STEAM教育理念下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探究

黃朝宏

摘要：STEAM教育理念雖然還屬于一種全新的教學(xué)思想，但在實(shí)際的教學(xué)中卻得到了廣泛的應(yīng)用。STEAM教育理念主要強(qiáng)調(diào)在教育教學(xué)活動的開展過程中要打破學(xué)科間的界限，對教學(xué)活動方式進(jìn)行積極創(chuàng)新，為學(xué)生打造一個適合他們發(fā)展的平臺，鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中進(jìn)行自主探索。基于此，對STEAM教育理念下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：STEAM教育理念;初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué);模式;探究

引言

實(shí)踐動手能力是現(xiàn)代物理教學(xué)要點(diǎn)培養(yǎng)的方向，對物理學(xué)科而言實(shí)驗(yàn)這種最為有效且直觀的方法，為物理原理的檢驗(yàn)提供客觀標(biāo)準(zhǔn)，也為物理學(xué)科及實(shí)驗(yàn)規(guī)律的學(xué)習(xí)提供基本路徑。由此看來，實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了物理的魅力與靈魂，是激發(fā)人們不斷探求物理奧秘的重要源泉。

一、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入STEAM教育理念的價(jià)值

興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)活動開展的重要推動力，如果學(xué)生對所需學(xué)習(xí)的內(nèi)容產(chǎn)生了興趣，就能主動地進(jìn)行知識探索，專注地學(xué)習(xí)學(xué)科知識，促進(jìn)自身學(xué)習(xí)效率的提升。教師在教學(xué)中融入STEAM教育理念，由于這一教學(xué)模式更強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮自主性，要求教師在教學(xué)過程中針對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排，要能充分考慮到學(xué)生的實(shí)際情況，合理選擇實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法。教師可以在課堂中通過虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室，采用工程模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式及小組合作實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式等，進(jìn)而有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生對于物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴懈又庇^、生動的感受，進(jìn)而主動參與實(shí)驗(yàn)活動，在實(shí)驗(yàn)過程中體會到知識學(xué)習(xí)的樂趣。例如，我們在做學(xué)習(xí)《眼睛和眼鏡》一課時(shí)，利用仿真實(shí)驗(yàn)“水透鏡”來模擬眼鏡，對正常、近視眼、遠(yuǎn)視眼進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生理解眼睛及其非正常眼睛成因及矯正方法。

二、STEAM教育理念下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

（一）加強(qiáng)問題的理解及掌握

初中階段的學(xué)生，對剛接觸理科知識在掌握上存在一定難度，實(shí)驗(yàn)教學(xué)法能培養(yǎng)學(xué)生的積極動手能力，運(yùn)用在物理教學(xué)過程中讓學(xué)生主動探究，激發(fā)動手能力，更好地提升學(xué)習(xí)效率。實(shí)驗(yàn)探究是物理教學(xué)法的核心階段。在這一階段中，學(xué)生有著充足的機(jī)會去探究事物，進(jìn)而借助探究將頭腦中的知識與新知識聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)知識體系的有效建構(gòu)。同時(shí)學(xué)生以親身經(jīng)歷探究問題與建構(gòu)知識，可幫助其深化對現(xiàn)有概念及不同概念間新的聯(lián)系的理解。為完成探究階段的教學(xué)目標(biāo)，需經(jīng)過提出假設(shè)、收集證據(jù)、做出解釋三個具體環(huán)節(jié)來有效實(shí)現(xiàn)。依照物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可將物理實(shí)驗(yàn)分為基本操作實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)習(xí)題、基本概念與原理實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)性質(zhì)、結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際實(shí)驗(yàn);而按照實(shí)驗(yàn)形式，可分為實(shí)驗(yàn)習(xí)題、演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)、邊講邊實(shí)驗(yàn)等;依照教學(xué)作用，可分成探究性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等。區(qū)別于傳統(tǒng)物理教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是將課堂歸還給學(xué)生，使學(xué)生積極參與到知識探索中，主動探究物理的奧秘。參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)就需要教師把握學(xué)生的參與程度，如何調(diào)動學(xué)生積極性、從哪個角度引入教學(xué)內(nèi)容、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對教學(xué)內(nèi)容的指導(dǎo)等，善于運(yùn)用實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果引導(dǎo)學(xué)生思考和歸納。例如：物態(tài)升華和凝華物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師借助生動有趣的實(shí)驗(yàn)過程解釋物理現(xiàn)象，在開始階段規(guī)范實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)，利用固態(tài)碘加熱實(shí)驗(yàn)解釋物態(tài)升華和凝結(jié)，觀察碘的發(fā)生的變化過程，讓學(xué)生在動手實(shí)驗(yàn)的過程中探究，為什么通過加熱固態(tài)碘，燒杯中的碘物質(zhì)會出現(xiàn)碘蒸汽？又是什么原因致使撤掉酒精燈后會出現(xiàn)結(jié)晶的碘的物理現(xiàn)象。

