STEM教育理念下初中物理實驗教學(xué)的思考

管 錳

（江蘇省泰州市口岸實驗初級中學(xué)，江蘇泰州 225300）

引 言

物理是初中課程中較為重要的一門學(xué)科，該課程的實踐性較強，所以教師在教學(xué)過程中不僅要傳授理論知識，還要引導(dǎo)學(xué)生通過實驗觀察進行理論論證。STEM教育理念要求教師轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)方法，通過有效的手段來提高學(xué)生的綜合能力和素養(yǎng)[1]。因此，如何有效地將STEM理念落實到初中物理教學(xué)中是教師應(yīng)當思考的問題。本文以實驗教學(xué)為例，探討了STEM教育理念在初中物理教學(xué)中的運用。

一、立足學(xué)生實際，促進認知規(guī)律發(fā)展

在新課程改革背景下，初中物理教師在教學(xué)中應(yīng)立足于學(xué)生實際，從學(xué)生的角度出發(fā)，轉(zhuǎn)變陳舊的教學(xué)思想，明確自己的角色定位，從而有效促進學(xué)生認知規(guī)律的發(fā)展。在開展實驗教學(xué)時，教師要強調(diào)理論知識的全面性，使學(xué)生在具體的實踐過程中學(xué)到更多的物理知識。很多初中生表示物理是一門很難理解和掌握的學(xué)科，常常在課堂上聽不懂教師所講的內(nèi)容。因此，教師在開展課程教學(xué)前，要梳理整個教學(xué)脈絡(luò)，引導(dǎo)學(xué)生對文本進行深入解讀[2]。

例如，在教學(xué)“光的折射——透鏡”這一章節(jié)內(nèi)容時，教師要以培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)為教學(xué)目的，引導(dǎo)學(xué)生在實際操作的過程中開動腦筋，學(xué)習(xí)豐富的物理知識并提高物理實踐能力。在開展課堂教學(xué)活動之前，教師應(yīng)深入了解本班學(xué)生的具體情況，分析學(xué)生的接受能力、理解能力及學(xué)習(xí)水平，從而引導(dǎo)學(xué)生掌握物理知識概念。在課堂上，首先，教師引導(dǎo)學(xué)生了解什么是透鏡，并利用相機拍照的方式，讓學(xué)生觀察照片中的物體與現(xiàn)實中的物體之間的差別，同時設(shè)置問題：“請同學(xué)們說一說，為什么現(xiàn)實中的物體比相片中的物體大呢？”通過問題引發(fā)學(xué)生的思考，使學(xué)生對“透鏡成像”有一個新的認知。其次，教師向?qū)W生詳細介紹相機的成像原理及相機的發(fā)展歷程，以激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和科學(xué)素養(yǎng)。最后，教師要求學(xué)生制作簡易模型，激發(fā)學(xué)生的團隊合作意識，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和工程素養(yǎng)。在小組合作學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生能夠不斷完善自我，促進交流。STEM教育理念倡導(dǎo)為學(xué)生提供一個充分展現(xiàn)自我的舞臺，促使學(xué)生積極地表達自我觀點。而開展小組合作學(xué)習(xí)正好符合這一要求，能有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主動性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。學(xué)生在操作相機對焦時，能夠利用對焦技術(shù)拍出更美麗的照片，提升其藝術(shù)素養(yǎng)。同時，學(xué)生在分析和計算凸透鏡與光屏之間的距離時，能夠指出凸透鏡縮小像和光屏距離之間存在什么關(guān)系，還會運用到一些數(shù)學(xué)思維，這有助于提升學(xué)生的邏輯能力，促進學(xué)生認知能力的發(fā)展，進而達到STEM教育理念的要求。

