STEM教育理念下初中物理教學(xué)設(shè)計的有效措施分析

摘 要： 隨著我國教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展，教育者不僅只是關(guān)注學(xué)生的知識教育，而是更加重視學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)，而物理作為初中教學(xué)階段的重要課程，對學(xué)生的探究能力和思維能力有很大的影響和意義。而在科學(xué)發(fā)展飛速的今天，國家對于綜合型創(chuàng)新人才的需求越來越多，STEM教育在國外一些國家的興起與發(fā)展，得到了我國專家學(xué)者的關(guān)注和重視，同時為了達到我國教育事業(yè)改革的要求，初中物理的教學(xué)模式和方法就必須做出改變，以加強學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)能力為主要目標(biāo)，把STEM教學(xué)理念充分滲透到物理學(xué)科的課堂教學(xué)中，是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效途徑。在提升學(xué)生理論知識的同時也加強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和關(guān)鍵能力。文章就以初中物理課堂為研究點，對STEM教育理念下的初中物理教學(xué)進行分析和研究，提出一些建議。

關(guān)鍵詞： STEM教育理念;初中物理;教學(xué)設(shè)計;有效措施

一、 引言

教育事業(yè)的不斷發(fā)展，新課程標(biāo)準(zhǔn)下的初中物理學(xué)科，教育者雖然很重視學(xué)生的自主探究能力和問題解決能力的培養(yǎng)，但是缺少了情景學(xué)習(xí)，缺少了探究的具體意識和對學(xué)生的吸引力。因此，為了充分發(fā)揮出學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和意識，促進初中學(xué)生對物理課程知識的內(nèi)化，提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和學(xué)習(xí)質(zhì)量。初中物理教師應(yīng)積極思考，自我學(xué)習(xí)，不斷創(chuàng)新，突破原有的教學(xué)模式，合理利用STEM教學(xué)理念，并在這一全新的教學(xué)理念下，合理開展初中物理教學(xué)，提升初中物理教學(xué)的效率和質(zhì)量，促進初中學(xué)生的綜合發(fā)展。

二、 STEM教育理念

（一）STEM理念概述

新課程的改革和創(chuàng)新，使得國家和社會對于人才培養(yǎng)提出了更高的需求，所以這就要求教師在進行課堂教育的過程中，不僅要對學(xué)生理論知識教學(xué)進行加強，也要確保學(xué)生整體綜合能力的發(fā)展。在這種情況下，教師就必須進行學(xué)科之間的滲透和整合研究，脫離單一學(xué)科的限制。而STEM作為一個科學(xué)整合理念的新教學(xué)方式，其S代表科學(xué)，可以更好地幫助人們科學(xué)的看待我們所處的世界。T代表技術(shù)，E代表工程，而技術(shù)和工程就是人們在保護大自然以及尊重自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，對世界進行改造和建設(shè)，實現(xiàn)人與自然的和諧共處，同時也可以解決人們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣a(chǎn)中出現(xiàn)的一些問題。最后M代表數(shù)學(xué)，是作為工程和技術(shù)實施的有效工具，掌握好數(shù)學(xué)知識就可以確保技術(shù)和工程的有效開展。因此在這種理念下，教師開展課堂教學(xué)活動的時候，就必須要把這四門學(xué)科進行科學(xué)的融合，真正地做到科學(xué)知識為中心，數(shù)學(xué)知識為輔助工具，確保學(xué)生可以積極地參與到工程或者技術(shù)的具體實踐當(dāng)中，達到提升學(xué)生探究能力和實際解決問題能力的效果，有效促進學(xué)生的全面發(fā)展，提高教學(xué)質(zhì)量。

三、 在STEM理念下初中物理教學(xué)設(shè)計的有效措施

（一）設(shè)置以STEM理念為主的課程

STEM教學(xué)理念注重于學(xué)生的創(chuàng)新意識以及應(yīng)用所學(xué)知識來解決真實世界問題的能力培養(yǎng)，STEM教育最為核心的就是跨學(xué)科理念。而我國多數(shù)學(xué)校都不太重視，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識不夠系統(tǒng)化以及和現(xiàn)實生活不夠貼切，使得學(xué)生不能結(jié)合多學(xué)科的知識去解決問題。首先，在課程的設(shè)計上，應(yīng)該把關(guān)注點放在利用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等一些學(xué)科的相關(guān)知識來解決真實社會中的問題或者設(shè)計創(chuàng)新產(chǎn)品上。加強數(shù)學(xué)、工程等學(xué)科的相互結(jié)合，提高學(xué)生的綜合能力。其次，也要注意在課程的設(shè)計過程中，教學(xué)內(nèi)容需要充滿趣味性。要求老師把物理課堂上的知識有效轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實世界中一個個有趣的問題，然后引導(dǎo)學(xué)生進行趣味思考，創(chuàng)造出有趣的學(xué)習(xí)氛圍，讓學(xué)生把所學(xué)知識和現(xiàn)實有趣的生活結(jié)合在一起。

