基于STEM SOS 模式下初中物理復(fù)習(xí)課堂教學(xué)方法的研究與實(shí)踐

曾麗萍

摘? ?要：以“浮力單元復(fù)習(xí)一”為例，通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)不同程度的學(xué)生對(duì)浮力知識(shí)的再構(gòu)建，達(dá)到深化復(fù)習(xí)的效果。區(qū)別于以往傳統(tǒng)的低效、機(jī)械的復(fù)習(xí)模式，這種STEM SOS 模式下的復(fù)習(xí)課，既充滿趣味性又不失嚴(yán)謹(jǐn)性，使得學(xué)生的興趣點(diǎn)一直被激發(fā)，大大提高課堂效率。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)卧獜?fù)習(xí)課;發(fā)展需求;STEM問(wèn)題情境;學(xué)生登臺(tái)秀SOS

筆者在多年的教學(xué)教研活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)一個(gè)令人困擾的事實(shí)：復(fù)習(xí)課難上，教師講課累，學(xué)生聽課更累。出現(xiàn)優(yōu)生吃不飽、差生吃不了的情況。復(fù)習(xí)課的形式基本以習(xí)題訓(xùn)練、習(xí)題講評(píng)為主，以一問(wèn)一答或者一問(wèn)齊答的簡(jiǎn)單方式將重要知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)單的回顧一遍，知識(shí)點(diǎn)零散，概念和規(guī)律模糊、難以辨認(rèn)，不能對(duì)本單元的內(nèi)在知識(shí)建立必然的邏輯關(guān)系。缺乏情感體驗(yàn)、缺乏思維過(guò)程的呈現(xiàn)，學(xué)生主體地位缺失，教法單一、沉悶等，使得課堂效益低下。為此筆者嘗試將STEM SOS 模式運(yùn)用在單元復(fù)習(xí)課中，改進(jìn)復(fù)習(xí)課教學(xué)的模式。

1? 設(shè)計(jì)理念

STEM SOS指美國(guó)和諧公立學(xué)校開發(fā)的STEM課程，他們將基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)法和探究式學(xué)習(xí)法結(jié)合起來(lái)，并命名為“STEM學(xué)生登臺(tái)秀（SOS）”。STEM SOS模式的目標(biāo)是“在PBL項(xiàng)目擴(kuò)展學(xué)生知識(shí)面的過(guò)程中，持續(xù)關(guān)注以學(xué)生為中心的規(guī)范教學(xué)方法”[ 1 ]。

基于STEM SOS 模式下初中物理復(fù)習(xí)課堂即指在教學(xué)過(guò)程中教師將需要復(fù)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，置于實(shí)際場(chǎng)景中，并發(fā)布任務(wù)，組織學(xué)生鞏固復(fù)習(xí)。學(xué)生在理論探究、實(shí)驗(yàn)探究和解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，通過(guò)高層次上知識(shí)的回歸和整合，以點(diǎn)帶面，進(jìn)行知識(shí)再建構(gòu)，達(dá)到深化復(fù)習(xí)的效果。它不僅能使不同程度的學(xué)生在復(fù)習(xí)課中保持不同的興趣點(diǎn)，消除思維盲點(diǎn)，加深對(duì)知識(shí)的理解，而且還培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新力、批判性和解決某類問(wèn)題的方法，促進(jìn)不同程度的學(xué)生的成長(zhǎng)。

為了有效地實(shí)施基于STEM SOS 模式下初中物理復(fù)習(xí)課堂，課題組汲取了上一個(gè)完結(jié)的課題的“基于STEM SOS 模式下的初中物理規(guī)律教學(xué)實(shí)踐與研究”的教學(xué)模式，建構(gòu)了圖1的STEM SOS復(fù)習(xí)課教學(xué)模式流程圖。

基于STEM SOS 模式下初中物理復(fù)習(xí)課堂教學(xué)流程圖解讀如下。

1.1? 生活中的實(shí)際問(wèn)題（情境創(chuàng)設(shè)）

將本單元中需要復(fù)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)羅列出來(lái)，選擇與之相匹配的生活中的實(shí)際問(wèn)題（比如：生活當(dāng)中常見的現(xiàn)象、生活中遇到的問(wèn)題或者最新的科技），創(chuàng)設(shè)了與教學(xué)設(shè)計(jì)相符的真實(shí)情境。讓學(xué)生提出與本單元相關(guān)聯(lián)的知識(shí)，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。

