基于STEM SOS模式的物理规律教学实践与研究

杨梦琪

摘   要：本文尝试以一节课为例，探讨物理规律教学中如何实践STEM SOS 教学模式，使STEM SOS 模式在物理课堂中落地生根。

关键词：STEM SOS;物理规律教学;实践与研究

哥伦布说，重要的不是你所在的位置，而是你航行的方向。

一个教师教研能力要成长，重要的是什么？笔者认为，应在教学实践的基础上，探索课堂教学模式，再回到实践中反复改进得以提升。在这样的循环中，一个教师的教育生命才能保持充满生机。

在CNKI中小学数字图书馆中以篇名检索“STEM教育”出现的检索结果有四百多条。但增加物理和实践的关键词后，仅剩十一条。STEM SOS 模式在我国中小学如何展开，缺乏系统全面的实践与研究。

1  名词解释

STEM SOS 教学模式（“STEM” Students on the Stage），即STEM学生登台秀。这种教学模式由美国哈莫尼公立学校提出，将STEM与PBL（包括Project Based Learning即基于项目的学习和Problem Based Learning即基于问题的学习两种模式）相结合。

STEM SOS 教学模式是一种以学生为中心，教师引导、促进，并直接通过一系列以项目和探究为基础的学习活动而进行的 STEM 教育途径[ 1 ]。

STEM SOS 物理课堂教学模式是指情境创设→提出研究项目→分组讨论、制定研究方案→汇报方案→进行研究←汇报成果，然后按图1所示箭头方向，根据需要提出新的研究项目，开始新一轮的教学循环。

2  案例分析

笔者将展示上海科学技术出版社八年级物理第三章第一节“科学探究：声音的产生与传播”的一节课例，探讨物理规律教学中如何实践“情境创设→提出研究项目→分组讨论、制定研究方案→汇报方案→进行研究→汇报成果”的STEM SOS 教学模式。

2.1  声音是如何产生的

2.1.1  情境创设

观看无声视频“蔬菜合唱团”，看音乐人组成合唱团，演奏用各种蔬菜现场制作的乐器。有趣的视觉画面，对比无声的听觉感受，体会如果人类生活在没有声音的世界，会是怎样？请2-3位同学表达各自感受。接着对比欣赏同班同学的乐器表演视频，营造出能够听到美妙音乐是多么幸运的感受，激发进一步学习了解声音的世界的愿望。

2.1.2  提出研究项目

请同学们提出关于声音，有什么想知道的呢？同学们众说纷纭，老师引导关注：声音是如何产生的？

2.1.3  分组讨论，制定研究方案

请同学们根据如表1中给出的研究对象进行分组讨论，制定研究方案。

表1  探究“声音是如何产生的”学生分组实验

2.1.4  汇报方案

请同学们汇报研究方案，共同完成表2。

表2  探究“声音是如何产生的”分组实验研究方案

2.1.5  进行研究

学生分组进行研究。

2.1.6  汇报成果

学生展示研究成果。

请学生通过前面的例子自行总结结论。实验过程中使用到了将不容易看到的现象放大的实验方法，请学生给实验方法命名：转换法。

2.1.7  提出新的研究项目

进一步探究“常见乐器是什么在发声？”时，展示如图2、3两幅图，融合人文与艺术教育。

管乐器是什么在发声呢？这是学生因为经验不足而造成的学习难点。通过学生自制乐器来弥补经验的不足，课堂上展示和登台吹奏自制口风琴，体会到：管内空气柱振动，使管乐器发声。

2.2  声音是如何传播的

2.2.1  提出研究项目

人们可以听到日常生活中对方讲话时的声音;游泳的时候可以听到岸边传来的声音;隔墙有耳仍然能听到声音;宇航员太空中即使面对面也要用无线通信设备，而在太空舱内就可以直接对话。声音是如何传播的呢？

2.2.2  分组讨论，制定研究方案

请同学们根据表3中给出的研究对象进行分组讨论，制定研究方案。

表3  探究“声音是如何传播的”学生分组实验

2.2.3  汇报方案

请同学们汇报研究方案，共同完成表4。

表4  探究“声音是如何传播的”分组实验研究方案

2.2.4  进行研究

学生分组进行研究。

2.2.5  汇报成果

学生展示研究成果。

请学生通过前面的例子自行总结结论。实验过程中使用到了从实验结论合理推理出结论的实验方法，请学生给实验方法命名：实验推理法。

3  启发

STEM SOS 教学模式背后的理论基础有杜威的实用主义教育理论。

受杜威实用主义的影响，STEM SOS 教学模式强调学生的动手能力，在本课例中得到了充分体现。STEM SOS 教学模式强调“经验”“学生”“活动”这三者对于教学设计至关重要，强调“玩中做”“做中学”“学中悟”“悟中思”，完成知识学习和能力形成[ 2 ]。

课例中，利用情境创设→提出研究项目→分组讨论、制定研究方案→汇报方案→进行研究→汇报成果的教学模式，指导学生完成了自制口风琴、传声筒等项目的设计和制作，融合科学、技术和人文艺术，实现了教师中心转为学生中心;教材中心转为生活中心;教室中心转为社会中心[ 3 ]，帮助学生克服了知识与思维间的脱节，在不同类型的学生小组之间创造积极的沟通和合作关系[ 3 ]，为STEM SOS 模式在物理课堂中落地生根迈出了坚定的一步。

参考文献：

[1]杨华平.美国哈莫尼公立學校STEM教学模式（STEM SOS model）研究[D].成都：四川师范大学，2017.

[2]林彩珍.闽浙六市中陶会实验学校“生活力课堂”研讨活动随感[J].福建陶研，2018（1）：24-26.

[3]罗伯特·M·卡普拉罗等.基于项目的STEM学习[M].上海：上海科技教育出版社，2016.