（二）優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)的流程，培育學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)

要想使初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與STEAM教育理念實(shí)現(xiàn)有效融合，教師在教學(xué)活動的開展過程中就要對物理實(shí)驗(yàn)的流程進(jìn)行合理有效的優(yōu)化，鼓勵學(xué)生在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)探究的過程中合理使用數(shù)學(xué)工具及數(shù)學(xué)方法，進(jìn)而達(dá)到對學(xué)生的數(shù)學(xué)思維進(jìn)行啟發(fā)的教育目的，使學(xué)生的問題解決能力能夠真正得以有效提升，發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)感知能力，使STEAM教學(xué)的目標(biāo)能夠真正得以實(shí)現(xiàn)。例如我們在設(shè)計(jì)《凸透鏡成像規(guī)律》一課中實(shí)驗(yàn)過程中，對實(shí)驗(yàn)應(yīng)該有一定操作指導(dǎo)，規(guī)范實(shí)驗(yàn)流程，讓實(shí)驗(yàn)操作起來有順序感，也不利于實(shí)驗(yàn)探究過程，為數(shù)據(jù)分析做好鋪墊。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的過程以及實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)要仔細(xì)記錄，并對數(shù)據(jù)的變化規(guī)律進(jìn)行仔細(xì)分析，完成這部分工作后也可以合理應(yīng)用自身已學(xué)習(xí)過的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的相關(guān)知識，使實(shí)驗(yàn)過程中數(shù)據(jù)的變化規(guī)律能夠展示得更加直觀，促使學(xué)生能夠更好地針對物理實(shí)驗(yàn)的原理進(jìn)行分析，獲得物理實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識，提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動的開展效率。

（三）創(chuàng)設(shè)生動情境，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣

為了讓學(xué)生積極主動地開展物理實(shí)驗(yàn)，教師還可以創(chuàng)設(shè)生動的教學(xué)情境，以此引出問題，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，或者是使之對相關(guān)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生濃厚的興趣，主動進(jìn)行操作研究，從而促使其高效地吸收知識，不斷強(qiáng)化綜合素質(zhì)。例如，教師在講授人教版版八年級上冊“聲音的產(chǎn)生與傳播”時(shí)，可以將提前準(zhǔn)備好的帶線的“紙杯話筒”分給兩名學(xué)生，并讓其中一人走出教室，到盡可能遠(yuǎn)的地方，然后走出教室的人可以小聲對著“話筒”說一句話，而聽的一方可以在班級中重復(fù)這句話，接著向另外一人求證。此時(shí)，教師可以提問學(xué)生：“你們能夠聽到室外的人說話嗎？”學(xué)生普遍會搖頭，那教師可以繼續(xù)提問：“那么為什么拿了‘話筒’的人可以聽到呢？這是什么原理呢？如果我把紙杯上的線去除，他們還能聽到彼此的話嗎？”由此可引發(fā)學(xué)生的思考，促使他們主動在原有的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展探究，即將連接紙杯的線去除，再次實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論，或是將紙杯上的線換成鐵絲、膠線后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。

結(jié)束語

綜上所述，對于初中物理課程來說，實(shí)驗(yàn)是十分重要的一部分教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)也是落實(shí)初中物理課程教學(xué)的一種十分重要的手段。教師通過高質(zhì)量地落實(shí)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能使學(xué)生的探究能力以及動手能力都能得到有效鍛煉，而通過將STEAM教育理念融入教學(xué)中，則能更好地培育學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、探索問題以及解決問題的能力，推動學(xué)生綜合素養(yǎng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目：省級課題：《基于核心素養(yǎng)的初中物理國家課程校本化實(shí)施策略研究》