1.2? 提出研究項(xiàng)目（方案）

將生活中復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題模型化，能再現(xiàn)原型本質(zhì)，使得問(wèn)題簡(jiǎn)單化、思維過(guò)程更加清晰。根據(jù)提出的問(wèn)題，由問(wèn)題鏈驅(qū)動(dòng)，由此設(shè)計(jì)出活動(dòng)一、活動(dòng)二、活動(dòng)三等系列層層遞進(jìn)的若干個(gè)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，梳理知識(shí)體系，形成一個(gè)知識(shí)閉環(huán)。

1.3? 收集資料，分組討論，制定研究方案

每一個(gè)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，若是理論探究，則：?jiǎn)栴}導(dǎo)向，學(xué)生分組建模，自主命題;若是實(shí)驗(yàn)探究，則：實(shí)驗(yàn)開放，學(xué)生分組討論實(shí)驗(yàn)方案。培養(yǎng)學(xué)生建模思想、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)造性、合作交流能力。

1.4? 建立模型，登臺(tái)匯報(bào)SOS

學(xué)生上臺(tái)展示設(shè)計(jì)好的題目或者實(shí)驗(yàn)方案，同伴評(píng)價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力和思辨能力。

1.5? 測(cè)試作品，進(jìn)行評(píng)估SOS

學(xué)生對(duì)自己設(shè)計(jì)好的題目或者實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行測(cè)試和反思，利用希沃助手將學(xué)生活動(dòng)部分展示在希沃上，同伴評(píng)價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)證思想、批判性。

1.6? 進(jìn)行改進(jìn)，完善設(shè)計(jì)SOS

學(xué)生在評(píng)價(jià)和動(dòng)手中學(xué)習(xí)新經(jīng)驗(yàn)、新技能解決產(chǎn)品所存在的缺陷，以達(dá)到溫習(xí)舊知識(shí)，得到新的理解和體會(huì)，提升解決問(wèn)題的能力。對(duì)錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)、遺漏殘缺的知識(shí)得到補(bǔ)充，形成一個(gè)知識(shí)網(wǎng)。

2? 教學(xué)應(yīng)用案例

以初中物理“‘浮力’單元復(fù)習(xí)一”為例。按六個(gè)流程展開教學(xué)。

2.1? 生活中的實(shí)際問(wèn)題（情境創(chuàng)設(shè)）

教師播放“水上樂園”視頻：夏天的炎熱，很多人會(huì)選擇水上項(xiàng)目娛樂。一陣海浪過(guò)去，會(huì)發(fā)現(xiàn)水里多了一些東西。比如：沉底的手機(jī)、手鏈、漂在水面上的救生圈。打撈手機(jī)的過(guò)程中，還會(huì)看到附著在泳池底的青苔。

如何定期去除水池底部的青苔？如何便捷打撈沉底的手機(jī)？這些都和學(xué)習(xí)的浮力知識(shí)相關(guān)。下面用水缸，類似剛才的泳池狀況，請(qǐng)同學(xué)們先觀察它們?cè)谒械臓顟B(tài)，并思考以下問(wèn)題：

【活動(dòng)一】實(shí)驗(yàn)：一個(gè)透明的長(zhǎng)方體水缸，里面放有三個(gè)相同體積不同配重（用不同飽和度的糖水、鹽水注射到乒乓球里）的乒乓球，使其分別處于漂浮、懸浮、沉底的狀態(tài)，以及粘合在水缸底部的蠟燭。

