讓思維升華

楊冬魏

摘要：新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生做學(xué)習(xí)的主人，使其在教學(xué)引導(dǎo)中，習(xí)得知識(shí)，提高思維能力，形成良好道德品質(zhì)，打造高效課堂。而STEM作為一種全新的教育理念和教學(xué)方法，是基于多門學(xué)科融合對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行的重整，對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)具有重要的實(shí)用價(jià)值。為此，本文就基于STEM的初中科學(xué)高效課堂的構(gòu)建價(jià)值、構(gòu)建原則和構(gòu)建策略進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：初中科學(xué);高效課堂;STEM;思維培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.98? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1992-7711（2021）10-059

初中科學(xué)作為學(xué)生思維能力、實(shí)踐能力提升的重要課堂，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)具有重要的意義。而STEM教育理念自20世紀(jì)80年代首次提出，便得到了廣大教育工作者的肯定和實(shí)踐，它強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在科學(xué)課堂中的主體地位，是基于激發(fā)自主學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)問題分析和解決能力為目標(biāo)進(jìn)行的教學(xué)優(yōu)化，也是實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的重要途徑。為此，本文就基于STEM的初中科學(xué)高效課堂的構(gòu)建價(jià)值、構(gòu)建原則和構(gòu)建策略進(jìn)行分析。

一、基于STEM的初中科學(xué)高效課堂的構(gòu)建價(jià)值

1.有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力

促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，培養(yǎng)綜合思維能力，培養(yǎng)復(fù)合型人才是素質(zhì)教育的要求。但是就目前而言，國內(nèi)人才培養(yǎng)強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，而忽視了學(xué)生自身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。而STEM教育理念是基于科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)四門學(xué)科進(jìn)行的整合，具有綜合性、體驗(yàn)性、設(shè)計(jì)性、技術(shù)性的特點(diǎn)，同時(shí)，還是基于一個(gè)明確的工程項(xiàng)目為主題，通過激發(fā)自主學(xué)習(xí)興趣，在主動(dòng)探究、合作交流的過程中，融合所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，對(duì)問題進(jìn)行靈活探究分析的一個(gè)過程，旨在讓學(xué)生能夠從多角度、多領(lǐng)域展開項(xiàng)目設(shè)計(jì)、分析，從而達(dá)到解決項(xiàng)目的目的。不僅可以促進(jìn)思維靈活發(fā)展，還可以培養(yǎng)綜合思維能力，培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型的高素質(zhì)人才。

2.有利于促使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)探究習(xí)慣

在傳統(tǒng)教學(xué)中，知識(shí)講解都是以教材為主，教學(xué)目標(biāo)也是以掌握此次所講知識(shí)為主要考查點(diǎn)，長此以往，出現(xiàn)了學(xué)生理解此知識(shí)、懂此知識(shí)，但是在綜合應(yīng)用的時(shí)候就不會(huì)解題的現(xiàn)象，究其原因，是思維受限、不會(huì)靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)導(dǎo)致。而STEM教育理念在初中科學(xué)高效課堂中的融合，在探究問題的時(shí)候，教師不僅要關(guān)聯(lián)新舊知識(shí)，還要關(guān)聯(lián)多學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域，是根據(jù)問題為載體，綜合多視角、多領(lǐng)域方向進(jìn)行的資源優(yōu)化，不僅可以促進(jìn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)，培養(yǎng)綜合思維能力，還可以使得學(xué)生在解決問題、分析問題的時(shí)候形成科學(xué)探究的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。

二、基于STEM的初中科學(xué)高效課堂的構(gòu)建原則

在STEM教育綜合性特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，在初中科學(xué)高效課堂打造的過程中，要想實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)，提高學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)質(zhì)量，在整個(gè)教學(xué)探索的過程中，要融入科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)等學(xué)科知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生在做項(xiàng)目、思考項(xiàng)目的時(shí)候，能夠?qū)?xiàng)目問題多角度分析，使其靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行探究思考，這樣既可以提高問題解決能力，又可以發(fā)揮STEM教育理念的育人價(jià)值，促使學(xué)生思維上升一個(gè)高度。

