STEM教育理念在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探索

倪開榮

【摘 要】STEM是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的4門學(xué)科的簡(jiǎn)稱縮寫，它的教學(xué)理念是將這4門學(xué)科進(jìn)行有機(jī)整合，具有跨學(xué)科、情境性、體驗(yàn)性的特點(diǎn)。在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，融合STEM教育理念，對(duì)提高學(xué)生的物理思維能力，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果具有重要的意義。為此，本文就STEM教育理念在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探索進(jìn)行了策略分析。

【關(guān)鍵詞】學(xué)生;審題惰性;審題能力;有效策略

本文就STEM教育理念在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用策略進(jìn)行了探索分析，旨在通過真實(shí)情境引入，設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程等方法，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，打造初中物理實(shí)驗(yàn)高效課堂。

一、真實(shí)情境引入，明確探究方向

STEM教育研究的項(xiàng)目來自于真實(shí)世界的具體問題。因此，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以利用設(shè)計(jì)真實(shí)情境為輔助，在直觀引導(dǎo)中，激發(fā)參與興趣和學(xué)習(xí)探究動(dòng)力，從而融入STEM教育理念，綜合各個(gè)學(xué)科知識(shí)，對(duì)此探究的項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，使其明確探究的方向。例如，在教學(xué)《物體沉浮的條件》時(shí)，可以引入泰坦尼克號(hào)沉船事件，讓學(xué)生思考：假如把打撈沉船的任務(wù)交給你，你將采取什么措施？讓學(xué)生進(jìn)行交流互動(dòng)，在問題情境設(shè)計(jì)的過程中，導(dǎo)出此次實(shí)驗(yàn)探究的方向，讓學(xué)生圍繞項(xiàng)目“研究影響物體的沉浮條件的因素”為入手點(diǎn)，利用科學(xué)知識(shí)做出猜想假設(shè)，然后利用石蠟塊、小瓶、牙膏皮等教具，鼓勵(lì)其進(jìn)行操作實(shí)踐，觀察并記錄其真實(shí)現(xiàn)象，讓學(xué)生通過合作思考分析改變它們沉浮的情況，讓學(xué)生對(duì)這一工程項(xiàng)目進(jìn)行計(jì)劃探究，結(jié)合數(shù)學(xué)、技術(shù)、科學(xué)等知識(shí)領(lǐng)域，研究其影響的因素，最后為其提供實(shí)驗(yàn)成果展現(xiàn)的平臺(tái)，讓學(xué)生小組就此次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作、講解，在真實(shí)體驗(yàn)、情境探索的過程中，明確探究的方向，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的靈活應(yīng)用，在滲透STEM教育理念的同時(shí)，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

二、設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)，提高探究能力

在傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一般都是教師通過講授和示范進(jìn)行的教學(xué)引導(dǎo)，學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)、模仿探索的過程，不僅無法培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性，還會(huì)降低學(xué)習(xí)興趣。而STEM教育理念下物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是以激發(fā)學(xué)生自主為中心展開的教學(xué)設(shè)計(jì)，旨在讓學(xué)生做學(xué)習(xí)的主人，培養(yǎng)動(dòng)手能力和探究能力，因此，在教學(xué)時(shí)，可以設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)，以一個(gè)明確的項(xiàng)目為核心，以組為單位，引導(dǎo)其進(jìn)行自主探索。

例如，在教學(xué)《凸透鏡成像》物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，重點(diǎn)是讓學(xué)生理解凸透鏡成像的規(guī)律，知道凸透鏡成像的虛實(shí)、倒正、大小與發(fā)光體的位置的關(guān)系，通過觀察，了解實(shí)像和虛像的區(qū)別。那么，為激發(fā)實(shí)驗(yàn)探究興趣，提高探究能力，在教學(xué)的時(shí)候，可以以凸透鏡成像規(guī)律為項(xiàng)目主題，以組為單位，為其提供新的實(shí)驗(yàn)教具，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教材創(chuàng)新點(diǎn)，如：①光具座，傳統(tǒng)光具座，零刻線在最左端，改進(jìn)后的光具座零刻線在中間，光源和光屏分別位于零刻線兩端，可在刻度尺上記錄物和像所在的位置。②光源，傳統(tǒng)光源為蠟燭，不便于測(cè)量燭焰的高度，改進(jìn)后運(yùn)用F型光源。③光屏，傳統(tǒng)光屏只能承接像，不便測(cè)量像高，改進(jìn)后的光屏，中間有刻度尺，便于承接像，又便于測(cè)量像高。

三、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，豐富學(xué)習(xí)體驗(yàn)

在以往物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，都是學(xué)生按照教師引導(dǎo)和課本進(jìn)行的操作、學(xué)習(xí)，枯燥、乏味，缺乏創(chuàng)新。那么，為滲透STEM教育理念，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，在教學(xué)時(shí)，可以優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，綜合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等知識(shí)點(diǎn)，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)過程的基礎(chǔ)上，豐富學(xué)習(xí)體驗(yàn)感，提高動(dòng)手能力和探究質(zhì)量。例如，在教學(xué)《速度的變化》物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以在STEM教育理念指導(dǎo)下，以樂高機(jī)器人套裝為載體，將其應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，提高綜合運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的解決能力，為其準(zhǔn)備秒表、刻度尺、激光光源、樂高EV3機(jī)器人套裝等，在實(shí)驗(yàn)開展的時(shí)候，讓學(xué)生根據(jù)課本實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)容做輔助，對(duì)比其實(shí)驗(yàn)素材，就此次實(shí)驗(yàn)探究做項(xiàng)目規(guī)劃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，引導(dǎo)其利用科學(xué)技術(shù)用刻度尺測(cè)量小球的路程并記錄s，設(shè)置判斷閾值，取光電傳感器最小值與最大值的中間值作為光電傳感器的判斷閾值，隨后編寫計(jì)時(shí)程序，最后綜合自己的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力，將測(cè)量獲得的路程s和時(shí)間t代入到速度公式中去，通過計(jì)算測(cè)量速度。在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的同時(shí)，豐富學(xué)習(xí)體驗(yàn)感，使其做學(xué)習(xí)的主人，進(jìn)行創(chuàng)新探索，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，讓學(xué)生綜合運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作探究，提高實(shí)驗(yàn)操作效果，增強(qiáng)問題解決能力。

四、結(jié)束語

STEM教育理念在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，既可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，培養(yǎng)科學(xué)思維素養(yǎng)，又可以創(chuàng)新課程資源，豐富學(xué)習(xí)體驗(yàn)感。為此，在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候，教師要重視STEM教育理念的滲透，重視跨學(xué)科知識(shí)整合，在情境引入、設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的過程中，提高物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。

【參考文獻(xiàn)】

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