STEM教育理念下的初中物理实验教学实践研究

STEM教育理念下的初中物理实验教学实践研究

项多兰

张家港市梁丰初级中学，江苏省苏州市，215600

摘要：物理学科具有推动科学技术发展的作用，在物理学科教学中，教师通过融合STEM教育理念，能让教学内容更丰富、教学结构更充实，还能让学生获得锻炼和实践的机会。STEM教育整合了科学、技术、工程、数学多方面知识，使教师在初中物理教学整体探究过程中落实教学创新。STEM教育理念也是建立在问题情境之上的教育理念，引导学生利用生活经验激发主动探索、发展的欲望，让学生能乐于探究、主动探究，提升了实验探究的价值。基于此，本文分析STEM教育理念下的初中物理实验教学优化创新策略。

关键词：STEM；初中物理教学；实验教学；实践探究

一、STEM教育理念

STEM教育是一种在教学过程中融合科学、技术、工程、数学多方面知识，进而调动教学思维发展，实现知识整合并具备更强的知识探究能力的一种教育理念和教育方法。STEM教育理念指导下，学习者开展的教学活动综合了多个领域的知识和技能，通过学科的渗透和配合实现系统育人。STEM教育强化了学习者的学习过程，在问题解决的过程中能实现学生思维能力的拓展，实现了学生高阶思维能力、创新能力的提升。

STEM教育融合了传统的教学模式特点并创新了教学活动。其具有以下特点：（1）跨学科性。教师在STEM教育理念引导下开展教学，关注学生综合能力的培养。传统的课程教学中清晰划分学科知识，这样容易产生学科信息孤岛，而本身学科知识之间的关联性比较强，STEM教育将学科知识串联起来，达到一种“你中有我，我中有你”的状态，这样才能实现学生的学习目标，提高学生的学习素质。（2）体验性。STEM教育能让学生主动体验，实现了多门学科的融合能让物理学科的工科思维展现出来，还能利用艺术课程、语文课程等独特性，提升课程的体验性和操作性。（3）趣味性。STEM教育将生活中的有趣、有挑战性的知识点融合到教学中，让学生在情境中应用STEM教育理念，让学习更有意义。

STEM教育融合到初中物理课程教学中，是可成创新的需要，也能带动学生构建多元的知识框架，强化学生的创新能力和合作意识，对学生日后的学习深有帮助，也能为国家培养更多创新型、专业型、复合型人才[1]。

二、STEM教育理念下初中物理实验教学设计

（一）以生活经验为引领，引导学生主动探索探究

生活经验是学生学习的重要财富，在物理实验教学中，可以将其为引子，引导学生探索、发现。学生在生活中的感悟、体验和认知，能够影响学生对于实验的认知，也能通过生活经验和实验结果的冲突，达到一种良好的体验和情感迸发的过程。在课堂引入过程中，教师可以以生活中常见的内容，让学生主动体验、感悟、认知，激发学生探索发现的心理。例如，在学习杠杆原理的时候，教师就可以通过影视作品或历史文物来让学生了解到物理在生活中的妙用。如在《指环王》中，“米纳斯提里斯保卫战”中的投石机大战就应用了杠杆原理，而在三国时期的官渡大战中，投石机也曾经出现过曹军打败袁绍的“霹雳车”，就是我们常说的投石机，而这也合理地诠释了物理学中的杠杆原理。那么，杠杆原理为什么会让投石机拥有这么大的威力，它的平衡条件是什么？通过探究这些知识点，让学生参与到物理实验教学中来，才能激发学生对于探索发现的积极性。

（二）引导学生自主探究，开展合作探究学习

教师在进行实验教学的过程中，鼓励学生自主参与其中是非常重要的，因为初中学生的学习积极性可以直接促进其学习成长，建立在STEM教育之上，实现教育整合，才能提升教育教学的实效性。教师在启发学生的时候，可以以问题为中心，通过学生以前学过的知识为起点，引入新知识，例如，在教授“杠杆的平衡状态”时，教师可以先让学生讨论什么是物体的平衡状态，然后分析杠杆的平衡条件。教师也可以通过意义构建为中心，探索物理知识探究的一般路径，利用STEM教育的科学探究优势，提升学生的学习积极性。自主探究过程中，教师可以先提出问题，让学生猜想“杠杆平衡”可能影响的因素，然后通过实验设计，优化实验步骤。教师可以将课本上的杠杆平衡条件实验做出一定的调整，探究弹簧测力计方向和杠杆平衡之间的关系，并得出杠杆平衡的条件。利用STEM科学实验思想，探究杠杆的平衡条件，并建立在自主探究之下让学生知道杠杆平衡条件和方法[2]。

（三）做好评价反思，提升学生核心素养

教师需要建立在STEM教育理念之上，整体分析教学设计是否对于学生的科学素养、技术素养、工程素养有一定的提升作用，通过对物理自主实验过程进行评价总结，分析STEM教育下学生是否具有主动参与到实验中的积极性、是否具有灵活处理实验结果的能力。在整体评价之后，分析所确定的实验方案是否切实可行，最终通过科学的反思和反馈，让学生习得更多的知识点，提升学生的学习素养[3]。物理实验的设计不能拘泥于课本，而是需要引导学生在创新的实验中收获成长，很多物理实验都是为了得出结果而实验，很容易就将实验变得枯燥乏味，教师可以将创新思想融合到实验教学中，引导学生创新思维，通过多元化的实验，激发学生的学习积极性。如在学习电磁铁和自动控制相关内容的时候，教师可以带着同学们一起去制作简易的电磁铁或设计自动控制的小发明，这样在开阔学生眼界的同时，还能让学生更好地理解物理原理，提升物理学习效能。

三、结语

总而言之，在科学教育全面开展的新时代背景下，STEM教育理念的提出让学科融合和跨学科教学的效益更加突出，能对学习者产生积极的促进作用。STEM教育理念和物理课程之间存在较强的关联性，对于初中课堂改革意义重大。鉴于此，需要建立在学生的学习基础之上，创新物理实验，提升实验的创新度，带动新时期初中物理课程改革，达到提升学生素质的目标。

参考文献

[1]徐婷,徐萌. STEM教育理念下的初中物理实验教学研究[J]. 吉林省教育学院学报,2022,38(02):117-121.

[2]陈飞云. STEM教育理念下初中物理实验教学初探[J]. 科技资讯,2020,18(10):144-145.

[3]罗倩,张皓晶,张雄. STEM教育理念下初中物理实验教学初探——以自制“简易密度计”为例[J]. 教育科学论坛,2019,No.472(22):48-50.