STEM教育理念下初中物理科技活動的實踐探究

鄧德堅

[摘要]STEM教育是跨學科教育，在初中物理科技活動中使不同學科之間相互融合、緊密相連，以整合的教學方式培養學生掌握知識和技能，促使學生能夠靈活運用各學科知識，提高自身探究能力和解決實際問題的能力。基于此，筆者通過對在STEM教育理念下進行初中物理科技活動實踐策略的探究，以期培養學生的創造意識、批判性思維、動手實踐能力、研究性能力和解決問題的能力，提高學生的科學素質和創新意識，促進學生全面發展。

[關鍵詞]初中物理;科技活動;STEM教育

基于STEM教育理念下初中物理科技活動的實踐探究，是將所學物理知識應用到實踐活動中去，通過學生以項目為目標的動手實踐活動，培養學生的應用能力、實踐能力和創新能力的一門課程[1]。在初中物理中，把聲、光、熱、力、能量等物理知識融入到STEM教育中去，在物理科技活動實踐中就是將之轉化成以科學、技術、工程和數學的相互聯系為邏輯的項目研究課程。如制作紙質承重橋梁、無碳動力小車、水火箭、自制密度計、自制桿秤、電腦電路動畫、壓力噴泉、組合機械設計制作、自制冰箱等STEM研究項目。經過課題組多年的實踐探索，STEM教育在初中物理科技活動實踐的基本做法如下。

一、制定STEM教育在物理科技活動中的框架

隨著社會的不斷發展和物理教育理念的轉變，物理學習不再只是簡單的知識學習，而是需要關注知識的建構過程，即從生活常見的現象入手，發現可探究的問題，進而開展科學探究，自主建構知識，并運用所獲得的知識來解決實際問題，甚至創新設計出有一定實用價值的發明[2]。在物理科技活動前，必須制定物理科技活動的框架，包括提出問題、探究方案的設計、實驗探究、科技創新和體驗者科學探索五個部分。

二、形成STEM教育在物理科技制作活動中的初步方案

（一）確定目標，分階段實施

以提高廣大師生科學文化素養為目標，培育全體師生的科技創新意識，培養科學精神和思想，學習科學方法和知識，提升師生的科技創新能力。為此，設計STEM教育在物理科技制作活動中的方案。

物理科技活動分四階段實施。為達成這一目標，將活動方案分為宣傳發動、組織實施、檢查驗收和總結評比四個階段。制定物理科技活動方案，每項工作都要做到制度化和規范化，并建立標準統一、形式規范的檔案，做到資料齊備、完整及真實。切實做到措施到位，加強過程管理，落實監督機制，針對薄弱環節抓重點、難點和疑點，全面推進STEM教育在物理科技制作活動中的工作。

（二）實施方案

全體物理科技活動教師、研究性項目學習教師、物理教師都要對愛好小發明、小創造并且具有較好創作基礎的學生做到一對一的輔導，使這一部分有特長的學生對現實生活中的現象有更深的理解，在理解生活常識的基礎上不斷提高創造能力，做到能夠對現有的裝置進行改造和創新，最終保障這一部分特長生能夠達到100%的被輔導率。

學校將定期舉行由科技活動小組、勞動技術小組、研究性學習小組和學校統一組織的小發明比賽。學生要在小發明、小設計的基礎上開展科學實踐活動，只有親自動手、切身體驗，才能夠有獨特的體會。

學校科技活動組、研究性學習活動小組、物理活動小組、科技繪畫活動小組及社會實踐組要對學生進行輔導和幫助，為學生的小規模制作作品提供必要的條件和設備，手把手的教授學生如何使用一些常用的制作和勞動工具，協助學生不斷改進自己的作品。

三、STEM教育在物理科技制作活動中的實施形式

（一）我校舉辦的創新性、綜合性的科技活動，全面實施和落實學科核心素養教育

學校重視物理科技活動比賽，加大經費投入，積極按照活動方案和落實目標，制定完整的發展規劃，做到有計劃、有目標、分階段地加以推進和實施。完善科技創新活動的管理體制和運行機制，激發全校師生支持、關心、參與物理科技創新活動的熱情和動力。不斷豐富學校物理科技創新活動的內容與方式，培育學校教育工作者和學校師生的科學精神與科學態度，普及科學知識，提升科學素養。通過舉辦具有創新性、綜合性的物理科技活動，包括物理科技制作、科普繪畫、科普征文、科技創新競賽以及科普性實踐活動等，全面實施和落實學科核心素養教育，把物理科技活動與知識產權教育活動相結合，設計組織富有創新意義的物理科技創新活動，促使學校物理科技教育工作能更上一層樓，爭創“縣級科普特色學校”“清遠市科技活動創新示范學校”“廣東省青少年科技活動示范基地”“全國知識產權示范學校”“申報廣東省科技教育名師工作室”等。

