STEAM教育理念下初中物理實驗教學模式的探究

黃朝宏

摘要：STEAM教育理念雖然還屬于一種全新的教學思想，但在實際的教學中卻得到了廣泛的應用。STEAM教育理念主要強調在教育教學活動的開展過程中要打破學科間的界限，對教學活動方式進行積極創新，為學生打造一個適合他們發展的平臺，鼓勵學生在學習的過程中進行自主探索。基于此，對STEAM教育理念下初中物理實驗教學模式進行研究，以供參考。

關鍵詞：STEAM教育理念;初中物理實驗教學;模式;探究

引言

實踐動手能力是現代物理教學要點培養的方向，對物理學科而言實驗這種最為有效且直觀的方法，為物理原理的檢驗提供客觀標準，也為物理學科及實驗規律的學習提供基本路徑。由此看來，實驗體現了物理的魅力與靈魂，是激發人們不斷探求物理奧秘的重要源泉。

一、初中物理實驗教學中融入STEAM教育理念的價值

興趣是學生學習活動開展的重要推動力，如果學生對所需學習的內容產生了興趣，就能主動地進行知識探索，專注地學習學科知識，促進自身學習效率的提升。教師在教學中融入STEAM教育理念，由于這一教學模式更強調學生在學習過程中發揮自主性，要求教師在教學過程中針對實驗內容的安排，要能充分考慮到學生的實際情況，合理選擇實驗教學的方法。教師可以在課堂中通過虛擬仿真技術構建實驗室，采用工程模擬實驗教學模式及小組合作實驗教學模式等，進而有效激發學生的學習熱情，使學生對于物理實驗能夠有更加直觀、生動的感受，進而主動參與實驗活動，在實驗過程中體會到知識學習的樂趣。例如，我們在做學習《眼睛和眼鏡》一課時，利用仿真實驗“水透鏡”來模擬眼鏡，對正常、近視眼、遠視眼進行仿真實驗，讓學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驗教學模式

（一）加強問題的理解及掌握

初中階段的學生，對剛接觸理科知識在掌握上存在一定難度，實驗教學法能培養學生的積極動手能力，運用在物理教學過程中讓學生主動探究，激發動手能力，更好地提升學習效率。實驗探究是物理教學法的核心階段。在這一階段中，學生有著充足的機會去探究事物，進而借助探究將頭腦中的知識與新知識聯系起來，實現知識體系的有效建構。同時學生以親身經歷探究問題與建構知識，可幫助其深化對現有概念及不同概念間新的聯系的理解。為完成探究階段的教學目標，需經過提出假設、收集證據、做出解釋三個具體環節來有效實現。依照物理實驗內容，可將物理實驗分為基本操作實驗、實驗習題、基本概念與原理實驗、物質性質、結合生產生活實際實驗;而按照實驗形式，可分為實驗習題、演示實驗，學生實驗、邊講邊實驗等;依照教學作用，可分成探究性實驗、驗證實驗及實驗設計等。區別于傳統物理教學，實驗教學是將課堂歸還給學生，使學生積極參與到知識探索中，主動探究物理的奧秘。參與實驗教學就需要教師把握學生的參與程度，如何調動學生積極性、從哪個角度引入教學內容、觀察實驗現象對教學內容的指導等，善于運用實驗過程和結果引導學生思考和歸納。例如：物態升華和凝華物理實驗教學中，教師借助生動有趣的實驗過程解釋物理現象，在開始階段規范實驗步驟及注意事項，利用固態碘加熱實驗解釋物態升華和凝結，觀察碘的發生的變化過程，讓學生在動手實驗的過程中探究，為什么通過加熱固態碘，燒杯中的碘物質會出現碘蒸汽？又是什么原因致使撤掉酒精燈后會出現結晶的碘的物理現象。

（二）優化物理實驗的流程，培育學生的物理學科素養

要想使初中物理實驗教學與STEAM教育理念實現有效融合，教師在教學活動的開展過程中就要對物理實驗的流程進行合理有效的優化，鼓勵學生在進行物理實驗探究的過程中合理使用數學工具及數學方法，進而達到對學生的數學思維進行啟發的教育目的，使學生的問題解決能力能夠真正得以有效提升，發展學生的數學感知能力，使STEAM教學的目標能夠真正得以實現。例如我們在設計《凸透鏡成像規律》一課中實驗過程中，對實驗應該有一定操作指導，規范實驗流程，讓實驗操作起來有順序感，也不利于實驗探究過程，為數據分析做好鋪墊。實驗過程中，學生對實驗的過程以及實驗所產生的相關數據要仔細記錄，并對數據的變化規律進行仔細分析，完成這部分工作后也可以合理應用自身已學習過的數學統計的相關知識，使實驗過程中數據的變化規律能夠展示得更加直觀，促使學生能夠更好地針對物理實驗的原理進行分析，獲得物理實驗的相關知識，提升物理實驗教學活動的開展效率。

（三）創設生動情境，激發學生的實驗興趣

為了讓學生積極主動地開展物理實驗，教師還可以創設生動的教學情境，以此引出問題，激發學生的探究興趣，或者是使之對相關實驗產生濃厚的興趣，主動進行操作研究，從而促使其高效地吸收知識，不斷強化綜合素質。例如，教師在講授人教版版八年級上冊“聲音的產生與傳播”時，可以將提前準備好的帶線的“紙杯話筒”分給兩名學生，并讓其中一人走出教室，到盡可能遠的地方，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這句話，接著向另外一人求證。此時，教師可以提問學生：“你們能夠聽到室外的人說話嗎？”學生普遍會搖頭，那教師可以繼續提問：“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？”由此可引發學生的思考，促使他們主動在原有的實驗基礎上進行拓展探究，即將連接紙杯的線去除，再次實驗后得出結論，或是將紙杯上的線換成鐵絲、膠線后繼續實驗。

結束語

綜上所述，對于初中物理課程來說，實驗是十分重要的一部分教學內容，同時也是落實初中物理課程教學的一種十分重要的手段。教師通過高質量地落實初中物理實驗教學，能使學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教育理念融入教學中，則能更好地培育學生發現問題、探索問題以及解決問題的能力，推動學生綜合素養的發展。

參考文獻

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基金項目：省級課題：《基于核心素養的初中物理國家課程校本化實施策略研究》