基于STEM理念下构建高效初中物理教学的研究

    葛雪霞

    【摘要】在新课标的要求下，初中教学必须要改变传统的教学模式，以培养学生的探究能力为主要教学目标。在这种背景下，以STEM理念下的学科整合逐渐渗透到教育中，并且已经成为初中物理教师研究的重点。以初中物理课堂为研究切入点，对STEM理念下的初中物理课堂教学进行了详细的研究和分析。

    【关键词】初中物理 STEM理念 高效课堂 有效策略

    当前新课程标准下的初中物理教学，虽然非常重视学生探究能力、问题解决能力培养，但是缺乏学习情景的“探究”只是一个要求解答的探究性习题或实验习题，失去了探究的背景和探究的氛围，探究的现实意义和吸引力，就被淡化了。为了充分发挥学生的主观能动性，促进学生对知识原理的消化与理解，提高学生的学科素养。因此，初中物理教师必须要积极思考，并突破教学模式的限制，在STEM这一全新的教学理念下，开展初中物理课堂教学，进而全面提升学生的物理探究能力。

    一、STEM与初中物理教学

    1.STEM概述

    在新课表的要求下，对人才培养提出了更高的要求。这就要求教师在开展课堂教学的过程中，不仅要注重知识的传授，更要在此基础上，加强学生综合能力的培养。在这种情况下，教师在开展课堂教学中，必须要跳出单一学科的范围，开展多学科的融合研究。于是学科整合这一理念也营运而生。

    STEM就是一个科学整合理念，其中S代表科学，T代表技术，E代表工程，M代表数学。在该理念下，要求在教学活动中，必须要将这四门科学进行有逻辑、有组织的结合，真正实现以科学知识为中心，以数学知识为辅助工具，进而使得学生积极参与到工程、技术实践中，进而全面培养学生的探究能力、实际问题解决能力等。

    2.STEM教育理念在初中物理课堂中的应用优势

    在新课程标准下，初中物理教学旨在培养学生的探究能力、实际问题解决能力，进而全面提升学生的物理核心素养。但是鉴于物理这一学科的特殊性，传统教学模式的效果并不十分理想。而STEM理念下的教育模式则更好地体现了物理教学的实践性、规律性。在具体的教学活动中，STEM教育更加强调学生的主体地位，在教学活动中教师更加注重发挥学生知识建构的主动性，并在此基础上，对物理规律在实际问题中的应用进行了关注。进而使得学生在物理问题解决的过程中，提升其问题分析能力和解决能力。而在这一过程中，学生又可以将自己所学到的所有知识运用到实践中，并对其进行了有效的整合。

    另外，从认知发展的角度上来说，在STEM教育理念下，鼓励学生从科学的内部框架、跨学科概念之间的联系、探索性思维的角度，对问题进行思考和解决。在这种情况下，学生在进行物理学习过程中，只有运用多种领域内的知识，才能将设置的问题解决掉，这就在很大程度上促使学生积极进行问题探究，并主动地通过资料查询、实验、计算和推理等途径，找到问题解决的方法。而在这一过程中，学生的思维也会逐渐变得更加灵活、更加主动，也在很大程度上提升了学生的探究能力、沟通能力、问题解决能力等。

    二、基于STEM理念下打造高效初中物理课堂的有效措施

    1.结合STEM教育理念，全面提高学生的物理学习兴趣

    兴趣是最好的老师，也是学生开展学习的原动力。因此，在初中物理教学中，激发学生的学习兴趣，促使学生积极主动参与到课堂学习中，历来是教师关注的重点。一直以来，初中物理课堂教学受到传统教学模式的影响，学生学习兴趣低下，甚至部分学生逐渐产生了厌烦的情绪。面对这一严峻的现状，教师在开展教学活动中，可充分借助STEM理念，將物理学科与其他学科之间进行有效的整合，并将其设置成与学生实际生活相关的问题，进而引导学学生对其开展探究。