問(wèn)題一：你看到什么現(xiàn)象？

問(wèn)題二：從中可以獲得哪些和浮力相關(guān)的信息？

問(wèn)題三：浸沒在水里的蠟塊受到水的浮力作用嗎？

設(shè)計(jì)意圖：利用生活中熟悉的場(chǎng)景過(guò)渡，創(chuàng)設(shè)水缸中浮力情境，使得問(wèn)題可視化。問(wèn)題一、問(wèn)題二從識(shí)記層面考查學(xué)生的浮力基本知識(shí)，難度低，容易激發(fā)后進(jìn)生的學(xué)習(xí)興趣，問(wèn)題三從理解層面考查學(xué)生對(duì)浮力產(chǎn)生原因的認(rèn)識(shí)，易于對(duì)這部分知識(shí)有盲點(diǎn)的學(xué)生的知識(shí)重建。將問(wèn)題細(xì)化，由易到難，利用思維導(dǎo)圖，將知識(shí)體系進(jìn)行梳理，滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

問(wèn)題四：沉底的乒乓球和漂浮的乒乓球誰(shuí)受到的浮力大？

【活動(dòng)二】測(cè)量沉底的乒乓球和漂浮的乒乓球受到的浮力。

實(shí)驗(yàn)器材：電子秤、燒杯、溢水杯、彈簧測(cè)力計(jì)、量筒

設(shè)計(jì)意圖：?jiǎn)栴}四“浮力大小的比較”一直是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，以往反復(fù)地機(jī)械訓(xùn)練經(jīng)典題目，學(xué)習(xí)效率低下，也只能滿足部分優(yōu)等生的學(xué)習(xí)需要，其余學(xué)生感到無(wú)聊且枯燥。將“浮力大小的比較”轉(zhuǎn)化為活動(dòng)二：“測(cè)量浮力大小”開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，選擇器材，在原有的常規(guī)實(shí)驗(yàn)“阿基米德原理”基礎(chǔ)上進(jìn)行的一種微創(chuàng)新。讓學(xué)生感到既親切又新鮮，同一問(wèn)題的不同解決方案，還具有一定的思維挑戰(zhàn)性。讓學(xué)生登臺(tái)展示設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)方案，利用希沃助手將學(xué)生活動(dòng)部分展示在希沃上，同伴評(píng)價(jià)，以達(dá)到溫習(xí)舊知識(shí)，得到新的理解和體會(huì)，并且利用思維導(dǎo)圖，將一個(gè)個(gè)點(diǎn)知識(shí)增加到思維導(dǎo)圖中，以完善知識(shí)體系。

【例題1】體積相同材料不同的甲、乙、丙3個(gè)小球分別靜止在水中的不同深處，如圖2所示，則3個(gè)小球在水中所受浮力關(guān)系正確的是（? ?）

A.F浮甲>F浮乙>F浮丙? ? ? ?B.F浮甲<F浮乙<F浮丙

C.F浮甲=F浮乙>F浮丙? ? ? ?D.F浮甲<F浮乙=F浮丙

【小結(jié)】浮力大小的判斷：（1）等體積的物體——方法：F浮=ρ液gV排

設(shè)計(jì)意圖：開放性實(shí)驗(yàn)過(guò)后，緊接著呈現(xiàn)一道相應(yīng)的經(jīng)典浮力題目，引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)，熟悉“一類題型”的解決方法。

【活動(dòng)三】讓沉底的乒乓球浮起來(lái)

實(shí)驗(yàn)器材：食鹽、針筒、塑料杯

設(shè)計(jì)意圖：“物體的浮沉條件”是浮力這一章復(fù)習(xí)課中另外一個(gè)重要的物理規(guī)律，活動(dòng)三是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的開放性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材來(lái)源于生活中隨處可得的物品，具有一定的趣味性。這種復(fù)習(xí)方式，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理規(guī)律深度復(fù)習(xí)。也是利用思維導(dǎo)圖，由點(diǎn)及面，輔助學(xué)生完成對(duì)知識(shí)的再構(gòu)建與整合。這個(gè)實(shí)驗(yàn)思路比較容易，利用希沃助手將學(xué)生活動(dòng)部分展示在希沃上，讓學(xué)生展示設(shè)計(jì)的思路，同伴評(píng)價(jià)總結(jié)歸納，教師補(bǔ)充，以達(dá)到溫習(xí)舊知識(shí)，得到新的理解和體會(huì)。

【活動(dòng)四】讓橘子沉下去? 再讓橘子浮起來(lái)

