STEAM教育理念融入初中物理教學實踐策略研究

張瑞元

摘要：隨著我國教育的發(fā)展，在初中階段，教師需要認識到物理這門學科對學生整體學習的重要幫助。在開展物理課堂時，教師需要全面落實教育理念，為學生提供跨學科的教學模式，增強課程的體驗感和情景性，以此為學生帶來好的學習環(huán)境，保證整體的課程內容符合當下科學技術的發(fā)展。在這一過程中，教師需要在各個環(huán)節(jié)來進行Steam教育理念的滲透，以此為入手點來進行教學研究，使學生也能夠逐漸認識到物理學科的學科特點，挖掘出探究的樂趣，從根本上促進課程有效性的提升。在展開Steam教育理念的過程中，教師需要不斷地更新教學的模式和方法，為學生提供新穎的學習體驗，不斷優(yōu)化學生的學習條件和環(huán)境。同時，針對物理學科的特點來進行各項環(huán)節(jié)的設計，實現(xiàn)理想的學習效果。文章將針對如何在Steam教育理念下展開初中物理課堂這一問題，提出幾點相關的建議和策略。

關鍵詞：Steam教育理念；初中物理；教學策略

中圖分類號：G633.7文獻標識碼：A文章編號：1673-8918（2023）13-0116-05

隨著我國科學技術的不斷進步，在教育領域，教師需要不斷地更新教學理念。對物理這門學科，教師可以全面滲透Steam理念，實現(xiàn)跨學科的教學過程，保證整體課堂具有體驗性、情景性、協(xié)作性和藝術性的特征，教師需要不斷地學習、落實先進的方法和思路，拓寬學習資源，優(yōu)化學生的學習條件。并且，教師還需要針對Steam教育理念中的內容來進行課堂延伸，為學生提供具有個性化的學習過程、現(xiàn)代化的課堂環(huán)境，使學生也能夠從中逐漸認識到學習物理的必要性，這樣才能夠從根本上促進學生聽課效果和物理素養(yǎng)的全面發(fā)展。另外，Steam教育理念的全面落實也能夠進一步促進物理學科教育過程的創(chuàng)新，為后續(xù)深層次的教學研究奠定基礎，從真正意義上實現(xiàn)物理教學的價值。

一、 Steam教育理念的概念

Steam教育理念起源于美國，根據(jù)這一名稱，我們可知，s是指科學，t是指技術，e是指工程，a是指藝術，m是指數(shù)學。起初該理念是Stem，由于科學教育的領域得到了不斷的擴張，為了讓學生也能夠認識到藝術性教育的重要性，并帶給學生良好的藝術體驗，便將藝術元素進行了添加，變成了Steam教育理念。這一理念與傳統(tǒng)的教學模式具有很大區(qū)別。在過去，一般都只是通過單科教育的形式來對學生進行培養(yǎng)，并且十分注重教材中所呈現(xiàn)的內容，而這一教育理念提倡對學生多能力的培養(yǎng)，讓學生能夠實現(xiàn)綜合性的發(fā)展。在美國，這一教育理念起到了引導的作用，與中國的素質教育理念有著幾乎同等的地位，并且美國的部分院校為了全面落實教育理念而設置了專門的課程。這些單獨的課程在我國還沒有廣泛的落實。對初中物理這門學科，在Steam教育理念的影響下，STS是steam教育理念的最初形態(tài)，即科學——技術——社會。在物理的教材中，STS理念得到了落實，其中主要的內容便是探討科學技術與社會之間的一系列問題，在我國的教育內容中屬于拓展性的知識，而在近年來，Steam理念逐漸得到了進一步的滲透，為我國后續(xù)的教育改革奠定了理論基礎。

二、 我國物理教學現(xiàn)狀

對于初中階段的學生來說，物理這門學科所涉及的許多內容都具有較強的復雜性，而初中階段的學生專注力十分有限，在開展學習時很容易會認為學習過程十分枯燥，產(chǎn)生放棄的心理。因此，教師需要全面分析當下的教育情況，根據(jù)教學現(xiàn)狀來作出改進。對于初中階段的學生來說，興趣是其學習的重要動力之一，學生在學習與探究的過程中，若是對所學習的內容產(chǎn)生興趣，便能夠產(chǎn)生主動性。同時，也能夠在一種輕松、愉快的氛圍下來完成學習任務和目標。但在當前的教育情況中，我們發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)的學生并沒有對物理這門學科存在較強的興趣和學習動力，在這種相對枯燥、低沉的氛圍下，興趣的培養(yǎng)十分困難。

