基于STEM理念下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)價(jià)值及對(duì)策探究

區(qū)永福

摘要：物理，是初中教學(xué)里的一個(gè)重要的科目，它是一個(gè)理論性和實(shí)踐性都相對(duì)比較強(qiáng)的科目，學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)物理的時(shí)候，會(huì)存在著一定的難度，教師如果一味的采用傳統(tǒng)的教學(xué)形式和方法，進(jìn)行單方面的知識(shí)傳授，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生們無法正確的理解物理知識(shí)背后的問題、現(xiàn)象和原理，讓學(xué)習(xí)的效果大打折扣。因此，教師一定要改變教育的形式，結(jié)合學(xué)生們的特點(diǎn)和物理學(xué)科的性質(zhì)，設(shè)計(jì)良好的教學(xué)方案，幫助學(xué)生有效的掌握物理知識(shí)。而STEM理念教學(xué)，便是初中物理教學(xué)里一個(gè)有效的策略，它能夠幫助學(xué)生們掌握知識(shí)的原理、邏輯，提升學(xué)生們的探究能力、學(xué)習(xí)能力，所以，STEM理念開始逐漸被運(yùn)用在各個(gè)學(xué)校的物理教學(xué)環(huán)節(jié)里?；诖?，本文展開了相關(guān)探究，分析STEM理念下，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值以及對(duì)應(yīng)教學(xué)策略，以供教師們作為參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：STEM理念;初中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);價(jià)值;策略

引言：

實(shí)驗(yàn)，是初中物理教學(xué)里的一個(gè)重要的部分，通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們能夠驗(yàn)證理論概論、探究物理原理，有效的掌握物理知識(shí)，并且通過實(shí)驗(yàn)還可以有效的培育學(xué)生的探究能力、學(xué)習(xí)能力、合作能力等綜合方面的素養(yǎng)，對(duì)于學(xué)生們的發(fā)展有很大的幫助。STEM理念和物理實(shí)驗(yàn)有著密切的聯(lián)系，借助STEM理念，能夠讓學(xué)生們提升實(shí)驗(yàn)的興趣和效率，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)成果提升，因此，本文分析如何將STEM理念運(yùn)用在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)里，結(jié)合“探究杠桿平衡條件”該部分的實(shí)驗(yàn)作為教學(xué)分析案例，有效的為一線的物理教師提供更多實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思路，希望借助本文的分析和探究，為初中物理教學(xué)發(fā)展提供幫助、為教師專業(yè)發(fā)展和成長提供思路。

一、問題的發(fā)現(xiàn)

隨著社會(huì)的發(fā)展，教育正在不斷的進(jìn)行改革和創(chuàng)新，各個(gè)學(xué)科的教師都在依據(jù)新課程下教學(xué)的理念和目標(biāo)，設(shè)計(jì)新的教學(xué)方案，致力于提升教學(xué)的質(zhì)量，讓學(xué)科教育更加適應(yīng)當(dāng)下的社會(huì)和未來的發(fā)展趨勢。因此，在這樣的背景下，作為學(xué)科教師，一定要提升自己對(duì)教育改革的重視。然而，當(dāng)前教育改革進(jìn)入到了艱難的階段，僅僅依靠一個(gè)學(xué)科的課堂創(chuàng)新已經(jīng)無法帶來實(shí)質(zhì)性的教育進(jìn)步，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

首先，單個(gè)學(xué)科的教育改革，雖然能夠培育學(xué)生們的成績，但是卻出現(xiàn)了很多成績優(yōu)秀、能力低下的學(xué)生，他們?cè)诎嗉?jí)里每次考試的排名都非常的優(yōu)秀，可是自身的生活能力、適應(yīng)能力等方面的技能卻嚴(yán)重的缺乏;其次，單個(gè)學(xué)科的而教育改革會(huì)導(dǎo)致對(duì)學(xué)生的教育很多都只是停留在表面，沒有進(jìn)行深入的研究，讓學(xué)生們無法深度的展開知識(shí)的學(xué)習(xí)，如在教授學(xué)生們關(guān)于物體浮沉的知識(shí)的時(shí)候，很多學(xué)生將一些液體進(jìn)行置換了之后，便不知道怎么去比較浮沉的密度，歸根結(jié)底是因?yàn)閷W(xué)生們只記住了實(shí)驗(yàn)的答案和結(jié)果，沒有深入的探究到背后的邏輯和原理;接著，單個(gè)學(xué)科的教育將該學(xué)科的知識(shí)獨(dú)立出來為學(xué)生們進(jìn)行教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生們對(duì)事物進(jìn)行認(rèn)知、理解的時(shí)候，往往都局限在某一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，沒有全面的探究一個(gè)現(xiàn)象和問題，讓學(xué)生們的認(rèn)知和理解存在了嚴(yán)重的片面性;最后，教學(xué)最后的目標(biāo)，是希望讓學(xué)生們對(duì)知識(shí)形成良好的理解，并學(xué)會(huì)運(yùn)用其解決生活問題，而單個(gè)學(xué)科的教育只能夠讓學(xué)生形成單一的意識(shí)，對(duì)他們解決生活問題有很大的阻礙。

