李春梅

STEM教育的核心是指科學(xué)（science）、技術(shù)（technology）、工程（engineering）、數(shù)學(xué)（mathematics）四個學(xué)科融合為一體的新型教育理念。作為全球教育界所關(guān)注并推行的教育理念，STEM教育重點在學(xué)科與學(xué)科之間的融合教育之中提升個人的綜合能力，培養(yǎng)能解決實際問題的新型人才。在STEM教育理念中，最為突出的四大特征分別是跨學(xué)科、趣味性、體驗性、情境性。當(dāng)前初中物理實驗教學(xué)在實驗?zāi)Ｊ?、實驗?nèi)容方面缺乏一定的生活性、趣味性。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣難以在物理實驗的操作過程中獲得更好的激發(fā)。將STEM教育理念融入初中物理實驗教學(xué)之中，一方面能夠增加實驗的趣味性，同時也能夠培養(yǎng)學(xué)生的各種能力?；诖耍疚囊浴皽y量物質(zhì)的密度”實驗教學(xué)為例，從教學(xué)設(shè)計、教學(xué)實踐過程兩方面深入探析STEM教育理念下初中物理實驗教學(xué)路徑。

一、STEM教育理念下的實驗教學(xué)設(shè)計

教學(xué)設(shè)計中，教師需要明確各個環(huán)節(jié)所需要完成的教學(xué)任務(wù)、教學(xué)內(nèi)容，以及教學(xué)目標(biāo)規(guī)劃等。STEM教育理念融入得不充分、不徹底，主要是由于教師教學(xué)設(shè)計的規(guī)劃不足，沒有充分地將STEM教育理念落實到教學(xué)的各個環(huán)節(jié)中，沒有明確物理實驗的不同階段所需要完成的教學(xué)目標(biāo)，教師與學(xué)生也就難以在實驗教學(xué)中完成跨學(xué)科內(nèi)容的學(xué)習(xí)任務(wù)。

在“測量物質(zhì)的密度”實驗中，首先，教師需要對實驗環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)劃。例如，將“測量物質(zhì)的密度”實驗分為五大環(huán)節(jié)：情景模式導(dǎo)入、自主思考中確定問題、合作實驗探究、設(shè)計物理實驗方案、總結(jié)物理實驗的內(nèi)容與經(jīng)驗。其次，教師需要明確不同的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)各自所承擔(dān)的STEM教育理念的發(fā)展內(nèi)容。在“情景模式導(dǎo)入”環(huán)節(jié)中，教師需要在視頻內(nèi)容的引導(dǎo)之下激發(fā)學(xué)生做實驗的積極性，同時引導(dǎo)他們聯(lián)系生活實際;在“自主思考中確定問題”環(huán)節(jié)中，教師可以采用提問的方式引導(dǎo)學(xué)生思考，讓學(xué)生聯(lián)系已學(xué)知識和經(jīng)驗進(jìn)行自主探究，并作初步判斷;在“合作實驗探究”環(huán)節(jié)中，教師以分組的模式放手讓學(xué)生自己做實驗，讓他們探究思考，鍛煉他們的物理辯證思維，在此過程中，教師更容易引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系其他學(xué)科的知識內(nèi)容，不斷創(chuàng)新實驗;在“設(shè)計物理實驗方案”的環(huán)節(jié)中，教師讓學(xué)生根據(jù)小組探究設(shè)計方案，調(diào)動他們的主觀能動性，提升學(xué)生解決問題的能力與實踐創(chuàng)新能力;在最后的“總結(jié)物理實驗的內(nèi)容與經(jīng)驗”環(huán)節(jié)中，教師需要幫助學(xué)生回顧物理實驗的整體過程，強化實驗中出現(xiàn)的跨學(xué)科內(nèi)容，整合STEM教育理念的應(yīng)用所得。

二、STEM教育理念下的教學(xué)實踐

在具體的教學(xué)實踐過程之中，教師需要關(guān)注STEM教育理念四大特征，即跨學(xué)科、趣味性、體驗性、情境性，據(jù)此入手，開展物理實驗教學(xué)。

1.情景模式導(dǎo)入

在此教學(xué)環(huán)節(jié)之中，重點關(guān)注情境性和趣味性，教師可以播放相關(guān)的實驗視頻，讓學(xué)生初步了解物體的質(zhì)量、物體在水中的情況等。教師在此環(huán)節(jié)中導(dǎo)入本次物理實驗的原理：ρ=m/V。

2.自主思考中確定問題

教師可以采用提問的形式引導(dǎo)學(xué)生層層深入思考，如物體上浮、下沉的條件是什么？我們?nèi)绾卫梦矬w的上浮、下沉來計算密度？對于這些現(xiàn)象，我們是不是能夠聯(lián)系生活實際，制作一個屬于自己的密度測量儀器或是設(shè)計一個密度測量方案？在提問的過程中，學(xué)生既能對知識內(nèi)容進(jìn)行梳理，同時也能聯(lián)系生活或其他知識內(nèi)容，融入方案的設(shè)計之中。

3.合作實驗探究+設(shè)計物理實驗方案

教師引導(dǎo)學(xué)生采用小組合作的形式開展本次物理實驗探究。學(xué)生首先根據(jù)個人的生活實際，調(diào)動相關(guān)學(xué)科的知識內(nèi)容，選定自己認(rèn)為合適的材料，以草圖的形式畫出基本設(shè)計方案，從而提升自己的跨學(xué)科能力、思維創(chuàng)新能力。然后，小組再將設(shè)計草圖進(jìn)行展示，分享設(shè)計的整體思路、材料、原理等。在不同小組的設(shè)計思路碰撞之下，學(xué)生也會對問題的理解更加深入，運用上也會相對得心應(yīng)手。最后，學(xué)生能夠參與小組內(nèi)的合力制作，并進(jìn)行實驗驗證，讓自己對知識的理解落到實處。

4.總結(jié)物理實驗的內(nèi)容與經(jīng)驗

總結(jié)環(huán)節(jié)是學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容理解與內(nèi)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教師在此環(huán)節(jié)中，一方面需要給予學(xué)生充分的自由度，讓他們自行總結(jié)實驗中的得與失;另一方面，教師需要引導(dǎo)學(xué)生在總結(jié)時多關(guān)注跨學(xué)科內(nèi)容，例如在計算環(huán)節(jié)中所涉及的數(shù)學(xué)學(xué)科內(nèi)容、設(shè)計環(huán)節(jié)中所需要的技術(shù)內(nèi)容等。

將STEM教育理念融入初中物理實驗教學(xué)之中，是當(dāng)前物理教學(xué)的一次創(chuàng)新嘗試。它不僅僅要求教師具有優(yōu)秀的教學(xué)引導(dǎo)能力，更需要教師個人跨學(xué)科素養(yǎng)的不斷提升。路漫漫其修遠(yuǎn)兮，未來，還需要學(xué)校、教師、學(xué)生三方同步發(fā)力，創(chuàng)新物理教學(xué)模式，讓物理實驗教學(xué)發(fā)揮其關(guān)鍵作用，讓學(xué)生能夠在STEM教育理念的指導(dǎo)之下，實現(xiàn)能力的全面發(fā)展，成為跨學(xué)科學(xué)術(shù)能力、動手能力雙強的新型人才。

責(zé)任編輯 邱 艷