想的融合，并且根據學生的認知能力、學習規律和日常生活，讓學生形成對化學工程思想的整體認知，指導學生將化學工程思想和現實中的生活結合在一起，提升學生對化學知識的應用水平。比如在“金屬的性質和利用”這節課堂上，教師先帶領學生了解生活中最常見的各種金屬，了解金屬的性質和使用方式，并且通過多媒體展示圖片，圖片內容可以是油罐車后方的鐵鏈、鋁制作的鋁箔等，然后提問：這些圖片中的金屬具備何種性質？然后指導學生根據自己家的情況設置窗戶，材料有木材、鋼鐵、鋁合金、塑鋼，讓學生分析何種材料最適用，指導學生將現實生活中的問題與化學工程思想結合在一起，學以致用，提升學生的綜合素質。

2.3 整合數學內容，引導學生獨立思考

初中化學教學中，部分知識屬于數學內容，比如教師設置化學實驗的時候，所有化學物質都應該嚴格按照規定的數量配置，溶液的配置，需要確保溶質質量與水質量的精準性，這些設計都需要采用數學計算方法。教師設置化學實驗的過程中，要帶領學生認識到數學計算對于化學實驗有效進行的重要性，嚴謹的對待實驗，由此提升化學實驗質量。教師通過STEM進行初中化學教學，可以將部分化學問題處置成數學問題，然后指引學生采用科學的方法分析問題，以數學思維解決化學問題，提升學生的學習質量。比如在“溶液組成的表示”這節課上，需要學生進行各種核算，明確溶液質量、溶質質量，算出溶液中溶質質量的比重，或者核算溶液體積，通過溶液密度，得出溶液質量。在課堂中，教師可以設置類似這樣的問題“現在要配置100ml溶質質量分數為8%的NaOH溶液，應該準備多少的水與NaOH？”然后指導學生應用數學思維，進行獨立思考、核算、驗證等，提升學生的獨立思考能力，強化學生的綜合素質。

3 結束語

運用STEM構建初中化學課堂，引導學生深度學習化學知識，對學生綜合素質的發展有積極意義，教師應盡量做好對各學科的整合，打破化學學科的界限，讓學生通過學習化學知識對其他學科進行整合，發展學生的科學素養，為學生今后的學習與發展打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1] 陸庭鑾.促進化學深度學習的STEM項目設計[J].化學教與學，2018（7）.

[2] 習李揚.STEM教育視野下的科學課程構建[D].金華：浙江師范大學，2016.

青島西海岸新區實驗初級中學 （山東省青島市 266000）