因此，在課程改革遇到了上述問題的背景下，相關(guān)的教育人員提出了新的教學(xué)理念，打破了單個(gè)學(xué)科的教育形式，讓學(xué)科之間形成共享和聯(lián)系，以此來創(chuàng)新教學(xué)改革的形式，為教育改革效果推進(jìn)帶來幫助。STEM理念，正是這種情況下產(chǎn)生的一個(gè)重要教育理念，它是將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)幾個(gè)學(xué)科進(jìn)行融合和滲透。在STEM學(xué)習(xí)理念下，學(xué)生在某一個(gè)問題有關(guān)的項(xiàng)目學(xué)習(xí)里，運(yùn)用以上幾個(gè)學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行探究和分析，學(xué)生們可以根據(jù)自己的想法，采用不同的方式、不同的途徑進(jìn)行解答，通過這樣的學(xué)習(xí)方式，有效的提升學(xué)生們的綜合素養(yǎng)和能力。物理作為一個(gè)綜合性比較強(qiáng)的科目，也需要積極的運(yùn)用STEM理念進(jìn)行教育改革，讓學(xué)生們基于綜合學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，促進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成果提高，幫助學(xué)生們提升物理學(xué)科的核心素養(yǎng)。

二、STEM項(xiàng)目下開展初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值

首先，借助STEM理念開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠有效的促進(jìn)學(xué)生們社會(huì)適應(yīng)能力。物理學(xué)科，是一個(gè)實(shí)驗(yàn)性比較強(qiáng)的科目，在開展實(shí)驗(yàn)的過程里，學(xué)生們經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的計(jì)算、推理能力，這些都是數(shù)學(xué)學(xué)科相關(guān)的知識(shí)，而借助STEM理念，能夠讓學(xué)生以數(shù)學(xué)學(xué)科為基礎(chǔ)，展開嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄亢头治觯瑥亩鉀Q物理知識(shí)、獲得答案。通過STEM教育理念，學(xué)生們有效的意識(shí)到了各個(gè)學(xué)科之間的聯(lián)系，懂得在分析問題的時(shí)候，從多角度、多方向進(jìn)行解答，這對(duì)于提升學(xué)生們?nèi)蘸蟮纳鐣?huì)適應(yīng)能力有很大的幫助。

其次，借助STEM理念開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠有效的培育學(xué)生們的創(chuàng)新能力。在以往傳統(tǒng)的物理教學(xué)課堂里，教師們?yōu)閷W(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，往往都是先給學(xué)生展示一次實(shí)驗(yàn)的步驟，然后讓學(xué)生們按照自己的操作方案進(jìn)行照本宣科，最后得到同樣的答案。這樣的實(shí)驗(yàn)方法，不僅無法讓學(xué)生們真正理解本次實(shí)驗(yàn)的教學(xué)和意義，降低了實(shí)驗(yàn)的價(jià)值，還導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)變得十分的枯燥和無聊，慢慢的讓學(xué)生們失去了物理實(shí)驗(yàn)的興趣。因此，在這樣的背景下，教師們要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革，而通過STEM教育理念設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)，能夠開拓學(xué)生們的思維，讓學(xué)生們結(jié)合各個(gè)學(xué)科的知識(shí)，從多個(gè)角度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)的任務(wù)。在完成實(shí)驗(yàn)的過程里，學(xué)生們會(huì)針對(duì)自己已學(xué)過的知識(shí)，設(shè)計(jì)出多個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)方案，讓物理實(shí)驗(yàn)變得更加多樣性、豐富性，有效的提升了實(shí)驗(yàn)的樂趣。因此，作為物理教師，要提升對(duì)STEM理念教學(xué)的重視，借助該教學(xué)理念對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新，有效的提升物理實(shí)驗(yàn)的多樣性和趣味性，從而提升學(xué)生們的開拓思維和創(chuàng)新能力。