    例如，在进行“探究树荫下的光斑”教学中，教师结合生活创设了相关的问题，并引导学生利用自己所学到的知识，对其进行探究。学生在实践活动中发现，小孔可以成像，大孔可以成斑这一结论是相对的，如果小孔离地面的距离足够大的时候，也可以成斑;而大孔的距离如果离地面比较远的话，也可以成像。随后，教师可以组织学生进行“小孔成像”探究，将两个空饮料罐底部分别打一个方孔和一个圆孔，将罐的顶部截掉用半透膜蒙上，然后分析小孔成像与小孔形状（或物体形状）的关系，并让学生思考在探究过程中需要用什么研究方法;观察到半透膜上的成像和原图像一致吗;为了更好地研究光在空气中的直线传播规律，可以在空气中通入什么物质，从而转化研究问题等。通过实验探究，让学生运用数学、科学等知识，从而弄清小孔成像原理。

    2.基于STEM理念下，培养学生的实践操作能力

    在STEM理念下，教师在开展初中物理教学活动中，必须要将物理知识进行转化，使其成为真实世界中的一个问题，并以该问题为导向，引导学生开展探究活动，并利用多学科内的知识，对其进行解决。同时，鉴于初中物理的学科特点，教师在开展教学活动中，必须要加强物理实验的重视程度，并积极改变传统的实验教学方式，充分利用实验这一有效的载体和形式，指导学生积极参与到实验教学中，并使其在实验的过程中，深化知识理论，并在实践过程中，不断提升学生的实践操作能力。

    例如，在进行“杠杆原理”的教学中，教师就可充分结合STEM教育理念，带领学生利用课余时间进行动手制作“自制杆秤”的小实验，让学生通过乐高模型或生活中的物体进行杆秤的制作，让学生能够结合工程学、物理学、数学的知识探究杆秤平衡原理，通过改变所称砝码的重量来探究动力臂的变化，得出杠杆原理：动力×动力臂=阻力×阻力臂，这样，由于杆秤秤砣和阻力臂一定，因此就可以建立动力臂和阻力之间的函数关系，即G=G秤砣L阻，建立数学模型G=kx，通过秤砣在杆秤的位置就可以直接读出所称物体的重量，这样既有利于培养学生的综合实验能力，也能培养学生的实验能力和探究能力，体现STEM教育的优势。

    3.融入STEM理念，激发学生的探究意识

    在新课标的要求下，初中物理教师在开展教学活动中，必须要以培养学生的探究能力、问题解决能力为主要目标。基于此，教师在进行教学过程中，可充分融入STEM理念，并结合教学目标，将其与生活实际相结合，并设置出一定的问题。在此基础上，对全班学生进行分组，并指导学生利用所学的物理知识、其他学生的知识对这一问题进行分析和讨论，并对问题进行解决。在这一过程中，学生不仅解决了教师所设置的问题，也在解决问题的过程中，激发了其探究意识，进而培养了学生的探究能力，实现了新课标的要求。

    例如，在进行“温度计”教学中，教师就指导学生利用小组的方式进行温度计制作。在具体的教学中，教师先对温度计制作方法进行了详细的讲解，并鼓励学生以小组为单位进行制作，在这一制作的过程中，学生可以进行创新。各个小组的学生最终完成了温度计的制作。但是最后却发现，设计制作出的温度计也存在各种各样的问题，这时，教师指导学生利用STEM的方式，运用自己所学的所有知识对其进行探索，找出其中存在的问题，并对其进行针对性的解决。

    三、结束语

    综上所述，STEM是一种全新的教育理念，与新课标下初中物理教学目标密切相关，是提升学生探究能力、问题解决能力的关键。据此，初中物理教师在开展教学活动中，必须要结合STEM理念，积极构建高效初中物理课堂教学，进而全面提升学生的综合能力，进而实现新课标的要求。

    参考文献：

    [1]潘晓雯，白赫，刘思鹏，王颖慧.融入STEM教育理念的初中物理课程设计[J].物理教学探讨，2019，（03） ：28.

    [2]刘小琴. STEM教育在初中物理电路部分教学中的实践研究[D].西华师范大学，2018.

    [3]史颜君.基于steam理念的初中物理课程设计研究[D].广西师范大学，2017.