STEM理念下開展物理綜合實踐活動的研究

摘? 要：在STEM教育理念中，Ｓ代表科學，Ｔ代表技術，Ｅ代表工程，Ｍ代表數學.STEM教育不僅僅是將四門學科進行簡單的疊加，而是要求教師在課堂中將它們有機融合創新，實現一種綜合的教學方法.通過將STEM理念應用于中學物理教學實踐，可以有效培養學生的思維能力，進而提升他們的創新思維能力.

關鍵詞：綜合實踐；STEM；初中物理

中圖分類號：G632??? 文獻標識碼：A??? 文章編號：1008-0333（2024）02-0101-03

收稿日期：2023-10-15

作者簡介：陳小軍（1978.8-），男，江蘇省江都人，本科，中學高級教師，從事中學物理教學研究.

基金項目：江蘇省揚州市教育學會教育科研課題“STEM理念下初中物理綜合實踐活動案例研究”的研究成果之一

STEM教育的理念源于對不同領域的教學融合，它更加強調將多種學科結合起來，以培養學生全面發展.通過物理綜合實踐課程，我們可以將STEM教育理念融入初中物理學習中，讓學生們在實踐中體驗工程問題的技術革新，深刻理解多學科在日常生活中的應用，從而激發他們的創新思維，提升他們解決問題的能力，達到最佳的教育效果.

1 創設情境，調動心理內驅

1.1 問題情境，形成認知沖突

物理學科的學習需要學生理解物理概念并掌握物理規律，但是無論是基于日常生活中的經歷，還是憑借個人的理解，學生總會存在一些不合理的認識，這些認識會妨礙學生正確理解物理概念.先入為主的觀念很難被改變，教師需要密切關注學生的學習反饋，以便更好地理解他們的想法，并采取適當的措施來改變他們的思維方式，從而提高他們的學習成果.情境教學是一種非常有效的方法，它可以通過引入相關的情境來激發學生進行思考，幫助他們更好地理解所學內容，并在學習中不斷完善自己的知識結構.

例如，在學習“斜塔上的實驗”時，教師可以通過問題情境引發學生思考，教師將乒乓球和網球放置在相同的高度，讓學生進行思考，并猜測哪個球會先掉落.在這種情況下，許多學生可能會認為網球先掉落，但實際上，這種想法是不正確的.教師可以適時地引入伽利略的比薩斜塔實驗，通過這個實驗，學生會發現物體的下落速度與它的重量沒有直接關系.以此可以通過反復實驗來加深對物理概念的理解.學生是課堂學習的主體，通過情境教學，可以讓學生更加深入地理解物理現象的本質，激發他們的學習興趣，提高學習效率.而通過實驗操作，學生可以更好地理解實驗結果，改變原有的知識結構，從而更好地發現物理的本質.

1.2 生活情境，設置認知懸念

為了激發學生對物理學習的興趣，提高學習物理的效率，教師可以利用STEM教育和日常生活中的事件，創造出一個充滿懸念和有趣的學習情境.這種情境創設教學方法可以激發學生的好奇心，從而激發他們對物理學習的濃厚興趣，更加深入地理解物理知識.

例如，在學習“壓力和壓強”時，教師可以利用日常生活中的經驗，提出一個有趣的問題：大家都有乘坐火車的經歷，但是你們是否發現，有一條白線橫跨站臺，所有乘客都必須站在白線外面，而站臺工作人員也要時刻提醒乘客白線內的危險性.那么，為什么要存在一條這樣的白色線條呢？這樣的問題情境不僅能吸引學生的注意力，還能夠引導學生去探究這個問題背后的原因.通過本章節物理知識的學習，學生對這個問題有了更深刻的認識.當學生在懸念中學習物理的時候，會充滿求解答案的渴望，這對提高學習效率很有幫助.通過在初中物理課堂上創設生活化的情境，學生可以基于自身的生活經驗，有效地學習和思考相關的物理知識，這不僅能夠提高教學的實效性，還能深入理解知識，強化思維能力，促進初中生物理學科素養的發展.

2 動手操作，創新實驗模式

2.1 自主探究，發現潛在規律

探究式學習是STEM教育的重要組成部分，它強調學生通過實踐活動來探索和學習，而不是僅僅依賴于傳統的教學方式.將先進的教育理念融入物理學習之中，學生們可以通過實踐活動來提高自己的技能，從而達到更好的學習效果.實驗教學在物理課堂上扮演著至關重要的角色，它不僅可以幫助學生提高實踐操作技能，而且可以激發學生的學習興趣，讓他們有機會深入探究，從而獲得更多的知識.

如在“凸透鏡成像的規律”一課教學時，教師應該首先向學生介紹透鏡成像的基本原理、實驗步驟和注意事項，讓他們有一個初步的認識.STEM教育注重學生的實踐能力，因此，在物理課堂上要加強實驗設計.實驗的設計應該富有啟發性和趣味性，同時要符合實際情況，使學生能夠從中得到啟示.教師可以鼓勵學生自主進行實驗，探索凸透鏡成像的規律，并且提供詳細的實驗指導，幫助他們觀察和收集實驗數據.初中物理課程旨在培養學生的理性思考能力、洞察力和實踐能力，因此，我們應該努力幫助學生把所學的知識融入實際生活，以便他們能夠更好地運用所學的知識去解決實際問題.通過提供更多的實驗機會，教師可以幫助學生將理論和實際應用結合起來，從而促進他們探究性思維的發展.STEM教育注重讓學生在實踐中獲得更多的知識，通過實驗來深入理解，以便更好地應用所學知識.在物理教學中，教師應該重視培養學生的實踐能力，為他們提供更多的實驗機會，以幫助他們更好地理解知識，培養探究精神.