從學生的角度上看，在高考改革的情況下，選擇物理學科的學生越來越少。這是由于在部分學生心中物理知識十分難懂，在學習時十分困難，許多學生會由于畏難，而不愿選擇。并且這一情況不僅存在于學生之中，部分教師也十分認同物理難學的標簽，這種情況在應試教育的背景下，會對教育改革帶來的一定的負面影響。在選擇物理學科的學生中，大概可以分為三類，其中，第一類是，由于沒有興趣而不去學習，成績難以得到提升的學生；第二類是依靠死記硬背的方式來應付考試，勉勵維持成績；第三類便是對物理擁有興趣，根據(jù)自己的喜好來進行學習和鉆研的學生。

從物理教育的角度上看，在我國的教育領域中，物理學科教育情況的好壞在初中階段的教育中主要體現(xiàn)在學生的成績；隨著新課改的逐漸深入，在展開課堂教學時，教師主導的情況有所改善。但改善的程度十分有限，教師由于過去的教學經(jīng)驗和教學習慣，很難將課堂的時間留給學生進行主動學習，大多數(shù)的教師依舊通過灌輸?shù)姆绞絹磉M行授課，學生只能聽從安排。這種形式已經(jīng)根深蒂固于物理課堂中。此外，在進行調查后，我們發(fā)現(xiàn)，對物理這門學科實驗方面的教育還存在著許多不足之處。在實驗器材、設施等方面準備不夠充分，很容易出現(xiàn)由于器材缺少而無法進行試驗的情況。并且，所選取的實驗內容一般只是圍繞著中考范圍內的知識，沒有對實驗內容進行一定的拓展，學生便會認為實驗的過程只是為了應付考試，這種不端正的學習態(tài)度導致整體的實驗效果難以達到理想。此外，也存在部分教師在展開試驗的過程中，并沒有要求學生來進行動手操作，而是通過示范或是單純理論講解的形式來進行實驗內容的介紹。這種方法會在一定程度上影響學生動手能力、實踐能力的全面發(fā)展，學生的學習過程只局限在理論層次，學習思維逐漸受到局限，這種情況難以培養(yǎng)出創(chuàng)新型人才。

三、 Steam教育理念滲透初中物理課程的重要作用

（一）培養(yǎng)創(chuàng)新型人才

隨著我國教育的全面發(fā)展，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)十分關鍵，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)對我國綜合國力好壞有著重要的影響。因此，為了增強國際競爭力，在教育領域作出改革和措施十分關鍵。在這一過程中，Steam教育理念逐漸得到了落實，該教育理念能夠為我國教育的先進化發(fā)展帶來很好的促進作用，同時也能夠更好地符合學生的需求，能夠為學生的學習環(huán)境帶來優(yōu)化。只有學生的學習條件得到了改善，才能夠為先進人才的培養(yǎng)提供推動作用。根據(jù)教育理念中的內容和特點，要求在學科教育中實現(xiàn)跨學科的教育過程，并確保整體的教育形式符合當下社會經(jīng)濟科技發(fā)展的需求，實現(xiàn)具有現(xiàn)代性、針對性的教學模式，這樣才能夠在單一學科中培養(yǎng)出綜合型的人才，讓學生能夠朝著創(chuàng)新型的方向不斷發(fā)展。

（二）激發(fā)學生學習物理的興趣

對物理這門學科，其主要的特點是以實驗為基礎，內容豐富廣泛的自然科學，其中所收集了許多原理和現(xiàn)象，對學生來說十分復雜、難懂，十分考驗學生的邏輯抽象能力和實踐水平。在學習物理這門學科時，需要以興趣為主導來迎合學生的心理狀態(tài)和認知發(fā)展，要求學生能夠從形象思維到抽象思維進行靈活的轉變。只有這樣，學生才能夠更加容易接受物理學科所涉及的內容，產(chǎn)生理想的學習效果，也是由于這一原因，學生在進行學習時很容易出現(xiàn)未知的情況，對教材中所提到的物理現(xiàn)象、知識，很難對其進行理解。而在其中全面融入教育理念，便能夠使整體的教學內容貼近生活，并且能夠更加容易地激發(fā)學生的探究樂趣，讓學生能夠主動地發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象，并找尋物理現(xiàn)象中所存在的特征和規(guī)律，以自我總結的過程來進行科學道理的研究，這樣才能夠讓學生產(chǎn)生理想的學習效果，并且能夠使其逐漸形成樂于動手、勇于創(chuàng)新的學習精神，讓學生能夠在提高自身理論水平的同時，促進其動手操作技能的全面發(fā)展。

