葛雪霞
【摘要】在新课标的要求下,初中教学必须要改变传统的教学模式,以培养学生的探究能力为主要教学目标。在这种背景下,以STEM理念下的学科整合逐渐渗透到教育中,并且已经成为初中物理教师研究的重点。以初中物理课堂为研究切入点,对STEM理念下的初中物理课堂教学进行了详细的研究和分析。
【关键词】初中物理 STEM理念 高效课堂 有效策略
当前新课程标准下的初中物理教学,虽然非常重视学生探究能力、问题解决能力培养,但是缺乏学习情景的“探究”只是一个要求解答的探究性习题或实验习题,失去了探究的背景和探究的氛围,探究的现实意义和吸引力,就被淡化了。为了充分发挥学生的主观能动性,促进学生对知识原理的消化与理解,提高学生的学科素养。因此,初中物理教师必须要积极思考,并突破教学模式的限制,在STEM这一全新的教学理念下,开展初中物理课堂教学,进而全面提升学生的物理探究能力。
一、STEM与初中物理教学
1.STEM概述
在新课表的要求下,对人才培养提出了更高的要求。这就要求教师在开展课堂教学的过程中,不仅要注重知识的传授,更要在此基础上,加强学生综合能力的培养。在这种情况下,教师在开展课堂教学中,必须要跳出单一学科的范围,开展多学科的融合研究。于是学科整合这一理念也营运而生。
STEM就是一个科学整合理念,其中S代表科学,T代表技术,E代表工程,M代表数学。在该理念下,要求在教学活动中,必须要将这四门科学进行有逻辑、有组织的结合,真正实现以科学知识为中心,以数学知识为辅助工具,进而使得学生积极参与到工程、技术实践中,进而全面培养学生的探究能力、实际问题解决能力等。
2.STEM教育理念在初中物理课堂中的应用优势
在新课程标准下,初中物理教学旨在培养学生的探究能力、实际问题解决能力,进而全面提升学生的物理核心素养。但是鉴于物理这一学科的特殊性,传统教学模式的效果并不十分理想。而STEM理念下的教育模式则更好地体现了物理教学的实践性、规律性。在具体的教学活动中,STEM教育更加强调学生的主体地位,在教学活动中教师更加注重发挥学生知识建构的主动性,并在此基础上,对物理规律在实际问题中的应用进行了关注。进而使得学生在物理问题解决的过程中,提升其问题分析能力和解决能力。而在这一过程中,学生又可以将自己所学到的所有知识运用到实践中,并对其进行了有效的整合。
另外,从认知发展的角度上来说,在STEM教育理念下,鼓励学生从科学的内部框架、跨学科概念之间的联系、探索性思维的角度,对问题进行思考和解决。在这种情况下,学生在进行物理学习过程中,只有运用多种领域内的知识,才能将设置的问题解决掉,这就在很大程度上促使学生积极进行问题探究,并主动地通过资料查询、实验、计算和推理等途径,找到问题解决的方法。而在这一过程中,学生的思维也会逐渐变得更加灵活、更加主动,也在很大程度上提升了学生的探究能力、沟通能力、问题解决能力等。
二、基于STEM理念下打造高效初中物理课堂的有效措施
1.结合STEM教育理念,全面提高学生的物理学习兴趣
兴趣是最好的老师,也是学生开展学习的原动力。因此,在初中物理教学中,激发学生的学习兴趣,促使学生积极主动参与到课堂学习中,历来是教师关注的重点。一直以来,初中物理课堂教学受到传统教学模式的影响,学生学习兴趣低下,甚至部分学生逐渐产生了厌烦的情绪。面对这一严峻的现状,教师在开展教学活动中,可充分借助STEM理念,將物理学科与其他学科之间进行有效的整合,并将其设置成与学生实际生活相关的问题,进而引导学学生对其开展探究。
例如,在进行“探究树荫下的光斑”教学中,教师结合生活创设了相关的问题,并引导学生利用自己所学到的知识,对其进行探究。学生在实践活动中发现,小孔可以成像,大孔可以成斑这一结论是相对的,如果小孔离地面的距离足够大的时候,也可以成斑;而大孔的距离如果离地面比较远的话,也可以成像。随后,教师可以组织学生进行“小孔成像”探究,将两个空饮料罐底部分别打一个方孔和一个圆孔,将罐的顶部截掉用半透膜蒙上,然后分析小孔成像与小孔形状(或物体形状)的关系,并让学生思考在探究过程中需要用什么研究方法;观察到半透膜上的成像和原图像一致吗;为了更好地研究光在空气中的直线传播规律,可以在空气中通入什么物质,从而转化研究问题等。通过实验探究,让学生运用数学、科学等知识,从而弄清小孔成像原理。
2.基于STEM理念下,培养学生的实践操作能力
在STEM理念下,教师在开展初中物理教学活动中,必须要将物理知识进行转化,使其成为真实世界中的一个问题,并以该问题为导向,引导学生开展探究活动,并利用多学科内的知识,对其进行解决。同时,鉴于初中物理的学科特点,教师在开展教学活动中,必须要加强物理实验的重视程度,并积极改变传统的实验教学方式,充分利用实验这一有效的载体和形式,指导学生积极参与到实验教学中,并使其在实验的过程中,深化知识理论,并在实践过程中,不断提升学生的实践操作能力。
例如,在进行“杠杆原理”的教学中,教师就可充分结合STEM教育理念,带领学生利用课余时间进行动手制作“自制杆秤”的小实验,让学生通过乐高模型或生活中的物体进行杆秤的制作,让学生能够结合工程学、物理学、数学的知识探究杆秤平衡原理,通过改变所称砝码的重量来探究动力臂的变化,得出杠杆原理:动力×动力臂=阻力×阻力臂,这样,由于杆秤秤砣和阻力臂一定,因此就可以建立动力臂和阻力之间的函数关系,即G=G秤砣L阻,建立数学模型G=kx,通过秤砣在杆秤的位置就可以直接读出所称物体的重量,这样既有利于培养学生的综合实验能力,也能培养学生的实验能力和探究能力,体现STEM教育的优势。
3.融入STEM理念,激发学生的探究意识
在新课标的要求下,初中物理教师在开展教学活动中,必须要以培养学生的探究能力、问题解决能力为主要目标。基于此,教师在进行教学过程中,可充分融入STEM理念,并结合教学目标,将其与生活实际相结合,并设置出一定的问题。在此基础上,对全班学生进行分组,并指导学生利用所学的物理知识、其他学生的知识对这一问题进行分析和讨论,并对问题进行解决。在这一过程中,学生不仅解决了教师所设置的问题,也在解决问题的过程中,激发了其探究意识,进而培养了学生的探究能力,实现了新课标的要求。
例如,在进行“温度计”教学中,教师就指导学生利用小组的方式进行温度计制作。在具体的教学中,教师先对温度计制作方法进行了详细的讲解,并鼓励学生以小组为单位进行制作,在这一制作的过程中,学生可以进行创新。各个小组的学生最终完成了温度计的制作。但是最后却发现,设计制作出的温度计也存在各种各样的问题,这时,教师指导学生利用STEM的方式,运用自己所学的所有知识对其进行探索,找出其中存在的问题,并对其进行针对性的解决。
三、结束语
综上所述,STEM是一种全新的教育理念,与新课标下初中物理教学目标密切相关,是提升学生探究能力、问题解决能力的关键。据此,初中物理教师在开展教学活动中,必须要结合STEM理念,积极构建高效初中物理课堂教学,进而全面提升学生的综合能力,进而实现新课标的要求。
参考文献:
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