重构深度学习的课堂
——基于初中化学STEM教学
孔冬梅
摘 要： 随着教育改革的不断深化，初中化学教学模式也随之发生了变革。将STEM教学理念引入到初中化学教学当中，能够更好地培养学生的自主探究意识，使学生的化学视野得到拓展。本文通过对基于初中化学STEM教学方式下的构建深度学习课堂的途径进行研究，旨在能够增强初中化学教学的有效性，从而提高学生的化学学习能力。
关键词： 深度学习；初中；化学；STEM教学
初中化学知识体系有着较为显著的逻辑性与实践性的特征，在初中化学教学过程中需要学生能够具备科学的化学思维并养成良好的学习习惯。在教育改革方针的指引下，初中化学教学应当重视培养学生的主观能动性，帮助学生真正成为化学课堂的主人。深度课堂与以学生为本的教育改革目标有着异曲同工之妙，两者都是通过激发学生的自主学习意识，使学生在化学学习过程中能够积极运用思维能力、创新能力、探究能力等多方面的综合能力去发现、分析、解决化学问题。
一、初中化学STEM教学的内涵
STEM教学理论最早是由美国国家科学委员会提出的，STEM教学理论的核心是强调学习过程中不应当将学科进行分割，世界上的众多科学问题都需要运用多学科知识进行融合式的分析和解决。将STEM理念运用于教学中可以解释为对学生综合知识体系的构建。STEM教学需要学生具备良好的科学素养、技术素养、工程素养以及数学素养，这也是未来社会建设人才所必备的知识和能力。STEM教学理念在我国属于一种新兴的教育途径，我国教育部门对于STEM教育已经在全国范围内推广。在我国教育规划中对于STEM教学模式的开展有了明确的要求，这也是我国素质教育的重要内容之一。在当代知识爆炸的背景下，科技的发展只能依托于众多学科的多元化融合才能够前进。将科学学科、技术学科、工程学科以及数学学科在教育体系中有效结合，能够使学科之间形成良好的互补共赢的关系，从而提高社会科学整体的实践水平。
社会管理体制改革，是社会管理的核心问题。邓小平高度重视社会管理体制改革，在吸取计划经济体制下依靠行政指令进行社会管理的弊端这一教训时，指出制度建设是一项根本性、全局性、稳定性和长期性工作。
二、基于STEM教学模式的初中化学设计
(一) 理论与实践相结合
化学学科本身属于科学学科的一个分支，在化学学习中也离不开化学计算、工程和技术的操作等内容，因此通过STEM教学模式对初中化学课堂进行深度构建，能够使初中化学教学内容更加丰富，形式更加新颖。初中化学教学中的STEM教学模式应用可以结合化学实验开展。化学实验过程能够为STEM教学创造有效的环境。由于化学学科本身的科学性，化学知识体系必然要求能够通过实践操作增强理论知识的真实性和可靠性。而在化学实验过程中也能够有效提高学生的化学概念理解水平、化学技能应用水平以及化学思维的拓展水平，从而切实提高初中学生的学科综合能力。
荷载位移曲线中可以看出虽然贯穿钢筋直径不一样，但这三组试件的线性阶段基本一致.当荷载增加，试件进入非线性阶段后，三组试件的荷载位移曲线出现差异.而且根据荷载位移曲线发现，贯穿钢筋直径对试件的承载力有明显的影响，表现为当贯穿钢筋直径从16 mm～20 mm时，波形PBL连接件的承载力在增加，当贯穿钢筋直径从20 mm增加到25 mm的时候，发现波形PBL连接件的承载力虽在增加但增加的幅度很小.可能的原因是因为由于孔径直径固定不变的情况下，贯穿钢筋直径过大导致混凝土中的粗骨料不能进入开孔中，导致混凝土榫的承载力减小，而影响了波形PBL连接件的承载力.