（三）培養(yǎng)學生解決問題的能力

對物理這門學科，教師在落實教育理念的過程中，一般都是需要從生活中的常見場景入手來進行教學環(huán)節(jié)的設計，通過導入生活現(xiàn)象或是問題來引發(fā)學生進行主動探究與思考，要求學生通過自己的獨立思考過程來找出可行的解決方案。在這種學習模式下，教師一般需要以問題為主要的引導方向，要求學生在解決問題的過程中來進行知識的學習和運用。于是，我們便能夠發(fā)現(xiàn)，在其中滲透教育理念能夠很好地提高學生獨立解決問題的能力，并讓學生通過解決的過程找到實施方案的方式方法、學習的思路和方向，進而促進學生綜合能力的全面發(fā)展。

四、 融入Steam教育理念的初中物理教學設計分析

在教育理念下，想要使其內容全面滲透在物理課堂中，以此來激發(fā)學生的興趣，便需要從教學內容入手。對物理這門學科，這一理念中所涉及的科學、技術、工程、數(shù)學、藝術這五個領域的方面并不會完全滲透在每一節(jié)課程或是學習主題中。因此，在實際課堂中，教師需要以合理的分配方式，將這五個領域方面的內容進行巧妙地添加，通過不同的側重點來為學生進行具有針對性的指導，設計出個性化的學習內容。因此，Steam教育理念在實際的課堂中應用情況是具有一定局限性的，教師可以從科學、技術、數(shù)學、工程、藝術這幾方面入手來進行教學內容的劃分，并且要求整體的教學內容均符合新課程標準，與學生的認知水平匹配，對這五個領域所涉及的知識，教師需要認識到其中的內容十分豐富，只是單一地對其進行劃分無法達到理想的要求，于是，便可以利用雅克門教授提出的金字塔模型，以這種方式來對這五個領域方面的內容進行劃分。

經(jīng)過文獻查找，我們可以得知，鐘柏昌教授將Steam教育理念分為兩種取向：第一種是作品開發(fā)；第二種是科學探究。其中作品開發(fā)的特點是注重物化成果，一般是以項目式學習的形式為主來展開教育。比如，教師在講解“生活中的透鏡”這節(jié)課時，便可以在其中添加制作照相機模型這一學習任務。又如，在講解“密度與社會生活”這節(jié)課時，便可以要求學生制作雞尾酒。而對第二種取向科學探究來說，更加注重知識性成果。

在實際課程中，我們需要根據(jù)不同的課題來進行Steam教育理念的落實，通過不同的側重，為學生帶來優(yōu)質的學習條件，潛移默化地向學生滲透這一理念，開闊學生的眼界。例如，對“長度和時間的測量”這一課題，教師便需要明確這一主題的活動與目標，在展開這一課程時，教師需要要求學生了解人類長度單位的演變以及計時方法的演變。教師可以讓學生嘗試制作計時工具，并讓學生分析自己所制作出工具的誤差，保證探究的嚴謹性。在制作的過程中，教師需要讓學生保證計時工具的美觀性，通過一系列的操作與探究過程，便能夠實現(xiàn)作品開發(fā)取向的教育過程。又如，教師在講解“運動的快慢”這一課題時，教師便可以為學生提出短跑比賽這一生活實例，讓學生能夠根據(jù)具體的案例來進行快慢比較的方法，增強學生的發(fā)散思維和創(chuàng)新意識。在這一過程中，教師需要要求學生獨立地進行知識的歸納與總結，探究出計算速度的方法，這樣學生對知識才能夠擁有深刻的印象。并且教師可以讓學生根據(jù)生活情景來進行反復的計算、驗證，并要求學生初步了解勻速直線運動的特點，使學生能夠認識到這一運動在現(xiàn)實生活中無法達到的，是一種理想化的運動。最后，再通過知識拓展的過程，讓學生查找與戰(zhàn)斗機空中加油原理相關的知識。這一教育過程更符合科學探究，用生活案例來引發(fā)學生進行探究式學習，其中實現(xiàn)了Steam中stm領域的落實。因此，教師需要根據(jù)所學習課題的不同來適當選擇教育理念五大領域中所涉及的內容，以此來進行課程設計，使整體的教學過程更加科學。