2.2 小組合作，抽象知識模型

小組合作學習是一種有效的教學方式，它將學生分成若干小組，讓每個小組成員互相幫助、互相監督，從而提高學習效率［1］.小組合作學習能夠有效地提升學習效果，教師可以更好地優化初中物理實驗教學模式，為學生提供一個更有利的學習環境，讓他們在同伴的幫助下，更加深入地理解物理知識，提高實驗操作能力、分析能力和解決問題的能力，從而促進學生在物理實驗學習中全面發展.

例如，在學習蘇教版物理九年級上冊“歐姆定律”一課時，通過控制變量實驗，教師可以借助學生的好奇心和求知欲，讓他們以小組的形式參與歐姆定律的學習過程，從而培養良好的學習習慣.教師在組織學生運用控制變量法探究電流和電壓關系的實驗時，可以將班級里的學生分成實力均衡的小組，讓他們在運用控制變量法探究電流和電壓關系的實驗中，以小組為單位，自主設計實驗，觀察實驗結果，并對實驗結果進行分析，從而更好地理解和掌握控制變量法.通過舉辦有趣的小組實驗，不僅可以豐富課堂內容，還能營造一個充滿活力、互助互愛的環境，促進學生之間交流，培養他們的科研精神，提升他們的科研素養，使他們更加熱情地參與物理探索的進程，在未來的科研工作中取得更大的進步.初中物理實驗在物理學習中的重要性不言而喻，教師采用小組合作模式，可以大大提高學生的自主性，讓他們更加積極地參與到教學實踐中，激發他們的學習興趣，滿足他們的學習需求.

3 自主建構，深化學科素養

3.1 自主探究，發展科學思維

傳統課堂上往往是教師提問、學生回答，學生完全是被動式學習.然而，STEM教育提倡的是主動式學習，即學生自己尋找問題的答案.通過引入STEM教育理念，教師可以在物理課堂上鼓勵學生進行自主探究，以此加深學生對物理的理解.教師可以鼓勵學生大膽提問，讓學生進行頭腦風暴，以期找到新的解決方案［2］.

例如，在教學“電流和電流表的使用”這一節內容時，教師可以鼓勵學生進行自主構建，找到新的解決辦法.教師可以先給學生一些提示，例如：假設你需要用伏安法測電阻但沒有電流表，該如何進行實驗呢？然后，教師可以讓學生自行思考該如何用其他工具來代替電流表.比如，有些學生選擇在原始電路中串聯一個定值電阻，用電壓表測出定值電阻兩端的電壓，根據I=U/R，求出電流，串聯電路電流處處相等，再用電壓表測出待測電阻兩端的電壓，就能求出待測電阻的阻值.通過這個過程，學生可以鍛煉自己的邏輯思維能力，同時學會了如何獨立思考和解決問題.學生們在日常生活和學習中經常會遇到各種挑戰，因此他們需要學會分析、歸納和設計解決問題的方法和步驟，以便能夠獨立思考并提出解決方案，這對于培養學生思維能力和解決問題的能力非常重要.

3.2 反思過程，培養科學態度

學生在初中物理學習中需要通過反思來提高自己的能力，這種能力可以通過課前預習、課堂教學和課后作業等環節進行培養.通過課前預習，學生可以加深自己對所學內容的理解和掌握，

從中發現新的問題，從而激發自己的學習興趣.在課堂上，學生要積極探索，深入挖掘書本上的知識，以達到最佳的學習效果.通過完成課后作業，學生可以加深對所學內容的理解，并復習和鞏固所學的知識，從而大大提升學習效率.

例如，在“升華和凝華”教學過程中，我們重點培養學生的基礎概念辨析能力.為了更好地幫助學生理解區分升華和蒸發這兩個概念，教師可以通過提出相關問題來與學生進行互動.例如，教師可以問：冬天晾衣服，沒有風吹，低溫狀態下，衣服被晾干了，這種現象是什么？這樣的問題可以引導學生去思考，從而加深對概念的理解.學生的回答不一定是正確的，教師需要引導學生進行反思，讓學生意識到自己在基礎概念理解上存在誤差，從而進一步完善自己的認識，這樣，學生就可以更深刻地理解概念的本質和內涵.通過分析錯題，學生可以更好地反思自己的學習方式，并將錯誤的記憶結果轉化為寶貴的經驗.反思是一種重要的學習方式，在初中物理課堂上，教師應該鼓勵學生進行自我反思，以便將他們的學習經驗與當前的教學目標相結合，提高他們的物理學習能力，促使其在經驗中成長，在反思中進步.

4 結束語

STEM理念是一種非常有效的教育方式，它可以幫助我們更好地將其融入初中物理綜合實踐活動課中，從而激發學生的創造性思維，培養團結協作精神，增強實踐技能，提升綜合素質.

參考文獻：［1］ 梁曉妍.核心素養視域下的初中物理單元教學設計策略［J］.試題與研究，2021（27）：1-2.

［2］ 胡倉兵.項目引領下初中物理STEM-PBL教學案例的實踐與反思：以“桿秤的制作”教學為例［J］.中學物理，2021（2）：36-39.

［責任編輯：李? 璟］