三、基于STEM的初中科學(xué)高效課堂的構(gòu)建策略

1.創(chuàng)設(shè)科學(xué)情境，開拓思維空間，指向高效課堂

初中科學(xué)新課標(biāo)中明確強(qiáng)調(diào)“綜合、情境、探究”旨在通過對(duì)科學(xué)內(nèi)容的整合，在整體認(rèn)識(shí)科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)情境，激發(fā)自主探究學(xué)習(xí)興趣。故此，在教學(xué)的時(shí)候，為打造科學(xué)高效課堂，開拓思維空間，可以創(chuàng)設(shè)真實(shí)的生活情境，在情境引導(dǎo)中，將STEM教育理念與科學(xué)教學(xué)進(jìn)行有機(jī)融合，培養(yǎng)科學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)積極性。例如，在教學(xué)《電路分析與應(yīng)用》科學(xué)內(nèi)容時(shí)，本課是學(xué)習(xí)了電路三個(gè)基本物理量電流、電壓、電阻三者之間關(guān)系之后，第一次真正意義上涉及到多個(gè)電路元件之間的電學(xué)物理量間關(guān)系分析與計(jì)算的一節(jié)內(nèi)容，旨在讓學(xué)生理清串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律。故此，在學(xué)習(xí)的時(shí)候，為打造高效課堂，滲透STEM教育理念，可以設(shè)計(jì)《生活電路設(shè)計(jì)與制作》的情境，播放圣誕節(jié)圣誕樹掛滿電燈的真實(shí)情境，在課件播放的過程中，讓學(xué)生談?wù)劅舻奶攸c(diǎn)，聯(lián)系在實(shí)際生產(chǎn)和生活中，經(jīng)常會(huì)遇到一個(gè)電源給各個(gè)用電器供電的問題，思考：

問題一：在教室里的電源線進(jìn)來后，給多盞燈和多個(gè)插座同時(shí)供電，電路是如何連接的？

問題二：家里的電源線進(jìn)來后，給多盞燈和多個(gè)插座同時(shí)供電，電路是如何連接的？

讓學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行思考分析，在激發(fā)參與興趣的同時(shí)，以解決生活電路問題為目標(biāo)，以組為單位，讓學(xué)習(xí)小組選擇生活中家庭的臥室、客廳、衛(wèi)生間、廚房具體場(chǎng)景，討論分析，在房間布置什么電路和實(shí)現(xiàn)電路照明需求是什么？讓學(xué)生利用科學(xué)實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)上資源調(diào)查、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、公式計(jì)算等科學(xué)實(shí)踐方案，利用多學(xué)科知識(shí)對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行探索，隨后以學(xué)生提供的方案為輔助，進(jìn)行師生交流，就方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行探討，確定其設(shè)計(jì)步驟和目的，從而引導(dǎo)學(xué)習(xí)小組根據(jù)方案進(jìn)行自主探索，綜合運(yùn)用各個(gè)學(xué)科知識(shí)，如科學(xué)中的電路知識(shí)、數(shù)學(xué)中的數(shù)據(jù)分析與計(jì)算以及工程中的方案設(shè)計(jì)等，進(jìn)行項(xiàng)目探討，最后為其提供實(shí)踐平臺(tái)，讓學(xué)生對(duì)此次項(xiàng)目進(jìn)行展示、分享。在情境設(shè)計(jì)，STEM教育整合中，開拓思維空間，打造高效課堂。

