基于stem的初中科學教學探究

虞海紅

(浙江省寧波市海曙區集士港鎮集士港中學 浙江寧波 315171)

stem 作為一種全新的教育理念，不是簡單地要求教師在教學中將科學、技術、工程與數學知識進行整合，而且需要教師將這四門原本分散的學科自然地組合形成新的教學主體，幫助學生在學習過程中不被單一的學科知識體系所束縛，促使教師能夠在教學開展過程中更好地進行跨學科的整合，培養學生跨學科解決問題的能力。在初中科學教學開展過程中，教師合理地落實stem 教育理念，可以為學生創建一個更為寬廣的科學學習平臺，讓學生能夠在學習過程中得到綜合性的學習鍛煉，成為適應教育改革發展的優質人才，以此進一步提升科學教學的實效性。

一、stem對于初中科學教學的重要意義

初中階段的學生邏輯思維能力還不夠成熟，還需要具體直觀的感性經驗進行支撐。而stem 教育理念主要是源于學生的生活、工程實踐、新舊知識的結合以及直觀的學習體驗為出發點而進行的教學引導，它在科學教學中的合理融入，就可以有效地激發學生強烈的求知欲望與好奇心理，讓科學課堂教學能夠更富感染力，滿足學生在科學學習發展中的個體需求。而且stem 教育理念在初中科學教學中的合理融入還可以拉近學生與知識之間的距離，讓學生能夠在學習過程中將自己所學習到的科學知識與生活中所面臨的各種問題進行互相聯系，使得科學教學變得更具價值與意義。除此以外，stem 教育理念在科學教學中的合理融入，還可以改變傳統以理論教學為主的教學模式，為學生創建一個更優質的發展學習空間，培養學生的實際動手操作能力，讓學生能夠在科學學習中的個性化發展與全面發展得到有機的結合，實現學生在科學學習中的綜合性成長，促使學生今后能夠快速地適應時代的復雜變化，成為新時代的優質創新人才。總而言之，stem 教育理念對于初中科學教學的高質量開展來說具有非常深遠的影響意義，它不僅可以從根本上提升科學教學的質量，還可以培養學生靈活的科學學習思維與創新能力，讓學生能夠通過接受初中階段的科學教育成為復合性的創新人才，以此從真正意義上完成科學教學任務，推動初中科學教學的高效開展。

二、基于stem的初中科學教學策略

（一）通過落實stem 教育理念，提高學生的科學學習興趣

眾所周知，興趣是學生最好的老師，是學生高質量開展學習探究的原動力。在目前初中科學教學開展過程中，激發學生的學習興趣，讓學生積極主動地進行科學知識的深入探索是所有科學教師在教學中所面臨的重要教學任務之一。但是在實際教學過程中，很多教師由于受到傳統教育觀念的影響，在課堂教學中更多的是按照教材內容照本宣科地對學生進行知識的灌輸，這種單一的教學模式很難活躍學生的課堂學習思維，導致學生的科學學習興趣低下，甚至部分學生會因為課堂學習氛圍過于沉悶而產生厭煩的負面情緒[1]。面對這種不容樂觀的教學現狀，教師在開展教學時就可以落實stem 教育理念，合理地將科學教學內容與其他學科進行有效的整合，為學生創造一個優質的探究空間，讓學生能夠再深入探究過程中，逐步感受到科學學習的樂趣，以此提高學生的科學學習興趣，保證學生科學學習任務的高質量完成。例如，在學習華師大版科學九年級上冊《物體的內能》一課時，為了幫助學生更好地探究溫度與分子平均動能關系、分子勢能與分子間距離關系、做功與熱傳遞在改變物體內能上的關系，教師就可以合理地將物理知識與數學知識進行有效的融合，為學生創造一個更為廣闊的科學探究空間，促使學生能夠在深入地探究與思考中快速掌握這三個科學規律，以此幫助學生逐步挖掘科學探究的魅力，提升學生參與科學學習的積極性。如，教師在引導學生探究分子勢能與分子間距離關系時，就可以引導學生運用二次函數圖像來表示分子勢能與分子間距離關系。這樣就能夠將科學探究的成果現象進行放大，讓學生更加清楚地了解分子勢能的大小與分子間距離的關系，幫助學生快速消化科學知識，逐步挖掘到學科之間的密切聯系，感受到科學探究的樂趣，以此逐步提升學生的科學學習興趣，為學生今后更高質量地開展科學探究創造良好的條件基礎。

