探究STEM教育理念下初中物理实验教学

刘振亮

摘 要：STEM教育理念是融合了科学、技术、工程和数学四门学科的简称，可见STEM教育理念强调的是在教学中将四门学科融为一个整体，促进学生全面发展。物理实验能够有效锻炼学生的动手操作能力，培养学生的探索精神和创新能力。基于此，本文针对STEM教育理念下初中物理实验教学进行探究。

关键词：STEM教育理念;初中物理;实验教学

引言：

STEM教育理念是融合了科学、技术、工程和数学四门学科的简称，可见STEM教育理念强调的是将四门学科融为一个整体，通过自主学习与合作探究的方式来激发学生的物理实验能力与综合素养，培养具备跨学科学习、具备物理应用能力的综合性人才。传统的物理实验教学中，由于应试教育的影响，教师只注重学生的考试成绩，所以在教学过程中过于重视对理论知识的讲解，忽视了对学生动手操作的锻炼，其物理实验教学方法单一、乏味，学生的学习兴趣不高，教学质量低下。而将STEM理念运用于物理实验教学中，就要求教师创新自己的教学方法，通过有效的手段来提高学生的科学、技术、工程和数学能力。

一、STEM教育理念下初中物理实验教学流程

STEM教育理念下强调的是以生活化的真实案例作为出发点，将其进行最大化的分析和研究，从而在多学科融合的背景下，将每一个学科能够应用到的理念和知识进行有效的融合，通过实践探究的方式给学生最真实的学习体验感，促使学生能够在教师的教学设计下提高物理实验能力。一般来说STEM教育理念下的初中物理实验教学步骤氛围四步：情境导入、学习探究、课程设计和教学总结。这四个阶段都需要教师和学生进行有效的配合，才能够促进初中物理实验教学的高效率，并且发挥STEM教育理念的最大价值，教师需要做的就是帮助学生将物理实验学习尽可能地回归生活，从而实现学生学习效率的提升。

二、STEM教育理念下初中物理实验教学设计

本文以人教版九年级《电阻》章节内容中“伏安法测电阻”的实验为例，简要分析了STEM教育理念与初中物理实验教学融合的方案设计。

2.1 教学目标：

在学习欧姆定律的基础上，让学生熟悉对电压表、电流表的使用，并且能熟练的运用欧姆定律解决实际问题;

了解伏安法测电阻的实验原理及实验过程，了解电压不同于电阻之间的紧密联系;

促使学生认识到科学技术对于生活的重要影响，培养学生的创新意识和探索精神。

2.2 教学重难点：

重点：实验电路的设计、连接及测量过程中的兴趣培养，并且通过这些原理设计生活中的简单电路;

难点：掌握多种方法测电阻的原理，以及在实际生活中的应用。

2.3 教学过程：

2.3.1 情境导入，明确问题

老师利用光敏电阻制作一个随光照强度变化的光控灯上课展示，通过实验、设计问题来引发学生主动思考的兴趣和欲望，让学生思考灯的亮度为什么会变化，如何准确的知道光敏电阻的阻值，引导学生分析伏安法测电阻的实验原理;

学生通过亲身参与体验实验的趣味性，同时提出自己不够明确的知识点，让教师予以讲解;

教师通过学生的思考自然引出本节课的教学内容，即伏安法的内涵和使用原则是什么，如何应用伏安法来测量电阻，在保证安全的前提下完成“伏安法测电阻”的物理實验教学。

2.3.2 合作讨论，研究方法

在教师将基本的原理和知识讲解给学生之后，接下来需要做的就是将学生按一定的人数合理分组，让学生通过小组学习与合作讨论的方式来初步制定本小组的实验方案。与此同时教师在这一过程中要做好积极和正确的引导，不要过于干涉学生的讨论过程，当学生有问题时及时给予适当的帮助和指导，帮助学生顺利完成合作探究学习的过程。

2.3.3 交流进步

在各个小组得出讨论结果后，教师要引导每个小组派代表来讲解“伏安法测电阻”的实验步骤、实验器材及原理、测量方式等，互相之间共同交流;教师要针对每个小组的汇报及时记录和评价，纠正他们其中一些不可行的步骤，保证实验的可行性和安全性，并且准备好学生需要的实验材料。

2.3.4 实验与总结

学生和教师共同来到实验室，每个小组根据自己的设计方案来完成实验，实验完成后利用自己设计的电路来测量定值电阻的电阻，并且检测实验器材测量的准确率，保证实验有效进行，教师在此过程中给予学生适当的帮助。

在一切实验过程结束后，学生对本次实验进行总结，教师予以补充。

2.3.5 实验拓展

在完成测量定值电阻的实验后，可以安排测量不同电压下小灯泡的电阻，在缺少电流表或电压表的情况下如何测量未知电阻的阻值，让学生通过不同的步骤、不同的实验器材、来讨论实验电路的设计方式，只有学生应用不同的思路才可以保证实验的完整性，同时也可以激发学生的创新意识，促使学生在不断的探究中思考实验的可行性，培养学生创新意识和解决问题的能力。

结束语：

综上所述，在当前教育形式的发展趋势下，STEM教育理念与初中物理实验教学相融合的教学方式已经初具成效，教师要在此基础上多加研究，认识到STEM教育理念的优势和当前初中物理实验教学的现状，促进在STEM教育理念下的初中物理实验教学质量能够稳步提升。

参考文献：

[1]罗倩， 张皓晶， 张雄. STEM教育理念下初中物理实验教学初探[J]. 教育科学论坛， 2019（22）.

[2]张超， 林琳. 基于STEM教育理念的物理实验设计[J]. 中学物理， 2019（7）.