STEM教育理念下初中物理實驗教學的思考

管 錳

（江蘇省泰州市口岸實驗初級中學，江蘇泰州 225300）

引 言

物理是初中課程中較為重要的一門學科，該課程的實踐性較強，所以教師在教學過程中不僅要傳授理論知識，還要引導學生通過實驗觀察進行理論論證。STEM教育理念要求教師轉變傳統教學方法，通過有效的手段來提高學生的綜合能力和素養[1]。因此，如何有效地將STEM理念落實到初中物理教學中是教師應當思考的問題。本文以實驗教學為例，探討了STEM教育理念在初中物理教學中的運用。

一、立足學生實際，促進認知規律發展

在新課程改革背景下，初中物理教師在教學中應立足于學生實際，從學生的角度出發，轉變陳舊的教學思想，明確自己的角色定位，從而有效促進學生認知規律的發展。在開展實驗教學時，教師要強調理論知識的全面性，使學生在具體的實踐過程中學到更多的物理知識。很多初中生表示物理是一門很難理解和掌握的學科，常常在課堂上聽不懂教師所講的內容。因此，教師在開展課程教學前，要梳理整個教學脈絡，引導學生對文本進行深入解讀[2]。

例如，在教學“光的折射——透鏡”這一章節內容時，教師要以培養學生的物理核心素養為教學目的，引導學生在實際操作的過程中開動腦筋，學習豐富的物理知識并提高物理實踐能力。在開展課堂教學活動之前，教師應深入了解本班學生的具體情況，分析學生的接受能力、理解能力及學習水平，從而引導學生掌握物理知識概念。在課堂上，首先，教師引導學生了解什么是透鏡，并利用相機拍照的方式，讓學生觀察照片中的物體與現實中的物體之間的差別，同時設置問題：“請同學們說一說，為什么現實中的物體比相片中的物體大呢？”通過問題引發學生的思考，使學生對“透鏡成像”有一個新的認知。其次，教師向學生詳細介紹相機的成像原理及相機的發展歷程，以激發學生的物理學習興趣，培養學生自主學習能力和科學素養。最后，教師要求學生制作簡易模型，激發學生的團隊合作意識，培養學生的探究能力和工程素養。在小組合作學習過程中，學生能夠不斷完善自我，促進交流。STEM教育理念倡導為學生提供一個充分展現自我的舞臺，促使學生積極地表達自我觀點。而開展小組合作學習正好符合這一要求，能有效調動學生學習物理的主動性，培養學生的創新精神。學生在操作相機對焦時，能夠利用對焦技術拍出更美麗的照片，提升其藝術素養。同時，學生在分析和計算凸透鏡與光屏之間的距離時，能夠指出凸透鏡縮小像和光屏距離之間存在什么關系，還會運用到一些數學思維，這有助于提升學生的邏輯能力，促進學生認知能力的發展，進而達到STEM教育理念的要求。

二、創設教學情境，制訂合理的教學計劃

新課程改革明確提出，教師在教學過程中應以學生為主，在課堂上充分發揮學生的主體性。因此，在初中物理教學中，教師不僅要重視學生的學習成果，也要注重學生的學習過程，積極創設教學情境，營造良好的教學氛圍，激發學生對物理知識的學習興趣，從而有效培養學生的探究意識，提升學生的實踐能力[3]。學生在學習過程中不能只是被動地接受知識，教師也不能強制將知識傳授給學生，否則，不僅不利于學生的發展，甚至會適得其反。因此，初中物理教師要制訂合理的教學計劃，創設恰當的教學情境，設計有針對性的問題來引發學生自主思考，使學生在主動探究的過程中理解所學知識，掌握實驗方法和操作步驟，進而提高物理學習效率。

例如，在教學“測量物質密度”這一節時，首先，教師引導學生回顧上節課所學的與密度有關的知識，學生通過回顧了解了密度的運算公式為ρ=m/v。其次，教師通過提問來創設教學情境：將鵝卵石放入裝滿水的量筒中，如何計算鵝卵石的體積？教師還可以借助“阿基米德與金冠”的故事，傳授給學生通過排水求體積的方法，以具體的實驗操作加深學生對物體密度的印象。需要注意的是，教師在將鵝卵石放進量筒時要輕拿輕放，讀量筒上的數值時，眼睛要與凹液面最低處平視，通過實踐得出鵝卵石的體積為量筒加入鵝卵石后的水的數值減去量筒中原有水的數值。創設教學情境的目的是讓學生在學習過程中獲得更加真實的感受，因此，教師在創設教學情境的過程中要立足于實際來設計相應的教學活動。這一做法既符合STEM教育理念，又能夠有效激發學生的物理思維，加強學生對物理概念的認知，同時有助于學生將課堂所學的知識運用于實際生活中，豐富學生的學習體驗，提高學生對實驗操作的興趣，從而有效提高學生的科學素養[4]。

三、加強師資建設，提高教師的職業能力

筆者通過調查了解到，STEM教育理念在國外比較盛行，且理論也相對完善，而我國對于STEM教育理念的研究比較晚，發展相對來說也不成熟。對物理教師來說，在STEM教育理念下開展初中物理實驗教學是一項全新的挑戰，對教師自身的要求更高，不僅需要教師深入了解STEM教育理念，也要熟練掌握整個教學過程[5]。因此，為了更好地促進學生的全面發展，學校應當加強師資隊伍建設，對教師進行定期培訓，從而提高教師的職業能力。師資建設對學生的發展有著至關重要的作用，針對目前國內外STEM教育理念的發展趨勢，學校應加強對教師STEM教育素養的培訓，積極發揮出教師的輔導作用，從而打造出高質量的師資隊伍，保證物理實驗教學的質量[6]。

首先，學校應該積極開設STEM教育課程，并將其納入對教師的考評中，同時加強實際操練，實現理論和實踐的有機結合；其次，學校應該在平時多搜集一些STEM成功教學案例，提升教師對STEM教育理念的認知；最后，學校還應該積極開設與STEM教育理念相關的講座、論壇、教研研討會等，加深教師對STEM教育理念的理解，從而獲得良好的教學成效。

結 語

總之，STEM教育理念作為一種新的教育思想，能夠有效促進師生的發展。從上文的分析不難看出，在STEM教育理念的指導下開展物理實驗教學，能更有效地激發學生的學習興趣，調動學生的參與性，使學生在學習物理理論知識的同時，也能體驗到科學探究的樂趣。此外，教師應當認識到，在開展物理實驗教學的過程中，應該給予學生更多的時間與空間，充分發揮學生的創新思維和創造能力，使學生在STEM教育理念的指引下獲得更好的學習體驗，進而促進學生學習效率的大幅提高。