STEAM理念下的初中物理課程設計改進分析

摘?要：新教學理念要求我們能夠以學生為主體，培養(yǎng)學生的主體性地位。在初中物理教學的過程中，結合新教學理念和教學目標的指導方向，我們應充分培養(yǎng)學生聚焦問題、解決問題、延伸問題的能力，從而充分的培養(yǎng)學生的自主學習能力，提高學生的綜合素質。STEAM理念作為一種新型教育理念，在我國得到了廣泛的應用。本文將針對初中物理課程教學過程中在STEAM理念的指導下如何進行教學模式的創(chuàng)新進行分析，針對初中物理教學提出了課程設計改進方法，以期通過本文研究STEAM理念在初中物理課程教學過程中的應用，借助于STEAM理念更好地培養(yǎng)出綜合素質全面發(fā)展的新時代人才。

關鍵詞：STEAM理念;初中;物理教學;課程改進

STEAM理念是美國為了維持國家的可持續(xù)競爭力從而提出的新型教學理念，該理念一經提出在全世界范圍內引起了重要的影響。STEAM理念主要包括科學將科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Arts）、數(shù)學（Mathematics）等學科，在該STEAM理念下進行人才戰(zhàn)略的部署，從而使培養(yǎng)出的人才能夠充分適應科技發(fā)展的需求。STEAM理念在我國的實施尚處于初級階段，在物理學科教學的過程中借助于STEAM理念的指導，要求培養(yǎng)學生能夠跨學科重應用，同時培養(yǎng)學生具有創(chuàng)新思維和動手能力。本文立足于物理學科，結合STEAM的教學特點，以求使物理課程能夠充分的聯(lián)系學生的實際生活，同時培養(yǎng)出學生能夠跨學科、跨知識領域解決相關的實際問題，進一步突出學生的中心和主體地位，全面提高我國人才的培養(yǎng)質量?；诖?，目標針對物理課程設計進行改進分析，對于全面提升現(xiàn)階段的初中物理課教學質量，對培養(yǎng)新時代的人才擁有非常重要的現(xiàn)實意義。

一、 STEAM理念下課程的改革模式分類

（一）驗證性模式

驗證性STEAM教育模式應用的目標設計是為了讓學生能夠通過明確結果驗證學習過程，其核心內容是為了培養(yǎng)學生能夠針對實驗過程和方法進行驗證和分析，而并非驗證學習結果。因此在引導學生針對STEAM理念指導下的驗證型模式進行應用時應明確以下基本步驟，首先應明確問題，然后針對問題制訂出設計方案，然后再針對設計方案對方案進行評估，評估合格以后實施，完成針對相關的方案進行數(shù)據(jù)分析，最后分享實施過程得出結論。

（二）探究型模式

探究型STEAM教育應用模式的目標主要是為了讓學生能夠通過綜合運用STEAM理論知識，去發(fā)現(xiàn)問題，并針對相關問題進行探究解決，該模式的應用核心主要是讓學生能夠針對相關過程和結果進行探索研究，其實施的基本步驟是首先發(fā)現(xiàn)問題，然后收集相關資料針對問題進行分析，分析以后找到相關的理論進行解釋，最后得出結論分享并反思學習成果。

（三）制造型模式

制造型STEAM模式的應用主要是讓學生能夠通過綜合運用STEAM理念和相關知識完成對現(xiàn)有和客觀存在的事物進行實際研究和改良，其主要目標是培養(yǎng)學生的實踐能力，該模式的應用分為情景引入指導、模仿知識分析協(xié)同改進，然后針對成果進行反思。

（四）創(chuàng)造型模式

創(chuàng)造型STEAM模式的應用目的是讓學者能夠通過行學科集群知識的綜合應用對新知識進行設計和創(chuàng)新，以進一步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維開拓創(chuàng)新思想。創(chuàng)新模式的應用首先應通過情境引入引導學生擁有創(chuàng)新的意識，然后通過創(chuàng)新引導和協(xié)同設計，最后使學生能夠針對創(chuàng)新出來的新事物進行驗證并加以改進，最后針對成果進行反思分享總結。

在STEAM教育理念下進行初中物理課程教學改進，并不是引導學生創(chuàng)造出一個新的學科，而是基于STEAM理念的引導使學生能夠將眾多的學科進行有效的結合，并在學科之間建立起互相連結的橋梁，將所學的各科知識能夠融合運用，并通過實際案例將各學科的知識進行應用，使孤立、零散的各科知識得到有機的結合，與真實情景或者實際案例中解決實際事物，提高學生對各科知識的綜合運用能力，引導學生進行思考創(chuàng)新，全面發(fā)展。同時STEAM理念下將學生作為學習的主體，而教師作為引導者和組織者、支撐者，為學生做出引導，拋出一個問題一個任務或者是一個項目，激發(fā)學生的頭腦風暴，然后引導學生進行探索思考和研究，使課堂真正地成為學生的天地，將學生作為課堂的主人，而教師則作為一個輔助者，為學生的學習進行更好的服務。

