基于stem的初中科學(xué)教學(xué)探究

虞海紅

(浙江省寧波市海曙區(qū)集士港鎮(zhèn)集士港中學(xué) 浙江寧波 315171)

stem 作為一種全新的教育理念，不是簡(jiǎn)單地要求教師在教學(xué)中將科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合，而且需要教師將這四門(mén)原本分散的學(xué)科自然地組合形成新的教學(xué)主體，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不被單一的學(xué)科知識(shí)體系所束縛，促使教師能夠在教學(xué)開(kāi)展過(guò)程中更好地進(jìn)行跨學(xué)科的整合，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科解決問(wèn)題的能力。在初中科學(xué)教學(xué)開(kāi)展過(guò)程中，教師合理地落實(shí)stem 教育理念，可以為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)更為寬廣的科學(xué)學(xué)習(xí)平臺(tái)，讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)過(guò)程中得到綜合性的學(xué)習(xí)鍛煉，成為適應(yīng)教育改革發(fā)展的優(yōu)質(zhì)人才，以此進(jìn)一步提升科學(xué)教學(xué)的實(shí)效性。

一、stem對(duì)于初中科學(xué)教學(xué)的重要意義

初中階段的學(xué)生邏輯思維能力還不夠成熟，還需要具體直觀(guān)的感性經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行支撐。而stem 教育理念主要是源于學(xué)生的生活、工程實(shí)踐、新舊知識(shí)的結(jié)合以及直觀(guān)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)為出發(fā)點(diǎn)而進(jìn)行的教學(xué)引導(dǎo)，它在科學(xué)教學(xué)中的合理融入，就可以有效地激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望與好奇心理，讓科學(xué)課堂教學(xué)能夠更富感染力，滿(mǎn)足學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)發(fā)展中的個(gè)體需求。而且stem 教育理念在初中科學(xué)教學(xué)中的合理融入還可以拉近學(xué)生與知識(shí)之間的距離，讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)過(guò)程中將自己所學(xué)習(xí)到的科學(xué)知識(shí)與生活中所面臨的各種問(wèn)題進(jìn)行互相聯(lián)系，使得科學(xué)教學(xué)變得更具價(jià)值與意義。除此以外，stem 教育理念在科學(xué)教學(xué)中的合理融入，還可以改變傳統(tǒng)以理論教學(xué)為主的教學(xué)模式，為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)更優(yōu)質(zhì)的發(fā)展學(xué)習(xí)空間，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力，讓學(xué)生能夠在科學(xué)學(xué)習(xí)中的個(gè)性化發(fā)展與全面發(fā)展得到有機(jī)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中的綜合性成長(zhǎng)，促使學(xué)生今后能夠快速地適應(yīng)時(shí)代的復(fù)雜變化，成為新時(shí)代的優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新人才?？偠灾?，stem 教育理念對(duì)于初中科學(xué)教學(xué)的高質(zhì)量開(kāi)展來(lái)說(shuō)具有非常深遠(yuǎn)的影響意義，它不僅可以從根本上提升科學(xué)教學(xué)的質(zhì)量，還可以培養(yǎng)學(xué)生靈活的科學(xué)學(xué)習(xí)思維與創(chuàng)新能力，讓學(xué)生能夠通過(guò)接受初中階段的科學(xué)教育成為復(fù)合性的創(chuàng)新人才，以此從真正意義上完成科學(xué)教學(xué)任務(wù)，推動(dòng)初中科學(xué)教學(xué)的高效開(kāi)展。

二、基于stem的初中科學(xué)教學(xué)策略

（一）通過(guò)落實(shí)stem 教育理念，提高學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣

眾所周知，興趣是學(xué)生最好的老師，是學(xué)生高質(zhì)量開(kāi)展學(xué)習(xí)探究的原動(dòng)力。在目前初中科學(xué)教學(xué)開(kāi)展過(guò)程中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生積極主動(dòng)地進(jìn)行科學(xué)知識(shí)的深入探索是所有科學(xué)教師在教學(xué)中所面臨的重要教學(xué)任務(wù)之一。但是在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，很多教師由于受到傳統(tǒng)教育觀(guān)念的影響，在課堂教學(xué)中更多的是按照教材內(nèi)容照本宣科地對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的灌輸，這種單一的教學(xué)模式很難活躍學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)思維，導(dǎo)致學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣低下，甚至部分學(xué)生會(huì)因?yàn)檎n堂學(xué)習(xí)氛圍過(guò)于沉悶而產(chǎn)生厭煩的負(fù)面情緒[1]。面對(duì)這種不容樂(lè)觀(guān)的教學(xué)現(xiàn)狀，教師在開(kāi)展教學(xué)時(shí)就可以落實(shí)stem 教育理念，合理地將科學(xué)教學(xué)內(nèi)容與其他學(xué)科進(jìn)行有效的整合，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)優(yōu)質(zhì)的探究空間，讓學(xué)生能夠再深入探究過(guò)程中，逐步感受到科學(xué)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，以此提高學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣，保證學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)的高質(zhì)量完成。例如，在學(xué)習(xí)華師大版科學(xué)九年級(jí)上冊(cè)《物體的內(nèi)能》一課時(shí)，為了幫助學(xué)生更好地探究溫度與分子平均動(dòng)能關(guān)系、分子勢(shì)能與分子間距離關(guān)系、做功與熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的關(guān)系，教師就可以合理地將物理知識(shí)與數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行有效的融合，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)更為廣闊的科學(xué)探究空間，促使學(xué)生能夠在深入地探究與思考中快速掌握這三個(gè)科學(xué)規(guī)律，以此幫助學(xué)生逐步挖掘科學(xué)探究的魅力，提升學(xué)生參與科學(xué)學(xué)習(xí)的積極性。如，教師在引導(dǎo)學(xué)生探究分子勢(shì)能與分子間距離關(guān)系時(shí)，就可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用二次函數(shù)圖像來(lái)表示分子勢(shì)能與分子間距離關(guān)系。這樣就能夠?qū)⒖茖W(xué)探究的成果現(xiàn)象進(jìn)行放大，讓學(xué)生更加清楚地了解分子勢(shì)能的大小與分子間距離的關(guān)系，幫助學(xué)生快速消化科學(xué)知識(shí)，逐步挖掘到學(xué)科之間的密切聯(lián)系，感受到科學(xué)探究的樂(lè)趣，以此逐步提升學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生今后更高質(zhì)量地開(kāi)展科學(xué)探究創(chuàng)造良好的條件基礎(chǔ)。

（二）通過(guò)stem 教育理念，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力

實(shí)驗(yàn)是初中科學(xué)教學(xué)中非常重要的一項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作能力的重要途徑。但是在傳統(tǒng)的科學(xué)教學(xué)過(guò)程中，很多教師對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知程度并不高，有的老師會(huì)為了向?qū)W生傳授更多理論知識(shí)點(diǎn)，而減少實(shí)驗(yàn)時(shí)間，而有的教師雖然會(huì)安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)，但是更多的是以實(shí)驗(yàn)演示為主，學(xué)生只能作為一個(gè)旁觀(guān)者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀(guān)察。stem 教育理念在科學(xué)教學(xué)中的合理融入就強(qiáng)烈地要求教師在教學(xué)中注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行理論知識(shí)的理解與消化，提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力，幫助學(xué)生高質(zhì)量地完成科學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)。例如，在學(xué)習(xí)華師大版科學(xué)九年級(jí)上冊(cè)《滑輪》一課時(shí)，滑輪的實(shí)質(zhì)其實(shí)就是一個(gè)變形的杠桿，但是由于初中學(xué)生的想象力與對(duì)動(dòng)態(tài)知識(shí)的理解能力有限，學(xué)生在這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的接受過(guò)程中，可能會(huì)存在著一定的困難[2]。為了讓學(xué)生更高質(zhì)量地完成課堂教學(xué)任務(wù)，教師在開(kāi)展教學(xué)時(shí)就可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作更直觀(guān)地去辨認(rèn)滑輪就是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，是杠桿的變形，以此幫助學(xué)生順利地解釋滑輪的實(shí)質(zhì)問(wèn)題，促使課堂教學(xué)重點(diǎn)得以突破的過(guò)程中提升學(xué)生的動(dòng)手操作能力，以此實(shí)現(xiàn)學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的綜合性成長(zhǎng)。如，在教學(xué)過(guò)程中，教師就可以讓學(xué)生以組為單位用鉤碼代替重物，運(yùn)用繩子和滑輪將其提到高處，探究使用定（動(dòng)）滑輪是否省力？省距離？讓學(xué)生在反復(fù)的實(shí)驗(yàn)操作中得出使用定滑輪不省力也不費(fèi)力，但可以改變力的方向，s=h，F(xiàn)=G。使用動(dòng)滑輪可以省一半的力，但費(fèi)一倍的距離，不改變力的方向，s=2h，F(xiàn)=G/2。在得出這個(gè)結(jié)論以后，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生想一想為什么同樣都是運(yùn)用滑輪提升重物卻會(huì)出現(xiàn)不一樣的結(jié)果，學(xué)生分析過(guò)程中，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生將一根杠桿掛在支架上，用力讓杠桿旋轉(zhuǎn)（越快越好），讓學(xué)生直觀(guān)地發(fā)現(xiàn)原來(lái)連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿就是滑輪的雛形，而滑輪則是杠桿的變形。既然滑輪是杠桿的一種變形，用三種杠桿的特點(diǎn)，就很容易解釋為什么定（動(dòng)）滑輪會(huì)有不同效果問(wèn)題。通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作引導(dǎo)學(xué)生探尋科學(xué)知識(shí)的真理，不僅能夠讓科學(xué)理論知識(shí)變得更加透明、直觀(guān)，便于學(xué)生進(jìn)行理解，還可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力與實(shí)驗(yàn)探究能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中的綜合性成長(zhǎng)，促使初中科學(xué)教學(xué)任務(wù)能夠在stem 教學(xué)理念的推動(dòng)下得到更高質(zhì)量的開(kāi)展。

