探究，整合，實踐：基于STEM教育的初中物理概念教學(xué)探索

蔡建均

摘要：物理概念屬于初中物理教學(xué)時很重要的一部分內(nèi)容，既屬于物理基礎(chǔ)知識的關(guān)鍵構(gòu)成內(nèi)容，也是構(gòu)成物理公式物理規(guī)律的基礎(chǔ)。本文以初中物理概念教學(xué)為切入點，立足STEM教育視角，進一步探究新的教學(xué)策略，僅供參考。

關(guān)鍵詞：STEM教育;初中物理;概念教學(xué)

STEM教育主要融合科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等學(xué)科內(nèi)容，如果將此種教育理念應(yīng)用在初中物理教學(xué)過程中，則要求教師能夠創(chuàng)新既往時期的教育方法，構(gòu)建真實生活情境，把知識轉(zhuǎn)化成趣味項目或問題，促進學(xué)生深層次思考，令學(xué)生在自主整合資源以及探究實踐過程中感受到應(yīng)用所學(xué)物理知識解決實際物理問題的快樂，維持學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力，將學(xué)生培養(yǎng)成創(chuàng)新型綜合人才。

一、探究：設(shè)置精細活動探究物理規(guī)律

精細化物理教學(xué)活動，能夠令學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過程中高度重視物理學(xué)科探究時的細節(jié)，探尋全新的物理規(guī)律。因此，教師在教學(xué)過程中，就要依托精細化活動令學(xué)生深層次探究物理內(nèi)容。在講解《怎樣認識力》和《怎樣測量和表示力》時，提到“力”及“彈力”知識時，教師就可以設(shè)置一些體驗活動，促進學(xué)生觀察物理現(xiàn)象，了解物理概念，并且遷移物理知識。具體實踐時，教師可以設(shè)置下面三個活動。一是要求學(xué)生依托生活中隨手取材的各種實驗器材，結(jié)合彈簧、直尺、氣球，橡皮泥以及握力圈對其施加力，感受不同物體受力時出現(xiàn)的變化情況。二是要求學(xué)生能夠再次增加關(guān)于握力圈的外力。三是進一步探究彈簧伸長長度和外力間存在著怎樣的關(guān)系。學(xué)生在探究活動一任務(wù)時，能夠進一步感受到物體受力作用，物體形狀出現(xiàn)了改變，感受到力作用效果會導(dǎo)致物體發(fā)生形變。由教師向?qū)W生提問，如果撤去了外力，物體會發(fā)生怎樣的改變呢？是否還會出現(xiàn)形變的現(xiàn)象？能否將依舊會發(fā)生形變的物體做分類呢？在學(xué)生親力親為實驗過程中，即可進一步感受彈性形變和塑性形變，了解物體形變程度和所受的外力間有一定關(guān)系，這便可以為后期探究彈簧伸長長度以及外力間存在的關(guān)系奠定堅實基礎(chǔ)。而在設(shè)置活動二時，學(xué)生使用較大的力氣壓握力圈，教師與學(xué)生互動分享壓握力圈時的感受，學(xué)生便可在這一過程中了解到彈力的含義。學(xué)生手對握力圈的彈力，主要由手發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生。如果力發(fā)生了改變，形變也會發(fā)生變化，這極有利于學(xué)生進一步了解彈力概念，解決彈力概念理解難點。在探究活動三任務(wù)時，學(xué)生通過自行猜想、假設(shè)，設(shè)計具體的實驗方案，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，這一過程中學(xué)生關(guān)于力和彈力的物理概念，有了深刻認知。

二、整合：跨學(xué)科整合知識及制作作品

在學(xué)習(xí)過程中，由于學(xué)生通過前期探究，已經(jīng)進一步了解了彈力、力和彈性形變、外力等有關(guān)知識，在后期學(xué)習(xí)時即可將這些內(nèi)容加以整合。學(xué)生綜合使用化學(xué)課知識制作相關(guān)的作品，并且提高作品的質(zhì)量，可以進一步強化學(xué)生精益求精的科學(xué)精神，令其在探究以及整合知識過程中，進一步了解知識與知識間的內(nèi)在關(guān)系，鼓勵學(xué)生綜合使用不同知識以及訓(xùn)練方法創(chuàng)造實驗器材，完成實驗器材制作任務(wù)。在學(xué)生跨學(xué)科整合知識后，可以順利地制作模型，建構(gòu)模型以及改進模型。比如，由教師創(chuàng)建問題情境，提出要研究的問題，學(xué)生通過小組研究相關(guān)器材模型，收集有關(guān)技術(shù)以及數(shù)據(jù)，應(yīng)用所學(xué)知識制作器材毛坯，學(xué)生小組成員互相交流，改進制作作品，最終形成成品。這一過程中，教師可以為學(xué)生準(zhǔn)備測量力的大小裝置要，求學(xué)生找到其中存在的不足，教師結(jié)合學(xué)生的反饋，進一步為學(xué)生演示如何改進裝置，提高裝置的效率和應(yīng)用作用。在教師演示后，令學(xué)生自行嘗試動手改進裝置，制作出完美物理實驗作品，并且邀請學(xué)生分享制作心得，這樣即可令學(xué)生將知識與知識間進行遷移，通過所學(xué)的內(nèi)容延伸更多問題，提高物理學(xué)科學(xué)習(xí)效果，不斷提升其解決物理問題的實力。

三、實踐：情境實踐深化概念知識

教學(xué)時，教師為學(xué)生列舉不同的生活現(xiàn)象，比如小狗拉雪橇以及運動員舉杠鈴，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活中常見的現(xiàn)象，進一步總結(jié)運動員做出“舉”這個動作關(guān)于杠鈴產(chǎn)生的力，而小狗通過“拉”的動作可以對雪橇產(chǎn)生力，這樣即可突破學(xué)生關(guān)于力有關(guān)知識的認知局限性。教師結(jié)合學(xué)生的具體情況，適當(dāng)?shù)叵蚱鋻伋鰡栴}，比如“如果我們的肌肉變得異常緊張，是不是會發(fā)生力呢？難道只有人以及動物才能產(chǎn)生力的作用嗎？”，邀請學(xué)生進行實驗探究，并且舉例回答教師提出的問題，這樣即可幫助學(xué)生進一步深化有關(guān)力的概念。如，學(xué)生做拍巴掌的實踐，令其意識到了產(chǎn)生力的作用時，需要有幾個物體同時存在，而在用手拍桌子實踐時，又可進一步了解施力物體以及受力物體，促使學(xué)生真正了解力概念的本質(zhì)特征，并且適當(dāng)?shù)耐庋痈拍睿瑸楹笃诮鉀Q物理習(xí)題做好鋪墊。

四、結(jié)語

綜上所述，STEM教育理念指引下，初中物理概念教學(xué)時更重視幫助學(xué)生建構(gòu)概念。結(jié)合實踐探究等活動，令學(xué)生整合相關(guān)知識并，且把所學(xué)的知識學(xué)以致用，感受物理知識實用性，逐步提高學(xué)生高階能力，豐富其物理學(xué)科素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]盧霞.以大概念教學(xué)促進初中物理深度學(xué)習(xí)[J].中學(xué)物理，2021，39（24）：25-27.

[2]王光華.核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的初中物理概念教學(xué)設(shè)計[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)（教研版），2021（11）：23-24.

[3]王軍勝.基于課程標(biāo)準(zhǔn)的初中物理大概念教學(xué)研究[J].理科愛好者（教育教學(xué)），2021（05）：108-109.