最后，借助STEM理念進(jìn)行教學(xué)，能夠促進(jìn)教師和學(xué)科長遠(yuǎn)發(fā)展。在教育改革的背景下，傳統(tǒng)的教育模式已經(jīng)逐漸被淘汰，教師們要依據(jù)教育改革的方向和目標(biāo)，設(shè)計(jì)長遠(yuǎn)的學(xué)科教育模式和教育策略，這樣才能夠讓學(xué)科教育更加適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展趨勢，提升學(xué)科教育的質(zhì)量。因此，這就需要教師不斷的提升自己教學(xué)的素養(yǎng)和能力，在STEM教育理念下，教師會(huì)不斷的學(xué)習(xí)綜合學(xué)科的知識(shí)、完善自己的知識(shí)和技能，這對(duì)于教師長遠(yuǎn)發(fā)展有很大的幫助。

三、STEM項(xiàng)目下開展初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)思路分析

在STEM教育理念下，本文設(shè)計(jì)的教學(xué)思路主要包括：結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)、以問題為中心、設(shè)計(jì)合作探究學(xué)習(xí)、結(jié)合評(píng)價(jià)反思幾個(gè)方面。

（一）結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究實(shí)驗(yàn)

生活經(jīng)驗(yàn)，是學(xué)生們一個(gè)非常最要的財(cái)富，在展開學(xué)習(xí)的時(shí)候，學(xué)生們會(huì)根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)代入問題，更好的對(duì)問題進(jìn)行理解，從而提升解題的效率。在開展物理實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，學(xué)生們也會(huì)根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)合自己生活里的一些體會(huì)、感悟、經(jīng)驗(yàn)、心理，分析出實(shí)驗(yàn)的價(jià)值、目標(biāo)，從自身的認(rèn)知上對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行表層的理解。

例如，在教授“探究杠桿平衡條件”的時(shí)候，教師為了幫助學(xué)生們理解該部分實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，便結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)。教師為學(xué)生們創(chuàng)建了一個(gè)場景：“學(xué)生們，我們一起回憶下，小時(shí)候我們都經(jīng)常玩蹺蹺板，大家都知道重的一邊會(huì)倒下去，輕的會(huì)翹起來，有時(shí)候我們?yōu)榱四茏屪约旱瓜氯ィ瑫?huì)盡量的往板子邊緣坐。那么，你們知道這個(gè)現(xiàn)象的原理是什么嗎？”通過教師設(shè)計(jì)的問題情境，學(xué)生們馬上回憶自己的生活，聯(lián)想到小時(shí)候玩蹺蹺板的時(shí)候的現(xiàn)象，立刻理解了教師希望自己探究什么物理問題，于是開始針對(duì)教師設(shè)計(jì)的問題，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，有效的提升實(shí)驗(yàn)的解答效率。

（二）以問題為中心，以意義建構(gòu)為途徑

在STEM理念的教學(xué)模式下，教師們?cè)O(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，要依據(jù)物理實(shí)驗(yàn)所探究的問題為中心進(jìn)行展開，充分意識(shí)到實(shí)驗(yàn)探究的意義，以此為途徑設(shè)計(jì)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟，這樣才能夠讓STEM理念更好的滲透到實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，發(fā)揮出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值和作用。

