基于STEAM教育理念的初中物理項目式學習實踐策略

李金華

摘? ?要：新課標倡導開展多元化的教學，培養學生的綜合素質和實踐動手能力，引導學生參與知識的探究。在初中物理課堂中引進STEAM思想和項目式學習法的先進理念，能切實做到以學生為中心，激發學生積極主動地探究物理世界奧秘的樂趣，全身心投入到物理學習中，促進初中課堂教學模式的優化，加速形成學科素養，真正落實新課標要求的目標。結合教學實踐疏理總結STEAM理念和項目式學習在初中物理教學中應用的優勢和原則，通過實例探討了在初中物理課堂中融合項目式學習方法的具體策略。

關鍵詞：STEAM理念；初中物理；項目式學習

引言

近日，一款名叫“CHATGPT” 的聊天機器人程序火爆全球，以人工智能引領的時代變革正在到來，但目前我們的中學科學課程還是停留在傳授西方一百多年前的知識內容，以教師為主體的灌輸依然是現實教學過程中的常用模式。為真正落實新課程目標，適應新時代要求，我們應積極學習適應未來智能化時代的先進教育理念，在物理課堂教學實踐中主動融入STEAM教學理念和項目式學習方法，針對性調整教學計劃和策略，遵循相關原則，優化課堂教學，充分凸顯學生在課堂中的主體位置，激發學生學習物理的內在動力和興趣。

1? STEAM理念和項目式學習簡介

新課標要求初中物理知識的掌握過程以科學探究為主，在主動學習中形成科學思維。在物理教學中融入STEAM理念真正做到以學生為中心，在自然形成的教學情境中，把知識轉化為問題，將物理原理的學習掌握融合在情境之中，引導學生自覺參與課堂中的互動，參與調查研究和知識的運用。最終，能夠促使學生形成運用知識解決問題和運用知識參與實踐的能力。項目式學習更加強調多元化課堂的構建，讓學生在討論中和實踐中了解學科本質^{[ 1 ]}。另外，在項目式學習的過程中更加強調讓學生通過自愿自主的形式參與知識的剖析，在細節的體驗中認清學習重點，掌握學習規律，強化學習效果。

STEAM理念中相關思想理念的落實，也是要求學生在動手實踐中和應用過程中加深感悟。二者融合，能夠打破傳統課堂教學壁壘，讓學生真實在實踐中和探究中理解知識，這樣有助于強化學生學科素養。

在初中物理課堂教學中教師落實項目式學習模式應遵循不同的要求。首先，要為學生布置好學習任務；其次，要創設真實的教學情境；第三，要豐富課堂教學活動；最后，要讓學生運用知識解決實際問題，凸顯學習成效。與STEAM思想理念的融合，通過科學技術模式與物理課堂教學實踐環節相輔相成，有效滲透知識及物理學習理念會讓學生掌握基礎學習內容，強化學生綜合學習水平。借此，培養學生的審美能力、知識運用能力和科學能力，全面顯現學生的綜合化學習成效。憑借此方式課堂教學中現實存在的問題就會加速得到解決。

2? STEAM理念下初中物理項目式學習遵循的原則

2.1? 促進學生身心發展原則

項目式學習模式和STEAM理念實際上是對物理教學的一種延伸。因此，要基于學生情感走向以及心理發展現實情況，讓學生主動參與課堂中活動。進而，能夠促使學生快樂成長、快樂進步^{[ 2 ]}。在實踐中，教師要選擇好恰當主題開展物理課堂教學指引，讓學生真正地融入集體生活實踐環境中，主動地參與知識分析。與班級中同學、教師相處討論物理課堂中學習相關重點內容，在課堂中研究相關知識。這樣能夠借助物理課堂促進學生思考，提高學生身心健康發展能力。恰當運用不同主題完成知識剖析，讓課堂教學滿足學生身心發展需求，顯現出教學優勢。