設(shè)計(jì)意圖：這個(gè)實(shí)驗(yàn)具有濃厚的趣味性，瞬間點(diǎn)燃學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，這是對(duì)“物體的浮沉條件”的實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)用，也是為后面設(shè)計(jì)“浮力手環(huán)”埋下思維的種子。這種感官上、思維上的反復(fù)刺激，大大提高學(xué)生的復(fù)習(xí)效率。

【例題2】把同一個(gè)雞蛋分別放到甲、乙兩杯密度不同的鹽水中，如圖3 所示，雞蛋在甲杯中漂浮，在乙杯中懸浮，對(duì)這一現(xiàn)象，以下說(shuō)法正確的是（? ?）

A.雞蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力

B.雞蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力

C.甲杯鹽水的密度大于乙杯鹽水的密度

D.甲杯鹽水的密度小于乙杯鹽水的密度

【小結(jié)】浮力大小的判斷：? （2）等質(zhì)量的物體——方法：浮沉條件①比較浮力與重力的關(guān)系;②比較物體密度與液體密度的關(guān)系。

【例題3】學(xué)習(xí)了浮力后，小明做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：在一根鉛筆下端包一些橡皮泥，依次放入深度相同的a、b、c三種液體里，如圖4所示。從實(shí)驗(yàn)可得出（? ? ）

A.鉛筆在a液體里受的浮力最大

B.鉛筆在c液體里受的浮力最大

C.液體a的密度最大

D. 液體c的密度最大

設(shè)計(jì)意圖：例題2與例題3的經(jīng)典問(wèn)題的設(shè)置，意在引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)，熟悉“一類題型”的解決方法。至此完成了對(duì)“浮力大小的判斷”的一類題型的深化和總結(jié)。

【活動(dòng)五】設(shè)計(jì)一款浮力手環(huán)

為了防止在玩水自拍時(shí)，手機(jī)不慎掉落泳池底部。請(qǐng)根據(jù)浮力知識(shí)設(shè)計(jì)一款浮力手環(huán)。

設(shè)計(jì)意圖：為了使沉底的手機(jī)能迅速浮起來(lái)，減少手機(jī)丟失的損失和減少人力成本，解決生活中實(shí)際問(wèn)題。學(xué)生會(huì)自然而然想到以“增大浮力”的方式，即增大排開液體體積。學(xué)生分組討論、形成方案，登臺(tái)展示。在同伴的評(píng)價(jià)中，改進(jìn)產(chǎn)品，解決產(chǎn)品缺陷，提升解決問(wèn)題的能力和思辨能力。加強(qiáng)德育安全教育。

【活動(dòng)六】演示實(shí)驗(yàn)2：上竄下跳的葡萄干

教師將葡萄干放入雪碧中，會(huì)看到葡萄干上竄下跳的現(xiàn)象。讓學(xué)生解釋其現(xiàn)象。

設(shè)計(jì)意圖：活動(dòng)六的設(shè)置，意在讓學(xué)生運(yùn)用浮力的綜合知識(shí)解釋生活中的趣味實(shí)驗(yàn)，難度較大。但是前面一系列的問(wèn)題設(shè)置、活動(dòng)安排，層次性符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。由不同的學(xué)生進(jìn)行解答，最后由同伴補(bǔ)充、總結(jié)，對(duì)不同程度的學(xué)生都具有一定的啟發(fā)作用。

3? 反思與總結(jié)

本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)是對(duì)單元復(fù)習(xí)課的一種全新的嘗試。通過(guò)平時(shí)的作業(yè)問(wèn)題，課堂上學(xué)生對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)的反應(yīng)情況，研究學(xué)生的學(xué)情。巧設(shè)STEM問(wèn)題情境，設(shè)置問(wèn)題鏈，突破重難點(diǎn)，以項(xiàng)目的形式將整章的知識(shí)點(diǎn)串在一起。旨在讓班級(jí)里每一個(gè)學(xué)生都感到好玩，從而對(duì)物理有興趣，激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，重視SOS即讓每一位學(xué)生都有展示自己的機(jī)會(huì)和舞臺(tái)，從而提高課堂效率，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 葉兵.高考物理實(shí)驗(yàn)命制的幾點(diǎn)思考[J].物理教學(xué)，2018，40（12）：32-36.

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