(二) 翻转课堂与STEM教学相结合
STEM教学模式是一种对学生思维能力和行为能力进行激励促进的学习方式，因此在初中化学教学中可以与翻转课堂形式相结合，帮助学生更好地掌握化学知识与技能。翻转课堂主要是以“先学后教”的方式引导学生发挥自主探究精神，使化学学习不再是一种被动的接受状态，而是成为学生主动追寻科学真相的过程。老师在设计STEM教学方案时，可以鼓励学生从多层面、多角度去形成积极的学习态度和习惯。
在化学实践设计中，老师可以通过化学情境为学生营造一个化学探索的氛围，从而激发学生能够积极主动地进行化学知识理解。化学老师可以将与化学相关的社会领域的问题进行提前布置，给学生提出一个与生活相贴近的自学方向，激发学生进行自主的查阅、分析化学知识素材，从而培养学生的综合素养。
2. 通过小组讨论提高学生自主探究体验
洋山港四期进港主航道及附近水域船舶交通状况比较复杂，通过对2016年10月13日至2016年10月19日共7 d的洋山港船舶自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)数据解码，并设置4条断面观测线，进行交通流量统计见表1。通航船舶的主要类型及其航路如下：
1. 通过设置情境提高学生自主学习意识
在英语教学中，他的应用最能满足学生的好奇心和求知欲，也能激发他们的学习兴趣。如果学生对多媒体教学方法有一定兴趣，课堂气氛就会更加活跃，师生之间就会进行很好的合作。还可以根据教学内容和教师呈现生动的教学情境，使英语教学过程变得更形象、生动活泼，更能引起学生的学习兴趣，更好地吸引学生的注意，激发他们的观察力、想象力，加深学生的学习。
小组讨论形式能够带给学生新颖的自主探究体验。每个学生都有其独特的思维方式，在小组讨论过程中能够通过学生个体的思维意识带动整体的学习，从而通过每个学生在化学自主探究中的闪光点，形成强有力的学习动力和知识汇集效果，增加学生对化学知识的理解深度和广度。
首先，通过问题引入化学情境。化学老师在课前可以设置与实践教学相关的化学问题，让学生在课前通过自主查找资料进行解答和学习。老师可以提出问题：“水在实际的生活中都能够产生什么作用？我们生活当中所饮用的水是一种什么物质？”学生在这种教学问题的启发下，可以利用互联网或者书籍等进行资料查找，从而学习到水在生活中无处不在，发挥了不可替代的重要作用。而日常生活中饮用的水虽然看起来是透明的，但其中包含了我们肉眼看不到的一些矿物质。
以水资源净化内容为例说明STEM教学模式在初中化学课堂深化构建中的作用。
STEM教学模式中增加角色演绎环节，能够使学生提高对各学科知识的整合及拓展能力。在现实生活中，化学问题的产生往往不是由单一的化学概念进行解释和分析，还需要学生能够通过综合知识的运用能力深入到问题的核心，使化学问题能够在全局理念中得到完美解决。因此，角色演绎可以为初中学生奠定自主拓展知识的基础，锻炼学生在实践过程中养成知识整合的意识和习惯。
4. 通过角色演绎提高学生自主拓展能力
三、基于STEM教学模式的初中化学实践
化学学科的实践应用学习是提高学生化学素养的关键，在翻转课堂的学习中，学生对于化学知识体系已经有了一个整体上的了解，通过化学实验能够帮助学生自主检验在自主学习阶段所掌握的知识是否正确，从而加深对化学教学内容的综合应用能力。化学实验教学中，可以通过化学设备和化学材料，为学生展示一个直观的化学过程，学生在亲自进行实验操作时，也潜移默化地提高了技术能力和工程能力，从而使STEM教学目的得以更好地实现。
3. 通过化学实验提高学生自主运用能力
其次，通过小组讨论完善自主学习内容。学生在自主查到相关的资料后，老师可以在课堂中通过分组讨论的方式给学生提供发表自身见解的机会。对于水在生活中的用处，有的学生会从生活中进行讲解：“生活中做饭、洗衣等都离不开水。”有的同学会从生命的角度进行讲解：“水是人们身体机能发挥作用过程中不可或缺的物质，离开水人就会死亡。”
再次，通过实验过程加深学生对水结构的理解。老师可以指导学生通过电解器等装置，对日常生活中的水进行化学实验。电解仪器中的水在通电后不久，实验导管中就会出现气泡现象。用燃烧的木条与产生气泡的试管进行连接，火苗会燃烧得更加明显。可以说明结构中存在具有助燃性的气体，通过水分子化学式可以得到气体为H2和O2。
我之前并不了解这个叫东浒的村庄状况，现在看来这片被古樟庇佑的土地该是富足的。同时我也为一棵樟而感慨，想着它一动不动地站了千年，看了千年的日出月落，暮霭流云，现在竟还能见到这样空中飞人的奇观，这也算得上是一棵树的“活久见”吧。
最后，通过角色演绎使学生具有解决实际问题的全局观。老师可以引导学生从治理水污染的角度去设计化学工程环节。学生可以扮演其中的水污染受害者、水污染治理者以及净化工程的施工者等，从而帮助学生提高学以致用的水平。
四、结束语
传统化学教学模式已经无法适应当代化学发展理念中对学生化学综合素质的培养需求。重构深度化学教学课堂已经成为初中化学教育发展的必然方向。构建深度的化学课堂，是提高学生化学素养和能力的有效途径。
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作者简介： 孔冬梅，甘肃省临夏回族自治州，甘肃省永靖县太极中学。
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