让思维升华

    杨冬魏

    摘要：新课程标准倡导培养学生自主学习能力，让学生做学习的主人，使其在教学引导中，习得知识，提高思维能力，形成良好道德品质，打造高效课堂。而STEM作为一种全新的教育理念和教学方法，是基于多门学科融合对教学资源进行的重整，对学生思维能力的培养具有重要的实用价值。为此，本文就基于STEM的初中科学高效课堂的构建价值、构建原则和构建策略进行分析。

    关键词：初中科学;高效课堂;STEM;思维培养

    中图分类号：G633.98? 文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）10-059

    初中科学作为学生思维能力、实践能力提升的重要课堂，对培养学生综合素质具有重要的意义。而STEM教育理念自20世纪80年代首次提出，便得到了广大教育工作者的肯定和实践，它强调培养学生的思维能力，强调学生在科学课堂中的主体地位，是基于激发自主学习兴趣，培养问题分析和解决能力为目标进行的教学优化，也是实现深度学习的重要途径。为此，本文就基于STEM的初中科学高效课堂的构建价值、构建原则和构建策略进行分析。

    一、基于STEM的初中科学高效课堂的构建价值

    1.有利于培养学生的综合思维能力

    促进学生全面发展，培养综合思维能力，培养复合型人才是素质教育的要求。但是就目前而言，国内人才培养强调理论知识的学习，而忽视了学生自身学习能力的培养。而STEM教育理念是基于科学、技术、工程以及数学四门学科进行的整合，具有综合性、体验性、设计性、技术性的特点，同时，还是基于一个明确的工程项目为主题，通过激发自主学习兴趣，在主动探究、合作交流的过程中，融合所学知识点，对问题进行灵活探究分析的一个过程，旨在让学生能够从多角度、多领域展开项目设计、分析，从而达到解决项目的目的。不仅可以促进思维灵活发展，还可以培养综合思维能力，培养创新型、复合型的高素质人才。

    2.有利于促使学生养成科学探究习惯

    在传统教学中，知识讲解都是以教材为主，教学目标也是以掌握此次所讲知识为主要考查点，长此以往，出现了学生理解此知识、懂此知识，但是在综合应用的时候就不会解题的现象，究其原因，是思维受限、不会灵活应用所学知识导致。而STEM教育理念在初中科学高效课堂中的融合，在探究问题的时候，教师不仅要关联新旧知识，还要关联多学科知识领域，是根据问题为载体，综合多视角、多领域方向进行的资源优化，不仅可以促进跨学科学习，培养综合思维能力，还可以使得学生在解决问题、分析问题的时候形成科学探究的良好学习习惯。

    二、基于STEM的初中科学高效课堂的构建原则

    在STEM教育综合性特点的基础上，在初中科学高效课堂打造的过程中，要想实现有效教学，提高学习效果和学习质量，在整个教学探索的过程中，要融入科学、数学、工程、技术等学科知识点，让学生在做项目、思考项目的时候，能够对项目问题多角度分析，使其灵活运用所学知识进行探究思考，这样既可以提高问题解决能力，又可以发挥STEM教育理念的育人价值，促使学生思维上升一个高度。

    三、基于STEM的初中科学高效课堂的构建策略

    1.创设科学情境，开拓思维空间，指向高效课堂

    初中科学新课标中明确强调“综合、情境、探究”旨在通过对科学内容的整合，在整体认识科学知识的基础上，设计情境，激发自主探究学习兴趣。故此，在教学的时候，为打造科学高效课堂，开拓思维空间，可以创设真实的生活情境，在情境引导中，将STEM教育理念与科学教学进行有机融合，培养科学学习态度和学习积极性。例如，在教學《电路分析与应用》科学内容时，本课是学习了电路三个基本物理量电流、电压、电阻三者之间关系之后，第一次真正意义上涉及到多个电路元件之间的电学物理量间关系分析与计算的一节内容，旨在让学生理清串并联电路特点与欧姆定律。故此，在学习的时候，为打造高效课堂，渗透STEM教育理念，可以设计《生活电路设计与制作》的情境，播放圣诞节圣诞树挂满电灯的真实情境，在课件播放的过程中，让学生谈谈灯的特点，联系在实际生产和生活中，经常会遇到一个电源给各个用电器供电的问题，思考：

    问题一：在教室里的电源线进来后，给多盏灯和多个插座同时供电，电路是如何连接的？

    问题二：家里的电源线进来后，给多盏灯和多个插座同时供电，电路是如何连接的？

    让学生对问题进行思考分析，在激发参与兴趣的同时，以解决生活电路问题为目标，以组为单位，让学习小组选择生活中家庭的卧室、客厅、卫生间、厨房具体场景，讨论分析，在房间布置什么电路和实现电路照明需求是什么？让学生利用科学实验、网上资源调查、数据统计分析、公式计算等科学实践方案，利用多学科知识对实际问题进行探索，随后以学生提供的方案为辅助，进行师生交流，就方案的优缺点进行探讨，确定其设计步骤和目的，从而引导学习小组根据方案进行自主探索，综合运用各个学科知识，如科学中的电路知识、数学中的数据分析与计算以及工程中的方案设计等，进行项目探讨，最后为其提供实践平台，让学生对此次项目进行展示、分享。在情境设计，STEM教育整合中，开拓思维空间，打造高效课堂。