例如，在設(shè)計(jì)“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，教師首先要提出問題“杠桿在什么條件下能夠?qū)崿F(xiàn)平衡”，之后讓學(xué)生們根據(jù)教師所提出的問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)假設(shè)，如“平衡的條件可能和物體質(zhì)量因素有關(guān)系”、“平衡的條件可能和物體體積因素有關(guān)系”等等。之后教師再依據(jù)問題和猜想，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，首先先對(duì)學(xué)生們第一個(gè)猜想的因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，如質(zhì)量因素，教師讓學(xué)生們準(zhǔn)備了幾個(gè)質(zhì)量不同的物體，之后準(zhǔn)備了其他的實(shí)驗(yàn)器材，如：杠桿、尺子、線、彈簧測力計(jì)等等，通過這些實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生們一步一步的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。通過這樣的形式，以“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)探究的關(guān)鍵問題為基礎(chǔ)，以探究出“杠桿平衡條件”的因素為意義，構(gòu)建出物理實(shí)驗(yàn)的方案、步驟、思路，這樣能夠讓物理實(shí)驗(yàn)更加的貼合學(xué)生們的認(rèn)知和生活經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生們能夠有效的運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行探究和分析，實(shí)現(xiàn)STEM教育目標(biāo)，提升物理實(shí)驗(yàn)的成果。

（三）依托STEM教育整合，開展合作探究學(xué)習(xí)

STEM教育理念，是對(duì)學(xué)科的綜合教學(xué)，但是它也十分強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的過程，希望借助探究過程有效的提升學(xué)生們的綜合能力，因此，物理教師在設(shè)計(jì)STEM教育模式的時(shí)候，可以關(guān)注到對(duì)學(xué)生們綜合能力和素養(yǎng)的鍛煉，讓物理實(shí)驗(yàn)發(fā)揮出最大的價(jià)值和收益。

例如，教師在進(jìn)行STEM教育的時(shí)候，可以依托STEM教育整合，開展合作探究學(xué)習(xí)。如在組織“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，教師可以讓學(xué)生以小組合作的形式，進(jìn)行分組探究，讓每個(gè)小組依據(jù)教師設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)猜想，思考出可能和杠桿平衡條件有關(guān)的因素，然后針對(duì)各個(gè)因素分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。在運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，學(xué)生們要有效的調(diào)用自己的數(shù)學(xué)知識(shí)、科學(xué)知識(shí)等綜合方面的知識(shí)，以此來促進(jìn)實(shí)驗(yàn)效果提升。在小組合適的實(shí)驗(yàn)探究模式下，每個(gè)成員都發(fā)揮出自己的價(jià)值，積極的為小組探究作出努力，有效的提升每個(gè)人的合作能力、團(tuán)結(jié)意識(shí)。

（四）結(jié)合評(píng)價(jià)反思，提升核心素養(yǎng)

評(píng)價(jià)，是衡量教學(xué)的質(zhì)量的關(guān)鍵方式，在STEM教育理念下，教師要結(jié)合學(xué)生們的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)等方面的能力進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，讓物理實(shí)驗(yàn)探究能夠更加符合STEM教育目標(biāo)。除了對(duì)學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)趣味性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)之外，還要關(guān)注STEM理念對(duì)學(xué)生們的綜合能力和素養(yǎng)的提升情況，這樣才能夠讓STEM理念發(fā)揮最大的價(jià)值。

例如，在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)里，教師通過設(shè)計(jì)不同的影響因素、不同的彈簧力，讓學(xué)生們以此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。之后每個(gè)小組都通過結(jié)合多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，完成了物理實(shí)驗(yàn)。于是教師對(duì)每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行評(píng)價(jià)，首先先讓每個(gè)小組派人進(jìn)行成果展示，之后依據(jù)自己的小組探究成果進(jìn)行反思和評(píng)價(jià);然后教師讓其他小組的成員也紛紛依據(jù)本組的實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)行分析、提問、評(píng)價(jià)，以此來幫助本小組的成員掌握到更全面的內(nèi)容;最后，教師在依據(jù)本小組的合作能力、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、探究成果、探究精神、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新等綜合的方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，盡量保證評(píng)價(jià)的積極效益。通過這樣的綜合的、全面的評(píng)價(jià)，讓學(xué)生們對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思和總結(jié)，有效的促進(jìn)學(xué)生們綜合素養(yǎng)和能力的提升。

四、結(jié)束語

綜上所述，與以往的初中物理教學(xué)模式對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，STEM理念更加關(guān)注實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、綜合性和全面性，注重學(xué)生們實(shí)驗(yàn)過程里的體驗(yàn)，努力讓實(shí)驗(yàn)更加的靈活和多樣，開拓學(xué)生們的思維、提升學(xué)生們的綜合能力。因此，物理教師要提升對(duì)STEM理念的重視，積極的將其運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)里，提升實(shí)驗(yàn)的效果。

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