基于STEM教育的初中綜合實踐課程設(shè)計研究

在教育改革的浪潮中，教育領(lǐng)域正迎來一場前所未有的深刻變革。在這一時代背景下，STEM（科學、技術(shù)、工程和數(shù)學）教育以其獨特的魅力嶄露頭角，成為教育領(lǐng)域的新星。STEM教育，作為科學（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學（Mathematics）的集成體，其獨特之處不僅在于涵蓋了這四個領(lǐng)域的廣泛知識，更在于它倡導(dǎo)的多學科深度交融。這種教育模式突破了傳統(tǒng)學科的界限，鼓勵學生將所學知識進行跨學科的整合和應(yīng)用，以解決實際問題。通過跨學科的思維方式和實踐方法，STEM教育不僅注重學生對基礎(chǔ)學科知識的掌握，更強調(diào)激發(fā)學生的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)他們的實踐能力，使他們能夠在未來的職業(yè)生涯中更加游刃有余，應(yīng)對各種挑戰(zhàn)。

一、實踐探真知，情境定課題

教師要創(chuàng)設(shè)豐富多彩的活動情境，引導(dǎo)學生迅速融入其中，深入理解和體驗活動的內(nèi)涵。通過生動有趣的場景布置和引人入勝的問題設(shè)置，教師成功地激發(fā)了學生的好奇心和探究欲，使他們能夠積極主動地參與到活動中來。在這樣的情境中，學生不僅能夠快速地了解活動相關(guān)內(nèi)容，還能夠通過自主探究學習的方式，深入探索知識，拓展視野，提升能力。這種主導(dǎo)性創(chuàng)設(shè)活動情境的教學方式，不僅提高了學生的學習效果，還培養(yǎng)了他們獨立思考和解決問題的能力。比如在“橋梁設(shè)計與建造”這一主題下，教師可以開場提問：你們知道橋梁在我們的生活中扮演著怎樣的角色嗎？簡要介紹橋梁作用，利用圖片和視頻展示世界各地的著名橋梁，如中國的趙州橋、美國的金門大橋、法國的米約大橋等。然后引導(dǎo)學生思考自己家鄉(xiāng)的橋梁，并分享它們的特點和使用情況。最后引出我們的課題就是“橋梁設(shè)計與建造”。在接下來的活動中，學生將學習橋梁設(shè)計的基本原理、考慮因素以及建造過程等知識，并通過小組合作的方式設(shè)計并建造一座屬于自己的橋梁模型，從而培養(yǎng)他們的跨學科整合能力、創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作能力。

二、思考探疑，疑中思進

質(zhì)疑思考是一個深入探索與批判性分析的過程，它要求個體在面對信息、觀點或問題時，不盲目接受，而是提出問題、收集信息、進行批判性分析、提出假設(shè)、驗證假設(shè)，并在最后進行反思與總結(jié)。這一過程不僅有助于深化理解和發(fā)現(xiàn)真相，還能提升個體的批判性思維能力和問題解決能力。在一次關(guān)于“水的沸點與海拔高度關(guān)系”的初中綜合實踐課程中，教師引導(dǎo)學生提出一個假設(shè)：隨著海拔高度的增加，水的沸點會降低。為了驗證這一假設(shè)，學生們需要設(shè)計一個實驗方案并進行實際操作。在質(zhì)疑思考階段，首先引導(dǎo)學生們觀察和分析在不同海拔下水的沸騰現(xiàn)象，并基于日常生活中的觀察，提出問題：“為什么在高山上燒水時，水似乎更容易沸騰？”然后，學生開始收集關(guān)于沸點、海拔和氣壓之間關(guān)系的資料。接下來引導(dǎo)學生們利用數(shù)學、物理等學科知識對收集到的信息進行分析，并發(fā)現(xiàn)大氣壓力是影響水沸點的關(guān)鍵因素。最后，引導(dǎo)學生開始質(zhì)疑并思考，提出假設(shè)，利用實驗驗證假設(shè)是否正確。通過這個例子，他們學會了用科學的眼光去看待問題，用批判性思維去分析問題，并通過實際操作去驗證自己的假設(shè)。這種能力對于他們未來的學習和生活都將產(chǎn)生積極的影響。

三、課堂學習結(jié)碩果，展示交流促成長

在STEM教學模式的課堂中，課堂展示環(huán)節(jié)成為了一個充滿創(chuàng)造力和探索精神的重要部分。在課堂展示時，學生們會帶著自己精心設(shè)計和制作的項目作品，滿懷激情地向同伴和老師展示他們的學習成果。這些項目可能是一個利用物理原理制作的機器人，一個運用編程技術(shù)解決現(xiàn)實問題的應(yīng)用程序，或者是一個融合了藝術(shù)元素的建筑設(shè)計模型。每一個項目都是學生們智慧的結(jié)晶，是他們跨學科知識整合和創(chuàng)新能力的體現(xiàn)。比如說，在“能源與環(huán)境”項目中，學生們設(shè)計并制作了一個風力發(fā)電模型。他們首先學習了風能的原理和風力發(fā)電的基本知識，然后利用紙板、塑料管和微型電機等材料制作模型。在制作過程中，學生們考慮了風葉的設(shè)計、電機的選擇以及模型的穩(wěn)定性等工程問題，并通過實驗不斷調(diào)整和優(yōu)化模型。最終，他們的風力發(fā)電模型能夠在微風中成功轉(zhuǎn)動，并點亮了連接在電機上的小燈泡。這個案例不僅讓學生了解了可再生能源的重要性，還鍛煉了他們的工程設(shè)計和實驗?zāi)芰ΑＭㄟ^實踐項目，學生們將各個學科的知識整合在一起，創(chuàng)造出具有創(chuàng)新性和實用性的作品。同時，這些項目也為學生們提供了展示自己才華和學習成果的機會，激發(fā)了他們進一步探索知識的熱情。在Steam教學模式中，課堂展示不僅是一個學習成果的展示環(huán)節(jié)，更是一個促進交流和學習的平臺。

簡而言之，STEM教學模式中的課堂展示環(huán)節(jié)是激發(fā)學生創(chuàng)新思維和實踐潛能的催化劑。學生們在跨學科的探索與項目實踐中巧妙地將科學、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學的精髓融為一體，創(chuàng)作出別具一格且充滿創(chuàng)意的作品。課堂展示成為了一個舞臺，讓學生們能夠展示自我、分享心得，同時也在與同伴的互動交流中深化理解，體驗知識的魅力與學習的愉悅，激發(fā)了學生的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)了他們的實踐能力。這樣的教學模式不僅極大地豐富了課堂的教學內(nèi)容，更助力學生實現(xiàn)素質(zhì)的全面提升。