    2.制定主题活动，提升思维高度，打造高效课堂

    STEM教育理念是围绕一个明确的项目主题活动进行的自主探索和主动学习。也就是说，在初中科学教学中，打造高效课堂，培养学生良好思维品质，教师可以通过制定主题活动的方法为辅助，将学生进行科学分组，引导其对项目主题进行合作交流，设计项目主题步骤和实践方法，在交流沟通、自主解决的过程中，提升思维高度，促进高效探索。例如，在教学《物质的酸碱性》科学内容时，主要是让学生能够使用酸碱指示剂辨别酸性、碱性，了解生活中的科学，知道科学即生活的道理。故此，在教学的时候，教师可以制定“制作酸碱指示剂，探究生活物质酸碱性”的主题活动，让学生从科学角度说出pH值所表示的意义，用pH值的思想来区别物质的酸碱性，能够运用简单、创新的方法制作酸碱指示剂，随后将酸碱指示剂测量物质酸碱性这一工程项目进行设计规划，最后通过数学计算统计，认识化学在日常生活中的应用体现。在此次活动开展中，为提高项目主题活动开展的质量，可以出示盐碱地图片和酸雨影响的树木图片，为在情境引导中导出主题做好过渡，然后准备柠檬汁、纯碱、食盐溶液、肥皂水、万寿菊、紫甘蓝、红玫瑰等教具，让学生制作花青素指示剂，将学生分为8个小组进行制作，让学生就材料选择、项目制作方法、实验步骤进行设计，然后以家庭校园生活为场地，让8个小组就“菠萝汁、醋、自来水、洗洁精、牙膏、汽水、胃舒平片、洗发水、校园里的土壤、茶水”等测定载体进行自由选择，将实验成果以表格的形式进行记录、归纳，最后就此次主题活动的开展实施情况进行汇报。通过制定主题活动，在自主参与、真实体验的过程中，通过合作交流，提高学生的思维高度，让学生综合运用所学知识对科学问题进行灵活思维，在多维度、多领域探讨的基础上，促进问题有效解决，打造科学高效课堂。

    3.设定项目目标，促进思维发展，践行高效课堂

    STEM教育理念一大特点就是实践性，而初中科学高效课堂其根本的目标是为了让学生能够利用所学知识解决生活实际问题为核心展开的教学引导。两者都是基于实践、应用进行的教学，故此，教师可以利用这一契合点，开发项目应用，将所学知识与生活实际建立关联，在多学科知识整合中，促进实践体验，在真实参与中，促进思维发展，实现高效教学。例如，在教学《简单机械》科学内容时，旨在让学生通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆，使其感知杠杆的广泛应用价值，提高对杠杆工作原理的认识。故此，在此次教学的过程中，可以开发项目应用，以自制简易杆秤，深化对杠杆知识的认识，在此过程中，可以在学习目标中渗透STEM教育理念如：

    科学：利用杠杆平衡原理，确定提纽的位置。

    技术：通过杆秤来测量物体的质量，认识高精度杆秤制作的复杂。

    工程：通过自制简易杆秤环节，使其学会设计项目方案，了解杆秤的构造原理，深化杠杆知识。

    数学：通过计算了解杆秤刻度原理，以及杆秤刻度为什么是均匀的。

    通过教学目标与STEM教育理念的渗透，以组为单位，让学生根据项目目标，结合所学知识内容，就此项目进行动手实践，使其利用生活中的材料物品，利用科学知识，解决生活实际问题，同时在此过程中，为提高实践能力，可以为其介绍有关杆秤的历史背景，在认识其科学文化的基础上，帮助认识杆秤的价值，从而引导其综合各个学科领域、项目材料、项目步骤进行全面设计，在解决生活问题，服务生活实际的过程中，促进思维发展，提高问题解决能力，从而践行高效课堂，以杠杆为支点，以STEM教育理念为辅助，实现高效学习。

    4.立足多元点评，拓展思维广度，构建高效课堂

    点评作为课堂教学的重要组成部分，在实施评价的时候，基于STEM教育理念，教师会设计多维度知识内容，考查学生的STEM水平。故此，为拓展思维的广度，构建高效课堂，在评价的时候，要立足多元，在多内容、多主体、多方法应用的过程中，了解学习动态，培养STEM教育素养。例如，在教学《水资源的利用、开发和保护》科学内容时，旨在让学生了解水污染产生的主要原因，树立保护水资源人人有责的思想，培养社会责任感。为此，在对此次科学教学点评的时候，教师要善于引导学生多维思考分析，站在科学的角度，探究水资源的分布、水资源与日常生活、生产的关系、设计实验除去水中杂质的方法等内容进行学习;结合动手实践，利用调查访问、实践走访、大数据分析等技术方法，就家乡水资源的情况以及目前用水、水的质量等内容进行科学分析;从工程角度对水资源的利用、开发、保护的有效实施措施进行项目规划，设计项目实践报告。通过多维内容的点评分析，提高学生综合素养，让学生先自评然后互评，最后就此次评价上传家长群，邀请家长对此次项目进行点评，在多元点评中，根据信息反馈，引导其检测自身的学习能力和学习质量，思考分析在此次项目中自己的不足之处，拓展思维的广度，构建科学高效课堂。

    综上所述，基于STEM的初中科学高效课堂的构建，对提高学生综合素养，促进全面发展具有积极的促进作用。为此，在教学的时候，为打造高效课堂，渗透STEM教育理念，使其形成良好思维品质，教师可以通过设计情境、开展主题活动、项目应用实践、多元点评等方法，优化教育教学模式，立足学科整合，促进思维发展，打造高效课堂。

    参考文献：

    [1]郑华东.融合STEM理念的初中科學教学实践分析[J].知识文库，2020（22）：117+119.

    [2]陈坚荥.融合STEM理念的初中科学教学实践探索[J].新智慧，2020（9）：8.

    [3]龚亚丽.核心素养下初中科学教学融入STEM理念的思考[J].试题与研究，2020（27）：42-43.

    （作者单位：浙江省台州初级中学，浙江 台州 317000）