2.2? 目的性原則

物理課堂中教師要精心設計相關學習內容，要符合學生知識接受能力和在物理學習中的實際興趣，要讓學生不斷完成相關學習內容的探索。學生能夠在課堂中主動完成學習任務、主動思考、主動實踐，教學現實目標才會加速得到整合和實現。在實際引導中秉承目的性原則，指引學生愉快完成課堂中的學習任務，才會加速實現課堂中的教學目標^{[ 3 ]}。

2.3? 以生為本原則

新課標思想背景要求教師在課堂教學中充分做到以學生為中心。考慮到學生實際格局和實際能力來優化課堂教學實踐。為此，教師要在教學實踐中不斷優化引領，調整課堂中教學計劃和引導模式，充分做到以學生為中心。基于學生能力、興趣和愛好優化課堂教學，踐行多樣化策略。在物理課堂教學實踐中促進學生全面發展和進步，讓學生合理感悟物理知識。教師也應該遵循學生的實際所需，以生為本，優化課堂教學策略和教學開展的計劃。基于此，學生才會在高質量的物理課堂中感知知識，強化學習成效。

3? STEAM理念下初中物理項目式學習的有效策略

3.1? 以課堂為陣地——布置學習任務

首先，教師要在課堂教學中通過知識內容和相關學習重點布置好學習任務，借助學習任務讓學生有方向性地完成知識探索。在教學中學生就會有方向地完成探索，也會解決學生的迷茫情緒。有助于強化學生的學習成果和培養學生綜合能力。

例如：在引導學生探索“流體壓強與流速之間存在的關系”相關內容實踐中，教師可以首先在課堂中為學生講述海難故事，海難一旦發生則會帶來嚴峻后果。以海難為背景，借助奧林匹克號發生了海難的相關事件引出一系列問題，布置相關學習任務，讓學生在物理課堂中扮演“警察”，找到海難發生的真正元兇指引學生通過物理知識的學習和相關理論內容來解答“發生海難的原因”、以及“對海難負責的真正元兇是誰”。布置好學習任務之后，教師對本堂課知識進行講解，并引導學生通過模擬完成相關的探究實驗。結合本節物理知識和學生動手操作實驗，幫助學生共同揭開物理課堂中的神秘面紗，讓學生能夠理解流體壓強和流速之間的關系。

隨后，教師再向學生提問：“任何事物都有其兩面性”。通過學生實踐思考和在教師進行項目式指引實踐中，學生會發現生活中常見的噴霧器也是由于流體壓強和流速之間關系而造成的。借助項目式學習的第一步，通過布置學習任務，讓學生探索物理原理，層層遞進地完成知識學習。

3.2? 以知識為前提——創設教學情境

開展項目式學習，教師還可以通過創設教學情境，增進學生對知識的理解。以項目式學習第二步，創設情境中有助于課堂教學局限性的解除，提高學生學習興趣與熱情。

例如：課堂內，教師在教學“變阻器”相關內容時，以生活中常見燈泡創設本堂課教學情境。在情境中，以“點亮課堂”為前提條件。教師首先完成實驗演示，通過一個燈泡及其控制器將整個課堂點亮。教師此時在教學情境中向學生提問：“燈泡的亮度應該如何調節”“此實驗中電阻應該如何調節”“此實驗操作過程和操作結構應該如何進行優化”“實驗過程如果推行到日常生活中進行應用，那么說明書應該怎樣描寫”，利用STEAM理念和項目式學習模式，讓學生逐步攻克難點解決問題。學生與教師共同探索中主動剖析重點，了解變阻器的相關原理，并對變速器的實際結構進行分析，對變速器的使用方法進行深刻研究。借助STEAM理念讓學生真正探究物理課堂中的奧秘，讓實際教學成果得到突破和完善。

3.3? 以實踐為基礎——組織探索活動

物理課堂中教學內容以實踐為基礎組織展開，符合學生的興趣愛好和學生在物理課堂中實際知識探索需求。教師通過學生主動探索讓學生合作制作相關物品、自主實踐研究等學生在探究中了解相關原理，做到知識的內化和轉化。