（二）開放學校物理科技活動體驗室，使學生切實感受神奇的物理科學世界

學校物理科技活動體驗室內的展示品，按照聲、光、力、熱、電、磁、能等進行分類，分別放置在不同的展示區。物理科技活動體驗室的展示品有物理現象明顯且直觀性強的科技模型、高科技產品（商品、玩具等）、儀器等。開放學校物理科技活動體驗室的做法，不僅豐富了學生的生活物理知識，開闊了學生的眼界，還激發了學生學習物理的濃厚興趣。物理科技活動體驗室的展示品除物理科技模型、高科技產品及儀器之外，也有物理學發展史和物理學家的文字資料、掛圖等，此外還有師生的小發明、小制作和實驗自制創新教具等種類繁多的作品，這也給喜愛教具制作的學生提供了展露自我的好機會。鼓勵學生參與物理科技小制作的實踐活動，使學生既能在物理科技活動體驗室中感悟到物理世界的神奇，又能領會到物理學科的博大精深。學校通過開放物理科技活動體驗室，使學生直觀地去感受神奇的物理科學世界，在強大的震撼中大大激發了學生參與物理科技活動的興趣。

四、STEM教育在物理科技制作活動中的效果預期與評價

（一）預期實現的目標

1.實現學生發展目標

在STEM教育理念下進行物理科技活動，引領學生從“科學探究”到“科學實踐”，表現出STEM教育能夠支持學生以物理學科融合的方式，在解決實際問題的過程中掌握知識和技能，在進行創造性的制作中促進學生的個性發展，培養學生的創造意識、批判性思維、動手實踐能力、研究性能力和解決問題的能力，提高學生的科學素質和創新意識，使學生學有特長，幫助他們學會共處，學會合作，學會競爭;激發學生的創新意識;培養學生的創新精神及實踐能力，促進學生全面發展。

2.實現教師發展目標

通過組織開展STEM教育的物理科技活動，可以為教師的創新教學提供實踐的機會。STEM教育的師資培訓，讓教師真正成為STEM教育的領路人，從而有效推動STEM課程改革。通過完善機制、搭建平臺、榜樣引領及獎勵表彰等方式，鍛造一支素質優良的、專業的STEM教育物理科技輔導教師群體，提高本校教師的教育教學水平、教育科研水平和STEM教育能力，促進教師整體素質的發展。

3.實現學校發展目標

在STEM理念下進行物理科技活動的實踐研究，為學校科創和STEM教育搭建了新的平臺，更好地把物理科技活動提升為學校常態化的STEM教育，把學生自發性的興趣提升為自覺性的育人方法，使學校STEM教育更加長效化地開展。同時也可以為STEM教育校本教材的開發提供依據，幫助學校完善課程改革，形成地方課程相互補充的校本課程體系之一，為STEM教材的發展方向提供參考。提升科創教育的品質，使STEM教育落地生根，并持續健康發展，讓STEM教育為學校科創教育提供新的生長點，實現STEM教育與學校特色發展相融合，凸顯學校的辦學特色。

（二）實施多階段多層次多元式評價

1.開展STEM教育物理科技活動大賽，評選出師生的優秀作品，選送優秀作品參加市級科技活動大賽，并收集作品在科技活動體驗室中進行展示，有效評價師生在科技活動中的成果。

2.開展多次評估，在項目中期階段作出評估報告;總結驗收階段，召開結題自查會，查出課題總結中的不足之處，申請鑒定驗收;向課題研究領導小組申請結題，接受課題研究評審專家的評估和驗收。

結 語

總之，基于STEM教育理念所進行的初中物理科技活動的科學嘗試，有效引領學生從“科學探究”邁向“科學實踐”，提高學生的核心素養，促進學生全面發展;提高物理學科教學水平，提高課堂教學效能，提升教師專業發展，幫助學校完善課程改革，形成地方課程相互補充的校本課程，提升學校教育教學質量。

參考文獻

[1]陸衛兵. 將STEM教育融入初中物理綜合實踐活動的教學[J]物理教師，2019（5）.

[2]郭斌. STEM教育理念下學校特色課程建設的思考與建議[J]教育科學論壇，2019（7）.