2.制定主題活動(dòng)，提升思維高度，打造高效課堂

STEM教育理念是圍繞一個(gè)明確的項(xiàng)目主題活動(dòng)進(jìn)行的自主探索和主動(dòng)學(xué)習(xí)。也就是說，在初中科學(xué)教學(xué)中，打造高效課堂，培養(yǎng)學(xué)生良好思維品質(zhì)，教師可以通過制定主題活動(dòng)的方法為輔助，將學(xué)生進(jìn)行科學(xué)分組，引導(dǎo)其對(duì)項(xiàng)目主題進(jìn)行合作交流，設(shè)計(jì)項(xiàng)目主題步驟和實(shí)踐方法，在交流溝通、自主解決的過程中，提升思維高度，促進(jìn)高效探索。例如，在教學(xué)《物質(zhì)的酸堿性》科學(xué)內(nèi)容時(shí)，主要是讓學(xué)生能夠使用酸堿指示劑辨別酸性、堿性，了解生活中的科學(xué)，知道科學(xué)即生活的道理。故此，在教學(xué)的時(shí)候，教師可以制定“制作酸堿指示劑，探究生活物質(zhì)酸堿性”的主題活動(dòng)，讓學(xué)生從科學(xué)角度說出pH值所表示的意義，用pH值的思想來區(qū)別物質(zhì)的酸堿性，能夠運(yùn)用簡單、創(chuàng)新的方法制作酸堿指示劑，隨后將酸堿指示劑測(cè)量物質(zhì)酸堿性這一工程項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，最后通過數(shù)學(xué)計(jì)算統(tǒng)計(jì)，認(rèn)識(shí)化學(xué)在日常生活中的應(yīng)用體現(xiàn)。在此次活動(dòng)開展中，為提高項(xiàng)目主題活動(dòng)開展的質(zhì)量，可以出示鹽堿地圖片和酸雨影響的樹木圖片，為在情境引導(dǎo)中導(dǎo)出主題做好過渡，然后準(zhǔn)備檸檬汁、純堿、食鹽溶液、肥皂水、萬壽菊、紫甘藍(lán)、紅玫瑰等教具，讓學(xué)生制作花青素指示劑，將學(xué)生分為8個(gè)小組進(jìn)行制作，讓學(xué)生就材料選擇、項(xiàng)目制作方法、實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后以家庭校園生活為場(chǎng)地，讓8個(gè)小組就“菠蘿汁、醋、自來水、洗潔精、牙膏、汽水、胃舒平片、洗發(fā)水、校園里的土壤、茶水”等測(cè)定載體進(jìn)行自由選擇，將實(shí)驗(yàn)成果以表格的形式進(jìn)行記錄、歸納，最后就此次主題活動(dòng)的開展實(shí)施情況進(jìn)行匯報(bào)。通過制定主題活動(dòng)，在自主參與、真實(shí)體驗(yàn)的過程中，通過合作交流，提高學(xué)生的思維高度，讓學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)科學(xué)問題進(jìn)行靈活思維，在多維度、多領(lǐng)域探討的基礎(chǔ)上，促進(jìn)問題有效解決，打造科學(xué)高效課堂。

3.設(shè)定項(xiàng)目目標(biāo)，促進(jìn)思維發(fā)展，踐行高效課堂

STEM教育理念一大特點(diǎn)就是實(shí)踐性，而初中科學(xué)高效課堂其根本的目標(biāo)是為了讓學(xué)生能夠利用所學(xué)知識(shí)解決生活實(shí)際問題為核心展開的教學(xué)引導(dǎo)。兩者都是基于實(shí)踐、應(yīng)用進(jìn)行的教學(xué)，故此，教師可以利用這一契合點(diǎn)，開發(fā)項(xiàng)目應(yīng)用，將所學(xué)知識(shí)與生活實(shí)際建立關(guān)聯(lián)，在多學(xué)科知識(shí)整合中，促進(jìn)實(shí)踐體驗(yàn)，在真實(shí)參與中，促進(jìn)思維發(fā)展，實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)。例如，在教學(xué)《簡單機(jī)械》科學(xué)內(nèi)容時(shí)，旨在讓學(xué)生通過觀察生活和生產(chǎn)勞動(dòng)中的各種杠桿，使其感知杠桿的廣泛應(yīng)用價(jià)值，提高對(duì)杠桿工作原理的認(rèn)識(shí)。故此，在此次教學(xué)的過程中，可以開發(fā)項(xiàng)目應(yīng)用，以自制簡易桿秤，深化對(duì)杠桿知識(shí)的認(rèn)識(shí)，在此過程中，可以在學(xué)習(xí)目標(biāo)中滲透STEM教育理念如：

科學(xué)：利用杠桿平衡原理，確定提紐的位置。

技術(shù)：通過桿秤來測(cè)量物體的質(zhì)量，認(rèn)識(shí)高精度桿秤制作的復(fù)雜。

工程：通過自制簡易桿秤環(huán)節(jié)，使其學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案，了解桿秤的構(gòu)造原理，深化杠桿知識(shí)。