二、 STEAM理念下初中物理課程設計改進

（一）STEAM理念下的6E設計型學習模式

通過對現(xiàn)有的課程進行有效的改進設計，從而設計出能夠充分體現(xiàn)STEAM理念的特色STEAM課程，可以進一步地體現(xiàn)STEAM理念的有效應用，同時也為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學生的綜合素質全面進步，落實素質教育改革和新課程實施而奠定堅實的基礎。6E設計型學習模式是以科學探究思維為指導方向，然后將工程設計實踐于學生的現(xiàn)有學習基礎進行有效的結合，讓學生能夠通過洞察真實情景從而進行探索研究和思考，提出相關問題設計三關研究目標，在現(xiàn)有的學習基礎之上運用所學的知識并結合教師的引導或許更深層次的知識，通常情況下我們將6E設計型學習模式分為6個階段分層次遞進開展：1. 吸引階段，該階段是有效地吸引學生學習相關知識的動機，引導學生積極地參與課程設計活動，提高學生的積極性。2. 摸索階段，摸索階段是培養(yǎng)學生能夠基于現(xiàn)有的問題和相關研究目標有研究的能力，并構建自我知識體系。3. 說明階段，每一階段是通過教師的講解和學生的交流討論豐富相關的知識結構，從而細化設計方案。4. 建造階段，引導學生將所學的理論知識與實踐進行結合，在制造的過程中充分地用知識發(fā)現(xiàn)問題，探索未知領域。5. 評估階段，通過評估充分地反映學生的學習成效。6. 擴展階段，通過對學生的成果進行精打細磨，使學生的知識與技能得到同步進步，同時進一步拓展學生的知識面。

（二）課程設計改進案例分析

本文將以九年級物理教材中關于“電磁相互作用與應用”進行課程改進分析，教材中的內容針對電磁應用只是進行了簡要介紹，要求學生通過課外查閱資料進行發(fā)電機原理的自主學習，然而學生通過自學對于發(fā)電機原理的理解仍然停留在淺顯層面，因此基于STEAM理念指導下針對該部分內容進行物理課程設計改進，設計“發(fā)電機原理探究”的教學案例。

（三）教學環(huán)境準備

該部分內容需要在多媒體教室進行教學，以多媒體視頻設備和資源向學生進行相關背景知識的介紹，將發(fā)電機的實際模型向學生進行展示，同時每位學生配備有簡單繪圖軟件的電腦，為學生準備電流表、電壓表、電線、銅絲、玩具車輪、磁鐵、燈具、螺絲刀、橡膠管、剪刀、直尺、刀具等等。

（四）引導學生進入情景

教師通過播放發(fā)電設備在生活中的實際應用吸引學生的目光，引導學生進入課堂情景中。學生通過視頻技術對相關知識進行探索研究時，教師給予相應的言語引導，從而進一步引導學生進入探索情景，然后結合相關內容為學生制訂學習任務。將全班學生進行科學分組，采用小組合作的方式進行相關實驗方案的設計，在老師的引導下準備相關的材料和工具，并結合實際發(fā)電機設備繪制簡易的模型圖。

（五）理論知識講解

當學生完全進入情境以后，并針對實際模型有了詳細的了解，此時教師對學生進行相關理論知識講解，解除學生的疑惑，填補學生對相關理論知識了解不足的空白。并且采用多樣化的教學形式引導學生針對關鍵技術點和重要理論進行交流探討，結合實際模型和設備在大腦中構思設計方案。每組成員進行小組討論分析，最終結合各小組的設計圖案派出代表進行解說，在老師的指導下引導學生清晰地表達出設計原理、設計目標、設計方法和制作工藝等等詳細的內容。

（六）實踐操作

在完全相關的理論設計講解之后，指導學生進行實踐操作，引導學生正確的使用相關機械工具完成相關的設計項目，并針對學生動手操作過程中出現(xiàn)的困難和相關問題給予有效的指導。最后結合學生改進后的方案，采用STEAM理念針對各學科知識進行觀點整合，在系統(tǒng)知識的指導下進行簡易發(fā)電機制作。

（七）評價和優(yōu)化結果

完成相關的設備設計之后，進行實際操作，首先由小組內成員進行評價，在評價之后進行不斷的改進提升。然后開展組與組之間的評價，教師參與其中，引導學生從知識的遷移、設計創(chuàng)新等多個方面為學生進行評論和指導，并提出相關建議。最后以小組為單位在組間評價、教師評價的指導下再一次優(yōu)化設計。

（八）知識拓展

以發(fā)電機原理模型為基礎進行各學科知識的拓展，結合現(xiàn)有的設計改進結果為基礎，提出進一步設計改進的方向和目標，拓展學生的知識面，同時拓展學生的想象力和創(chuàng)新思維，引導學生對相關知識進一步靈活運用，提高相關知識的綜合應用能力。

三、 結束語

STEAM教育理念在初中物理教學中的應用符合素質教育改革和新課程標準教學理念指導下的新型教學方向，借助于STEAM理念的應用，在物理教學的過程中充分融入現(xiàn)代化的教學理念和教學技術，為學生創(chuàng)造一個多學科的學習背景，引導學生不斷的針對所學的知識進行綜合應用，全面提升學生的知識綜合應用能力和創(chuàng)新能力，從而通過物理學科的教學使學生的綜合素質得到全面的發(fā)展，實現(xiàn)素質教育改革教學目標。

參考文獻：

[1]楊珍珂，賈偉堯.基于STEAM教育理念的初中物理課程創(chuàng)新與案例設計[J].物理教學探討，2018，36（3）：21-22+24.

[2]阿巖松，周欣彥.基于PBL的物理單元教學設計研究——以初中物理《浮力》為例[J].教育現(xiàn)代化，2018，5（39）：205-207+209.

[3]杲文秀.基于STEAM教育的初中科技活動的設計與實施[D].濟南：山東師范大學，2019.

[4]黃麗.基于STEM教育理念的初中信息技術課程設計與應用研究[D].長春：東北師范大學，2018.

[5]龔道玉，占小紅.國內外STEM教育的學習結果研究述評——基于熱詞的可視化分析[J].基礎教育，2019，16（4）：32-44.

作者簡介：劉世倩，甘肅省臨夏回族自治州，甘肅省臨夏回族自治州永靖縣太極中學。