（二）通過stem 教育理念，培養學生的實踐操作能力

實驗是初中科學教學中非常重要的一項教學內容，同時也是培養學生實踐操作能力的重要途徑。但是在傳統的科學教學過程中，很多教師對于學生實驗的認知程度并不高，有的老師會為了向學生傳授更多理論知識點，而減少實驗時間，而有的教師雖然會安排實驗教學，但是更多的是以實驗演示為主，學生只能作為一個旁觀者進行實驗觀察。stem 教育理念在科學教學中的合理融入就強烈地要求教師在教學中注重實驗教學，引導學生通過實驗來進行理論知識的理解與消化，提升學生的實踐操作能力，幫助學生高質量地完成科學學習任務。例如，在學習華師大版科學九年級上冊《滑輪》一課時，滑輪的實質其實就是一個變形的杠桿，但是由于初中學生的想象力與對動態知識的理解能力有限，學生在這個知識點的接受過程中，可能會存在著一定的困難[2]。為了讓學生更高質量地完成課堂教學任務，教師在開展教學時就可以引導學生通過實驗操作更直觀地去辨認滑輪就是連續旋轉的杠桿，是杠桿的變形，以此幫助學生順利地解釋滑輪的實質問題，促使課堂教學重點得以突破的過程中提升學生的動手操作能力，以此實現學生在課堂學習中的綜合性成長。如，在教學過程中，教師就可以讓學生以組為單位用鉤碼代替重物，運用繩子和滑輪將其提到高處，探究使用定（動）滑輪是否省力？省距離？讓學生在反復的實驗操作中得出使用定滑輪不省力也不費力，但可以改變力的方向，s=h，F=G。使用動滑輪可以省一半的力，但費一倍的距離，不改變力的方向，s=2h，F=G/2。在得出這個結論以后，教師就可以引導學生想一想為什么同樣都是運用滑輪提升重物卻會出現不一樣的結果，學生分析過程中，教師還可以引導學生將一根杠桿掛在支架上，用力讓杠桿旋轉（越快越好），讓學生直觀地發現原來連續旋轉的杠桿就是滑輪的雛形，而滑輪則是杠桿的變形。既然滑輪是杠桿的一種變形，用三種杠桿的特點，就很容易解釋為什么定（動）滑輪會有不同效果問題。通過實驗操作引導學生探尋科學知識的真理，不僅能夠讓科學理論知識變得更加透明、直觀，便于學生進行理解，還可以有效地培養學生的動手操作能力與實驗探究能力，實現學生在科學學習中的綜合性成長，促使初中科學教學任務能夠在stem 教學理念的推動下得到更高質量的開展。

（三）通過stem 教育理念，培養學生的探究意識

在目前初中科學教學中培養學生的探究意識，也是一項非常重要的教學任務之一。學生擁有較強的探究意識就可以擁有自己的科學探究思維，能夠與教師進行有效的探究交流與溝通，這對于學生高質量地完成科學學習任務來說具有非常重要的幫助[3]。在初中科學教學過程中，為了讓學生的探究意識得到進一步的增強，教師就可以合理地落實stem 教學理念，依據教學內容為學生創設相應的探究活動來進一步激發學生的探究意識，培養學生的科學探究能力。例如，在學習華師大版科學九年級下冊《物質的轉化》一課時，教師在帶領學生進行鋼鐵的鐵銹與防腐知識點學習時，為了讓學生能夠在課堂學習中得到更多的收獲，教師就可以引導學生進行“鋼鐵的生銹條件？”的探究活動，在學生依據這個探究問題提出相應的假設以后，教師就可以引導學生以組為單位通過實驗操作對各項假設進行驗證。通過以探究活動的形式引導學生進行科學知識的學習，不僅可以有效地發揮學生在科學學習中的主觀能動性，讓學生能夠在探究過程中形成自己的學習思維，尋找到正確的科學探究學習方法，還可以為學生創建一個優質的發展自我與鍛煉自我的學習平臺，增強學生的探究意識與探究能力，達到培養學生探究能力與問題解決能力的教學目的，以此最大程度地提升科學教學質量。

三、結束語

總而言之，stem 作為一種全新的教育理念，它在初中科學教學中的合理融入，不僅可以幫助學生高質量地完成科學學習任務，還可以有效地培養學生的科學探究能力與問題解決能力，實現學生在科學學習中的綜合性成長。所以為了更好地響應教育改革，初中科學教師在日常教學過程中一定要對stem 教育理念有一個全面客觀的認識，并將其合理地融入初中科學教學中，以此為學生創建一個更優質的科學探究環境，打破傳統科學教學模式的限制，實現初中科學在教育改革前進道路上的進一步突破。