（三）通過(guò)stem 教育理念，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)

在目前初中科學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，也是一項(xiàng)非常重要的教學(xué)任務(wù)之一。學(xué)生擁有較強(qiáng)的探究意識(shí)就可以擁有自己的科學(xué)探究思維，能夠與教師進(jìn)行有效的探究交流與溝通，這對(duì)于學(xué)生高質(zhì)量地完成科學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)來(lái)說(shuō)具有非常重要的幫助[3]。在初中科學(xué)教學(xué)過(guò)程中，為了讓學(xué)生的探究意識(shí)得到進(jìn)一步的增強(qiáng)，教師就可以合理地落實(shí)stem 教學(xué)理念，依據(jù)教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的探究活動(dòng)來(lái)進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探究意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。例如，在學(xué)習(xí)華師大版科學(xué)九年級(jí)下冊(cè)《物質(zhì)的轉(zhuǎn)化》一課時(shí)，教師在帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行鋼鐵的鐵銹與防腐知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)時(shí)，為了讓學(xué)生能夠在課堂學(xué)習(xí)中得到更多的收獲，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“鋼鐵的生銹條件？”的探究活動(dòng)，在學(xué)生依據(jù)這個(gè)探究問(wèn)題提出相應(yīng)的假設(shè)以后，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生以組為單位通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作對(duì)各項(xiàng)假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)以探究活動(dòng)的形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，不僅可以有效地發(fā)揮學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中的主觀(guān)能動(dòng)性，讓學(xué)生能夠在探究過(guò)程中形成自己的學(xué)習(xí)思維，尋找到正確的科學(xué)探究學(xué)習(xí)方法，還可以為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)優(yōu)質(zhì)的發(fā)展自我與鍛煉自我的學(xué)習(xí)平臺(tái)，增強(qiáng)學(xué)生的探究意識(shí)與探究能力，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生探究能力與問(wèn)題解決能力的教學(xué)目的，以此最大程度地提升科學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

三、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，stem 作為一種全新的教育理念，它在初中科學(xué)教學(xué)中的合理融入，不僅可以幫助學(xué)生高質(zhì)量地完成科學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)，還可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力與問(wèn)題解決能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中的綜合性成長(zhǎng)。所以為了更好地響應(yīng)教育改革，初中科學(xué)教師在日常教學(xué)過(guò)程中一定要對(duì)stem 教育理念有一個(gè)全面客觀(guān)的認(rèn)識(shí)，并將其合理地融入初中科學(xué)教學(xué)中，以此為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)更優(yōu)質(zhì)的科學(xué)探究環(huán)境，打破傳統(tǒng)科學(xué)教學(xué)模式的限制，實(shí)現(xiàn)初中科學(xué)在教育改革前進(jìn)道路上的進(jìn)一步突破。