數(shù)學(xué)：通過計(jì)算了解桿秤刻度原理，以及桿秤刻度為什么是均勻的。

通過教學(xué)目標(biāo)與STEM教育理念的滲透，以組為單位，讓學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目目標(biāo)，結(jié)合所學(xué)知識(shí)內(nèi)容，就此項(xiàng)目進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐，使其利用生活中的材料物品，利用科學(xué)知識(shí)，解決生活實(shí)際問題，同時(shí)在此過程中，為提高實(shí)踐能力，可以為其介紹有關(guān)桿秤的歷史背景，在認(rèn)識(shí)其科學(xué)文化的基礎(chǔ)上，幫助認(rèn)識(shí)桿秤的價(jià)值，從而引導(dǎo)其綜合各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域、項(xiàng)目材料、項(xiàng)目步驟進(jìn)行全面設(shè)計(jì)，在解決生活問題，服務(wù)生活實(shí)際的過程中，促進(jìn)思維發(fā)展，提高問題解決能力，從而踐行高效課堂，以杠桿為支點(diǎn)，以STEM教育理念為輔助，實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí)。

4.立足多元點(diǎn)評(píng)，拓展思維廣度，構(gòu)建高效課堂

點(diǎn)評(píng)作為課堂教學(xué)的重要組成部分，在實(shí)施評(píng)價(jià)的時(shí)候，基于STEM教育理念，教師會(huì)設(shè)計(jì)多維度知識(shí)內(nèi)容，考查學(xué)生的STEM水平。故此，為拓展思維的廣度，構(gòu)建高效課堂，在評(píng)價(jià)的時(shí)候，要立足多元，在多內(nèi)容、多主體、多方法應(yīng)用的過程中，了解學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)STEM教育素養(yǎng)。例如，在教學(xué)《水資源的利用、開發(fā)和保護(hù)》科學(xué)內(nèi)容時(shí)，旨在讓學(xué)生了解水污染產(chǎn)生的主要原因，樹立保護(hù)水資源人人有責(zé)的思想，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。為此，在對(duì)此次科學(xué)教學(xué)點(diǎn)評(píng)的時(shí)候，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生多維思考分析，站在科學(xué)的角度，探究水資源的分布、水資源與日常生活、生產(chǎn)的關(guān)系、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)除去水中雜質(zhì)的方法等內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí);結(jié)合動(dòng)手實(shí)踐，利用調(diào)查訪問、實(shí)踐走訪、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)方法，就家鄉(xiāng)水資源的情況以及目前用水、水的質(zhì)量等內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)分析;從工程角度對(duì)水資源的利用、開發(fā)、保護(hù)的有效實(shí)施措施進(jìn)行項(xiàng)目規(guī)劃，設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)踐報(bào)告。通過多維內(nèi)容的點(diǎn)評(píng)分析，提高學(xué)生綜合素養(yǎng)，讓學(xué)生先自評(píng)然后互評(píng)，最后就此次評(píng)價(jià)上傳家長群，邀請(qǐng)家長對(duì)此次項(xiàng)目進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，在多元點(diǎn)評(píng)中，根據(jù)信息反饋，引導(dǎo)其檢測(cè)自身的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)質(zhì)量，思考分析在此次項(xiàng)目中自己的不足之處，拓展思維的廣度，構(gòu)建科學(xué)高效課堂。

綜上所述，基于STEM的初中科學(xué)高效課堂的構(gòu)建，對(duì)提高學(xué)生綜合素養(yǎng)，促進(jìn)全面發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。為此，在教學(xué)的時(shí)候，為打造高效課堂，滲透STEM教育理念，使其形成良好思維品質(zhì)，教師可以通過設(shè)計(jì)情境、開展主題活動(dòng)、項(xiàng)目應(yīng)用實(shí)踐、多元點(diǎn)評(píng)等方法，優(yōu)化教育教學(xué)模式，立足學(xué)科整合，促進(jìn)思維發(fā)展，打造高效課堂。

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（作者單位：浙江省臺(tái)州初級(jí)中學(xué)，浙江 臺(tái)州 317000）