二、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，制訂合理的教學(xué)計劃

新課程改革明確提出，教師在教學(xué)過程中應(yīng)以學(xué)生為主，在課堂上充分發(fā)揮學(xué)生的主體性。因此，在初中物理教學(xué)中，教師不僅要重視學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，也要注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，積極創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，營造良好的教學(xué)氛圍，激發(fā)學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)興趣，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的探究意識，提升學(xué)生的實踐能力[3]。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不能只是被動地接受知識，教師也不能強制將知識傳授給學(xué)生，否則，不僅不利于學(xué)生的發(fā)展，甚至?xí)m得其反。因此，初中物理教師要制訂合理的教學(xué)計劃，創(chuàng)設(shè)恰當?shù)慕虒W(xué)情境，設(shè)計有針對性的問題來引發(fā)學(xué)生自主思考，使學(xué)生在主動探究的過程中理解所學(xué)知識，掌握實驗方法和操作步驟，進而提高物理學(xué)習(xí)效率。

例如，在教學(xué)“測量物質(zhì)密度”這一節(jié)時，首先，教師引導(dǎo)學(xué)生回顧上節(jié)課所學(xué)的與密度有關(guān)的知識，學(xué)生通過回顧了解了密度的運算公式為ρ=m/v。其次，教師通過提問來創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境：將鵝卵石放入裝滿水的量筒中，如何計算鵝卵石的體積？教師還可以借助“阿基米德與金冠”的故事，傳授給學(xué)生通過排水求體積的方法，以具體的實驗操作加深學(xué)生對物體密度的印象。需要注意的是，教師在將鵝卵石放進量筒時要輕拿輕放，讀量筒上的數(shù)值時，眼睛要與凹液面最低處平視，通過實踐得出鵝卵石的體積為量筒加入鵝卵石后的水的數(shù)值減去量筒中原有水的數(shù)值。創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的目的是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中獲得更加真實的感受，因此，教師在創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的過程中要立足于實際來設(shè)計相應(yīng)的教學(xué)活動。這一做法既符合STEM教育理念，又能夠有效激發(fā)學(xué)生的物理思維，加強學(xué)生對物理概念的認知，同時有助于學(xué)生將課堂所學(xué)的知識運用于實際生活中，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，提高學(xué)生對實驗操作的興趣，從而有效提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)[4]。

三、加強師資建設(shè)，提高教師的職業(yè)能力

筆者通過調(diào)查了解到，STEM教育理念在國外比較盛行，且理論也相對完善，而我國對于STEM教育理念的研究比較晚，發(fā)展相對來說也不成熟。對物理教師來說，在STEM教育理念下開展初中物理實驗教學(xué)是一項全新的挑戰(zhàn)，對教師自身的要求更高，不僅需要教師深入了解STEM教育理念，也要熟練掌握整個教學(xué)過程[5]。因此，為了更好地促進學(xué)生的全面發(fā)展，學(xué)校應(yīng)當加強師資隊伍建設(shè)，對教師進行定期培訓(xùn)，從而提高教師的職業(yè)能力。師資建設(shè)對學(xué)生的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，針對目前國內(nèi)外STEM教育理念的發(fā)展趨勢，學(xué)校應(yīng)加強對教師STEM教育素養(yǎng)的培訓(xùn)，積極發(fā)揮出教師的輔導(dǎo)作用，從而打造出高質(zhì)量的師資隊伍，保證物理實驗教學(xué)的質(zhì)量[6]。

首先，學(xué)校應(yīng)該積極開設(shè)STEM教育課程，并將其納入對教師的考評中，同時加強實際操練，實現(xiàn)理論和實踐的有機結(jié)合；其次，學(xué)校應(yīng)該在平時多搜集一些STEM成功教學(xué)案例，提升教師對STEM教育理念的認知；最后，學(xué)校還應(yīng)該積極開設(shè)與STEM教育理念相關(guān)的講座、論壇、教研研討會等，加深教師對STEM教育理念的理解，從而獲得良好的教學(xué)成效。

結(jié) 語

總之，STEM教育理念作為一種新的教育思想，能夠有效促進師生的發(fā)展。從上文的分析不難看出，在STEM教育理念的指導(dǎo)下開展物理實驗教學(xué)，能更有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的參與性，使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理理論知識的同時，也能體驗到科學(xué)探究的樂趣。此外，教師應(yīng)當認識到，在開展物理實驗教學(xué)的過程中，應(yīng)該給予學(xué)生更多的時間與空間，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力，使學(xué)生在STEM教育理念的指引下獲得更好的學(xué)習(xí)體驗，進而促進學(xué)生學(xué)習(xí)效率的大幅提高。