STEM教育理念下的初中物理实验教学研究.docx

? ? STEM教育理念下的初中物理实验教学研究 ? ? 徐 婷，徐 萌 STEM 教育包含科学、技术、工程、数学四个方面，最早由美国国家自然科学基金会教育在课程开发时提出，其目的是利用解决问题的方式实现跨学科的知识整合。STEM 教育通过团队合作，在解决实际问题的过程中进行跨学科学习。STEM 教育适应素质教育的发展方向，符合培养学生创新实践能力的要求，可以使学生在情境中，通过探究合作，解决一个实际问题。这样的教育理念可以使素质教育真正走进课堂。 一、STEM教育的教学方法 （一）PBL教学法 为了培养学生的STEM 素养，教师最常用的方式是PBL 教学法和6E 教学法。PBL 是Project Based Learning的缩写，意为基于项目的学习，这种教学方法以一个项目为核心开展学习活动。学生需要解决来自真实情景的复杂问题，在教师提出的实际问题的基础上确定研究思路和解决方案，并在解决问题的过程中学习和应用学科思想。在此过程中，培养创新思维和工程技能是最终目的。基于项目的学习目标是对教材内容以外知识的体验与经历，能够丰富学生对外在人和事物的认识。 相比PBL 教学模式的单一项目，STEM 教学模式中包含多个项目，更能激发学生产生持续不断的学习动机与探索欲望。STEM 学习通过创设真实情境，在生成产品的过程中汲取学科核心概念和技能，培养创新思维和工程技能。两者均是让学生在问题或项目的驱动下完成学习任务，都是提倡多元化教学模式和多样化教学评价。［2］ （二）6E教学法 1989年，王健提出“5E”教学法。它由参与、探索、解释、提炼、评价五部分整合而成。此模式旨在激发学生求知欲望进而自发探究和建构知识体系。然而“5E”教学法缺少了工程设计环节使学生缺乏操作实践技能。 在此之后，学者Burke 将设计与扩展整合到“5E”方法中，从而提出“6E”教学法。“6E”教学法契合STEM 教育的基本特点，它以情景或问题为出发点，学生通过工程设计环节自主综合运用多学科知识，从而生成产品。“6E”教学法主要包括六个过程：引入、探究、解释、工程、丰富、评价，相比于“5E”教学法，“6E”教学法加入了工程元素，丰富了“5E”教学法，增加了工程建造、模型设计思想。 二、在物理教学中融入STEM理念的必要性 （一）STEM理念能够促进物理核心素养的落实 中学物理课程改革重点强调物理核心素养的落地。构建从生活经验出发、以学科内容为基础、以核心素养为指导方向的中学物理课程。强调“注重多学科的横向配合，建议中学进行科学探究与技术应用相整合的跨学科学习活动，以此增强学生科学意识和实践能力”。新课程标准强调“创设情境提升跨学科技能并树立正确的科学观和价值观”。 STEM 理念强调了物理教学的实践性，在实践中增强解决问题的能力，并将其运用到生活中，从而加深对知识的理解。从认知维度出发，STEM 理念注重解决问题的过程，学生在解决问题时会关联到其他学科的知识，从而实现多学科思维的结合。学生在STEM 理念引导的课堂中，会对问题产生求知的欲望，进而主动查询知识找到解决问题的办法，有效提升了学生们灵活运用知识的能力。 （二）STEM教育能够发展学生的物理技能 发展学生技能是物理课程标准中提出的教学要求。STEM 教育理念强调做中学，注重创设实践操作活动，强调给学生提供动手、动脑的机会，通过实践学生既能透过现象发现规律，又能体验到探究的乐趣，还能锻炼操作技能。立足初中生的发展情况，在实施操作实践互动的时候，教师可以引导学生模仿，从模仿中实现“做中学”。比如，在引导学生学习“杠杆”的时候，教师联系物理与现实生活的关系，从生活搜寻杆秤，引导学生模仿制作杆秤，并利用制作的杆秤对物体进行称重。学生体验这样的模仿活动，借助自身的感知建立对杠杆的直接认知，便于发展物理探究能力，提高操作技能。 （三）STS教育能够成为STEM理念的载体 STS是科学science、技术technique、社会society三个单词的第一个字母的缩写，即科学技术与社会教育。STS教育强调知识的实用性和社会价值，注重科技前沿、生活实际等与物理学科的结合，注重引导学生从实际情景出发关注物理知识，体现了物理课程标准中“从生活走向物理，从物理走向社会”“注意学科渗透，关心科技发展”两个基本课程理念。STS教育能让学生了解自然界事物的相互联系，加强学科间的联系与渗透，关心科学技术的新进展，关注科技发展给社会进步带来的影响，逐步树立科学的世界观。STEM 教育中的跨学科并不是各门学科知识进行累加，而是强调知识之间的联系和整合，并将其运用到真实的情境中。可见，物理课程中的STS 教育与STEM 教育理念完美契合，STS 教育是STEM理念的重要载体。 物理新课程标准重点强调了物理与技术、社会的联系。课程内容有