（二）重視對學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)

學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生最好的老師，也是學(xué)生開展學(xué)習(xí)的原始動力。在初中的物理教學(xué)過程中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，吸引學(xué)生的注意力，促使學(xué)生積極參與到課堂教學(xué)活動之中，一直以來都是老師關(guān)注的重點。初中物理課程長久以來受到傳統(tǒng)教育的影響，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，有的學(xué)生產(chǎn)生了厭學(xué)的情緒。面對這一情況，老師就要利用STEM的教育理念，把物理學(xué)科和其他學(xué)科進行充分結(jié)合，并且設(shè)置成和學(xué)生生活息息相關(guān)的問題，提升學(xué)生的興趣，自主研究去解決問題，讓學(xué)生運用數(shù)學(xué)、科學(xué)等知識去對生活中一些問題進行有效的解決，加強物理學(xué)科對學(xué)生的吸引力，提高學(xué)習(xí)效率，推動STEM教育理念的可持續(xù)發(fā)展。

（三）以寓教于樂的方式培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

初中物理老師應(yīng)該注意，STEM工程理念不是為了讓學(xué)生完全去學(xué)習(xí)技術(shù)，成為職業(yè)技術(shù)人員，而是應(yīng)該合理利用工程技術(shù)理念，讓學(xué)生可以得到思維與技能的全面發(fā)展。并且，隨著我國近些年的教育改革，不斷提倡讓學(xué)生可以輕松愉悅的進行學(xué)習(xí)，因此就要求老師充分結(jié)合實際教學(xué)情況，把學(xué)生放在首要位置，為實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，恰當(dāng)合理的融入一些課堂小游戲或者有趣的集體教學(xué)活動，通過為學(xué)生創(chuàng)造出輕松有趣的學(xué)習(xí)氛圍，來加強整體教學(xué)過程的效率，達到教學(xué)任務(wù)的要求。比如，在進行關(guān)于《光》的教學(xué)課程中，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)和認(rèn)識到了自然界中存在很多光，且顏色都有多不同，不同色彩的光經(jīng)過混合，會得到一種全新色彩的光。因此，老師可以結(jié)合課本內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生利用不同色彩的顏料，按照一定比例進行混合，就會出現(xiàn)一種新色彩的顏料。利用這樣簡單有趣的游戲，再加上老師的講解，然后提問學(xué)生，光是不是也可以像顏料一樣，經(jīng)過不同顏色光的混合，出現(xiàn)新顏色的光，同時也可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散自己的思維，自主思考和研究，利用什么方法可以得到一種單色的光，再通過什么有趣的方法可以使得單色光與單色光之間相互混合，從而得到新的單色光。有意地創(chuàng)造出可以發(fā)散學(xué)生思維的課堂小實驗，讓學(xué)生在簡單的游戲?qū)嶒炛兴伎己陀^察，自主研究并發(fā)現(xiàn)其中存在的物理奧妙，提起學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣和思維能力。通過學(xué)生不斷地產(chǎn)生疑問，再通過老師的引導(dǎo)，找到解決辦法，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而讓學(xué)生體會到物理工程技術(shù)核心理念，提升物理學(xué)習(xí)的效率和興趣，也可以提升整體的初中物理教學(xué)質(zhì)量。