例如：教師在教學中會發現，涉及航天、火箭等相關內容學生的探究興趣明顯提高，學習的動力也會得到增強。因此，為落實項目式學習，同時體現STEAM理念，教師可以讓學生探索“火箭之所以能夠成功升空所涉及到的物理知識”，基于物理課堂中學習內容讓學生解釋火箭在升空過程中所涉及到運用的不同知識點，并帶領學生基于STEAM視角、網絡查詢和科學模式的運用了解我國在航空航天領域所取得的不同成果。這樣借助火箭這一主題，讓物理課堂教學知識運用過程和實踐探索過程有效結合。另外，不同學科間相互融合，做到大跨度的應用體驗^{[ 4 ]}。

緊接著，讓學生運用物理知識完成制作比賽，可以對學生進行分組，小組成員之間相互幫助，利用物理知識原理、利用收集到的不同物品制作好發射管，并制作好模擬型火箭，看哪一組學生制作的火箭能夠成功發射^{[ 5 ]}。表1為一組水火箭制作、另一組酒精火箭制作：

學生會動手操作，搜集不同的資料，利用物理知識完成探究。生活中的廢舊材料或者是廢舊玩具等均可以在物理課堂中被充分利用。學生利用學習到的知識動手操作并實踐驗證相關原理，體現了STEAM思想與項目式教學模式的融合。同時，在“廢物利用”過程中也樹立了學生的環保意識，會讓學生進一步了解航天事業，培養科學探究精神。

3.4 以教學為根本——創設課堂品牌

課堂教學品牌創設是指教師要充分讓學生了解自己的學習成效，利用物理知識制作不同產品，創設自己的品牌，展現學習成果，樹立高質量、高效的課堂教學研究項目和項目式學習方向，進而能夠讓學生樹立信心。

例如：教師利用隔空傳音物理創新實驗打破電不能在絕緣體中傳播的基本認知，以電磁感應為基礎，電能生磁，同時磁也能生電。用音箱代替燈泡，線圈之間通過電磁感應產生了聲音，實現了電能的傳播。實驗原理圖、器材、步驟如表2。

聲音的變化比原來燈泡亮度更明顯。通過改進之后的實驗，激發學生學習興趣，使每一個學生都能參與其中。本次實驗現象明顯，充分調動了學生的積極性，奠定了學生對電磁學的學習基礎，為學生對電磁前沿科學技術研究開啟了智慧之門^{[ 6 ]}。

再如：教師可以讓學生“制作孔明燈”。展現學科特色。基于“熱空氣增強浮力”相關知識，介紹孔明燈中的熱空氣增大了其浮力，隨著浮力的不斷增大，當數值大于重力的數值時，則會產生孔明燈不斷上升現象。此時，融合相關原理，組織項目式學習，落實STEAM思想，讓學生自主設計孔明燈外觀，創設不同的圖案完成設計。學生利用生活用品制作孔明燈圖片篩選（圖1）。可以在孔明燈表面設計過程中融合不同的地方文化，這就無形當中涉及到了跨學科滲透。進而，讓學生有機做到物理知識融會貫通式學習。制作孔明燈，創設屬于物理學科特色的孔明燈品牌，顯現學生的學習成果^{[ 7 ]}。

4? 結語

通過在初中物理課堂中融入STEAM的先進理念和先進的學習方式，從根本上轉變目前課堂教學的局限性，在豐富學生心靈世界、生機勃勃的教學實踐中讓學生自主動手、動腦，全身心參與學習，把所學知識內化為核心素養的提升，為學生后續的發展打下堅實基礎。

參考文獻：

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［4］ 張正太.勤鉆研吃透編書人意圖? 精設計體現新課程理念：蘇科版初中物理教材分析與處理例析[J].物理教學，2021，38（2）：34-38.

［5］ 江德如.STEAM理念下初中物理項目式學習實踐與初探［J］.中學理科園地，2021（4）：30-31.

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［7］ 戴瑞，袁軍，方錦江，于冰.基于STEM教育理念的初中物理光現象實驗教學研究：制作“魔幻光影”演示儀[J].物理實驗，2020，40（10）：59-63.

莆田市教育科學“十四五”規劃2022年度名師專項課題：基于STEAM教育理念下初中物理項目式學習校本課程開發研究（PTJYKT22318）研究成果