五、 基于Steam教育理念的物理教學模式實施流程設計

在展開物理課堂時，想要全面促進Steam教育理念的落實，教師需要從跨學科整合教學模式以及探究式教學方法入手，通過提出合適的問題來進行課堂導入，讓學生在完成問題的過程實現(xiàn)理想的學習效果。在開展課堂教學時，教師需要制訂出一套整合、系統(tǒng)的學科教學模式，這樣才能夠使整體的課程更具科學性，支撐整體教學的展開。同時，在落實Steam教育理念的過程中，教師需要設計出合適的教學模式來對整體的活動內容進行引導和支撐，對這一教育理念其主要目標是提高學生能力。因此，教師在這一過程中便需要分析學生解決問題的整體過程。我們發(fā)現(xiàn)，學生解決問題過程一般需要四個步驟，即發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、實踐探究、解決問題。其中，在前兩個階段，教師需要以合適的方式來進行問題內容的設計并用巧妙的方式來拋出問題，若教師只是通過口頭闡述的方式將問題內容直接拋出，沒有從實際與應用的角度出發(fā)，便會導致整體的課堂十分死板，學生也不愿意主動地進行問題探究。而在這一過程中，教師便可以挖掘學生的生活環(huán)境，將一些常見的現(xiàn)象和事物進行引入，保證問題的來源是生活。具體來講，教師需要首先確定教學課題，之后再進行教學分析，在課前作好準備工作，根據(jù)新課程標準中的內容來對教材進行深度探究，同時還需要全面分析學生的學習情況和認知水平挖掘出課題中的特點，即此課題能夠開發(fā)學生哪些方面的能力和素養(yǎng)，在其中滲透哪些跨學科的內容。

（一）分析課程標準

首先，教師需要進行課程標準的分析，了解課程的性質，根據(jù)基本的教育理念來進行教學思路的設計，同時還需要考慮課程內容和實施建議等方面。在進行教學分析時，教師首先需要確定哪些教學目標和活動能夠體現(xiàn)出Steam教育理念。例如，教師在講解“聲音的產(chǎn)生與傳播”這節(jié)課時，教師需要要求學生通過實驗的過程，總結出聲音的產(chǎn)生與傳播條件，教師需要從生活環(huán)境入手來挖掘生活中常見的聲現(xiàn)象，以演示的過程先對學生進行示范強化學生的觀察能力，讓學生在觀察與總結的過程中進行猜想。對這節(jié)課，學生需要猜想振動與聲音的關系，讓學生在了解具體的步驟后，不斷地規(guī)范自己的實驗過程。之后再為學生提出留聲機的工作原理，讓學生能夠根據(jù)實際的事物來進行知識的應用。在這一過程中，教師可以讓學生以小組為單位通過協(xié)作的過程來進行實驗，進一步明確聲音傳播的條件。同時，也可以利用一些自然現(xiàn)象為學生進行課外知識的科普，比如聲速、光速等，學生能夠嘗試運用本節(jié)課所設計的速度知識來進行驗證計算。最后，教師可以為學生提出助聽器的使用原理，并要求學生在課下搜尋與聲學相關的文化和歷史，以交流會的方式，讓學生實現(xiàn)知識和信息的共享。