（四）合作探究，展開具體實踐過程

教師應(yīng)該在以STEM教學(xué)理念為基礎(chǔ)的教學(xué)活動中，把書本中的物理知識轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實社會中的一個真實問題，以此問題為引導(dǎo)，讓學(xué)生展開探究活動，自主結(jié)合其余多種學(xué)科，解決該問題，其次老師也要加強對物理實驗的重視，改變傳統(tǒng)教育方法，充分利用實驗的真實性、可見性和科學(xué)性，在確保安全的前提下，引導(dǎo)學(xué)生積極參與到課堂實驗中，在實驗操作過程中，強化學(xué)生的理論知識，提高學(xué)生的實踐能力。比如，在教授學(xué)生“杠桿”一課時，教師可以充分結(jié)合STEM教育理念，帶領(lǐng)學(xué)生利用生活中常見的物體，制作杠桿并進行實驗。在學(xué)生手腦并用的立體感知中，結(jié)合工程學(xué)、物理學(xué)以及數(shù)學(xué)等多種學(xué)科的知識，讓學(xué)生自主探究，實現(xiàn)知識的自主構(gòu)建和關(guān)鍵能力的提升。例如：1. 在調(diào)到水平位置平衡的杠桿兩端距離中心支點相等距離位置上掛上相等重量的物體，杠桿將保持平衡。2. 在杠桿的兩端離中心支點相等距離放上重量不相等的物體，重的一端將下傾等一些結(jié)論，再結(jié)合理論知識，自己研究和計算，就可以得到想要的結(jié)果，正是通過學(xué)生自己動手實踐，加強學(xué)生對于物理知識的理解，也培養(yǎng)了學(xué)生的綜合實驗?zāi)芰妥灾魈骄磕芰?，也更好地體現(xiàn)了STEM教育的優(yōu)勢和價值。

（五）通過組間交流，探討不同觀點，擴展知識領(lǐng)域

在充分融入STEM教學(xué)理念的教學(xué)活動中，老師通常作為教學(xué)活動的組織者和引導(dǎo)者，應(yīng)該和學(xué)生互相協(xié)作，一起研究。同時STEM教育理念也體現(xiàn)出學(xué)科知識與不同觀念之間的整合，在具體的物理實驗當(dāng)中，每個實驗小組設(shè)計的實驗方案以及實驗結(jié)果都會有所不同。教師就要針對學(xué)生實驗所出現(xiàn)的問題，鼓勵學(xué)生展開對問題的研究和交流，通過小組交流、討論、分析和反思等過程最終修改實驗方案，重新實驗，最終得到正確的結(jié)論。除此之外，小組之間的討論也不僅僅只限于課本上的知識，比如研究浮力問題時，就可以結(jié)合生活中的具體事情，可以研究為什么在相同體積下的木頭和鐵塊，在水中鐵會下沉，木頭會浮在水面，讓學(xué)生自己動手進行試驗，經(jīng)過研究對比就會發(fā)現(xiàn)，木頭的密度要比鐵小，因此，相同體積下的木塊和鐵，鐵的密度比水大，會下沉到水底，木塊密度比水小，會浮在水面。所以，在試驗后的交流環(huán)節(jié)應(yīng)該和教學(xué)目標(biāo)相結(jié)合，讓學(xué)生自己交流具體操作過程中出現(xiàn)的問題或者得到的結(jié)論，暢所欲言，積極發(fā)表自己的看法和觀點，同時也可以對別人的觀點和說法進行合理公正的評價，體現(xiàn)出STEM教育的開放性，開拓學(xué)生的知識面，增加視野。

四、 結(jié)束語

首先，STEM教育作為一種具有整合性質(zhì)的教育理念，是未來教育事業(yè)的發(fā)展趨勢，能更好地推動我國教育事業(yè)的良好發(fā)展。未來的STEM教育就要加強STEM師資力量的培訓(xùn)力度，不斷創(chuàng)新本土STEM課程。同時STEM教育理念也與新課程下初中物理教學(xué)緊密相關(guān)，對學(xué)生的自主探究能力和問題解決能力都有著重大影響，所以，初中教師必須結(jié)合STEM教育理念，積極構(gòu)建和設(shè)計初中高效的物理課堂教學(xué)，把STEM的教學(xué)理念和教育改革相互融合，不斷優(yōu)化自身的教學(xué)方式，合理創(chuàng)新，把不同學(xué)科之間相互結(jié)合，給學(xué)生創(chuàng)造一個豐富的學(xué)習(xí)背景。其次，加強學(xué)生之間的相互合作和交流，加強實踐操作能力，提升學(xué)生的物理知識的同時，培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力，從而促進學(xué)生全面發(fā)展。

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作者簡介：

肖振忠，江蘇省蘇州市，蘇州市吳江區(qū)蘇州灣實驗初級中學(xué)。