（二）分析教材

教材是學生獲取知識的重要渠道，教師需要全面挖掘教材中的各項學習課題，以此為基礎來進行教學任務的設計。在這一過程中，教師可以借助不同版本教材的不同特點來進行綜合性的考慮，全面挖掘出教材中的教育價值。在分析教材的過程中，教師需要明確本節(jié)課在整體教育過程中所處的地位。例如，教師在講解“生活中的透鏡”這節(jié)課時，在人教版的教材中，這節(jié)課程放在整個單元中第二節(jié)的位置。這樣的安排是要求學生在學習照相機、投影儀、放大鏡后，對后續(xù)深層次的知識點奠定基礎，讓學生在了解這些儀器的使用方法、成像原理后，總結出正立、倒立、變大、變小等特點。為第三節(jié)課凸透鏡成像的規(guī)律埋下伏筆，讓學生通過邊學習、邊回憶的過程，逐漸掌握學習的規(guī)律和思路。而“生活中的透鏡”這節(jié)課在魯教版的教材中卻不同，其所處第三節(jié)，在學習第二節(jié)凸透鏡成像的規(guī)律后，學生才會接觸這節(jié)課，需要學生在了解理論性的規(guī)律后，再進行照相機、投影儀、放大鏡這三種器具的學習，這種循序漸進的學習過程能夠讓學生總結出學習的規(guī)律，同時也能夠引發(fā)學生對知識進行運用。因此，教師在開展課程教學時便需要針對不同教材的不同特點來進行具有針對性的講解，在進行備課時，對教材進行全面、系統(tǒng)的分析。

（三）分析學生

在開展課程教學時，對學生的分析至關重要，教師需要了解不同年齡階段學生的不同需求來進行具有針對性的指導，通過師生之間的配合，才能夠達到理想的學習效果。因此，教師需要從學生的實際學習情況和學習狀態(tài)出發(fā)來進行各項學習活動的設計，以多種渠道和方式來了解學生具體的情況。在這一過程中，教師可以通過學生訪談、問卷調查等方式，接受學生的反饋。這樣也能夠使師生擁有和諧的關系，使課程的展開更具默契性。

（四）問題

在選擇教學課題后，教師需要以問題為主導來導入與課程相關的情景，通過這種方式，明確學習的重點，從而更好地落實教育理念。教師需要讓學生通過對問題的探究與思考過程不斷提高自身的學習信心和成就感，讓學生以此強化學習的動力和興趣。在設計問題時，需要總結出符合教育取向的問題內容，明確五大領域的要求。例如，教師在講解“生活中的透鏡”這節(jié)課時，便可以向學生提出與實際相關的問題。比如，教師可以向學生拿出一張自己的照片，向學生提問：為什么照片中的自己這么?。恳赃@種方式實現(xiàn)作品開發(fā)取向的教育過程。

（五）知識建構

從建構主義的角度上看，班級中的學生大多擁有一定的知識基礎，之后再進入課堂學習的。其中的知識基礎可以分為課堂和生活兩個方面，對來自生活的知識，其大多都較為零散，不具備系統(tǒng)性，甚至有些生活經(jīng)驗是錯誤的。因此，教師需要以驗證或是糾正的方式幫助學生辨別生活中的知識。在這一過程中，可以通過演示實驗的方式，增強可信度，同時也可以通過理論講解的過程，讓學生對知識與生活經(jīng)驗產(chǎn)生沖突感。這種方法能夠進一步強化學生對知識的記憶。對在課程中所學習的理論知識，教師需要引導學生進行強化訓練，讓學生能夠認識到所學習的各類知識都是有著密切的關聯(lián)，幫助學生形成系統(tǒng)、完善的知識體系，使學生能夠產(chǎn)生正確的認知和觀念。在學習新知識前，對所學習的舊知識進行進一步的鞏固，這樣也能夠對后續(xù)深層次的學習奠定基礎，實現(xiàn)新知識的整合。

六、 結語

綜上所述，文章在開始講述了Steam教育理念的概念，又講解了我國物理教學現(xiàn)狀，之后，又從幾方面提出了Steam教育理念滲透初中物理課程的重要作用，這一先進的教育理念能夠培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，在具體的課程中能夠激發(fā)學生學習物理的興趣，同時也可以培養(yǎng)學生解決問題的能力。此后，文章講述了融入Steam教育理念的初中物理教學設計分析，提出了基于Steam教育理念的物理教學模式實施流程設計。在進行教學分析的過程中，教師首先需要分析課程標準，然后再分析教材，根據(jù)不同的教材特點來進行課程的個性化安排，之后便需要分析學生，了解學生的認知水平和學習程度。此外，還需要對問題進行合理設計，以問題為導向來落實Steam教育理念，從知識建構的角度來進行課程分析，為Steam教育理念的全面落實提供推動作用。

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