STEM教育理念下初中物理教学设计的有效措施分析

摘 要： 随着我国教育事业的蓬勃发展，教育者不仅只是关注学生的知识教育，而是更加重视学生学习习惯的培养，而物理作为初中教学阶段的重要课程，对学生的探究能力和思维能力有很大的影响和意义。而在科学发展飞速的今天，国家对于综合型创新人才的需求越来越多，STEM教育在国外一些国家的兴起与发展，得到了我国专家学者的关注和重视，同时为了达到我国教育事业改革的要求，初中物理的教学模式和方法就必须做出改变，以加强学生自主探究学习能力为主要目标，把STEM教学理念充分渗透到物理学科的课堂教学中，是培养学生核心素养的有效途径。在提升学生理论知识的同时也加强了学生的学习兴趣和关键能力。文章就以初中物理课堂为研究点，对STEM教育理念下的初中物理教学进行分析和研究，提出一些建议。

关键词： STEM教育理念;初中物理;教学设计;有效措施

一、 引言

教育事业的不断发展，新课程标准下的初中物理学科，教育者虽然很重视学生的自主探究能力和问题解决能力的培养，但是缺少了情景学习，缺少了探究的具体意识和对学生的吸引力。因此，为了充分发挥出学生的自主学习能力和意识，促进初中学生对物理课程知识的内化，提高学生的学科素养和学习质量。初中物理教师应积极思考，自我学习，不断创新，突破原有的教学模式，合理利用STEM教学理念，并在这一全新的教学理念下，合理开展初中物理教学，提升初中物理教学的效率和质量，促进初中学生的综合发展。

二、 STEM教育理念

（一）STEM理念概述

新课程的改革和创新，使得国家和社会对于人才培养提出了更高的需求，所以这就要求教师在进行课堂教育的过程中，不仅要对學生理论知识教学进行加强，也要确保学生整体综合能力的发展。在这种情况下，教师就必须进行学科之间的渗透和整合研究，脱离单一学科的限制。而STEM作为一个科学整合理念的新教学方式，其S代表科学，可以更好地帮助人们科学的看待我们所处的世界。T代表技术，E代表工程，而技术和工程就是人们在保护大自然以及尊重自然规律的基础上，对世界进行改造和建设，实现人与自然的和谐共处，同时也可以解决人们日常生活和社会生产中出现的一些问题。最后M代表数学，是作为工程和技术实施的有效工具，掌握好数学知识就可以确保技术和工程的有效开展。因此在这种理念下，教师开展课堂教学活动的时候，就必须要把这四门学科进行科学的融合，真正地做到科学知识为中心，数学知识为辅助工具，确保学生可以积极地参与到工程或者技术的具体实践当中，达到提升学生探究能力和实际解决问题能力的效果，有效促进学生的全面发展，提高教学质量。

三、 在STEM理念下初中物理教学设计的有效措施

（一）设置以STEM理念为主的课程

STEM教学理念注重于学生的创新意识以及应用所学知识来解决真实世界问题的能力培养，STEM教育最为核心的就是跨学科理念。而我国多数学校都不太重视，导致学生所学知识不够系统化以及和现实生活不够贴切，使得学生不能结合多学科的知识去解决问题。首先，在课程的设计上，应该把关注点放在利用科学、技术、工程和数学等一些学科的相关知识来解决真实社会中的问题或者设计创新产品上。加强数学、工程等学科的相互结合，提高学生的综合能力。其次，也要注意在课程的设计过程中，教学内容需要充满趣味性。要求老师把物理课堂上的知识有效转化成现实世界中一个个有趣的问题，然后引导学生进行趣味思考，创造出有趣的学习氛围，让学生把所学知识和现实有趣的生活结合在一起。

（二）重视对学生物理学习兴趣的培养

学习兴趣是学生最好的老师，也是学生开展学习的原始动力。在初中的物理教学过程中，激发学生的学习兴趣，吸引学生的注意力，促使学生积极参与到课堂教学活动之中，一直以来都是老师关注的重点。初中物理课程长久以来受到传统教育的影响，导致学生学习兴趣不高，有的学生产生了厌学的情绪。面对这一情况，老师就要利用STEM的教育理念，把物理学科和其他学科进行充分结合，并且设置成和学生生活息息相关的问题，提升学生的兴趣，自主研究去解决问题，让学生运用数学、科学等知识去对生活中一些问题进行有效的解决，加强物理学科对学生的吸引力，提高学习效率，推动STEM教育理念的可持续发展。

（三）以寓教于乐的方式培养学生的思维能力

初中物理老师应该注意，STEM工程理念不是为了让学生完全去学习技术，成为职业技术人员，而是应该合理利用工程技术理念，让学生可以得到思维与技能的全面发展。并且，随着我国近些年的教育改革，不断提倡让学生可以轻松愉悦的进行学习，因此就要求老师充分结合实际教学情况，把学生放在首要位置，为实现教学目标，恰当合理的融入一些课堂小游戏或者有趣的集体教学活动，通过为学生创造出轻松有趣的学习氛围，来加强整体教学过程的效率，达到教学任务的要求。比如，在进行关于《光》的教学课程中，当学生学习和认识到了自然界中存在很多光，且颜色都有多不同，不同色彩的光经过混合，会得到一种全新色彩的光。因此，老师可以结合课本内容，引导学生利用不同色彩的颜料，按照一定比例进行混合，就会出现一种新色彩的颜料。利用这样简单有趣的游戏，再加上老师的讲解，然后提问学生，光是不是也可以像颜料一样，经过不同颜色光的混合，出现新颜色的光，同时也可以引导学生发散自己的思维，自主思考和研究，利用什么方法可以得到一种单色的光，再通过什么有趣的方法可以使得单色光与单色光之间相互混合，从而得到新的单色光。有意地创造出可以发散学生思维的课堂小实验，让学生在简单的游戏实验中思考和观察，自主研究并发现其中存在的物理奥妙，提起学生的物理学习兴趣和思维能力。通过学生不断地产生疑问，再通过老师的引导，找到解决办法，提升学生的学习兴趣，从而让学生体会到物理工程技术核心理念，提升物理学习的效率和兴趣，也可以提升整体的初中物理教学质量。

（四）合作探究，展开具体实践过程

教师应该在以STEM教学理念为基础的教学活动中，把书本中的物理知识转化成现实社会中的一个真实问题，以此问题为引导，让学生展开探究活动，自主结合其余多种学科，解决该问题，其次老师也要加强对物理实验的重视，改变传统教育方法，充分利用实验的真实性、可见性和科学性，在确保安全的前提下，引导学生积极参与到课堂实验中，在实验操作过程中，强化学生的理论知识，提高学生的实践能力。比如，在教授学生“杠杆”一课时，教师可以充分结合STEM教育理念，带领学生利用生活中常见的物体，制作杠杆并进行实验。在学生手脑并用的立体感知中，结合工程学、物理学以及数学等多种学科的知识，让学生自主探究，实现知识的自主构建和关键能力的提升。例如：1. 在调到水平位置平衡的杠杆两端距离中心支点相等距离位置上挂上相等重量的物体，杠杆将保持平衡。2. 在杠杆的两端离中心支点相等距离放上重量不相等的物体，重的一端将下倾等一些结论，再结合理论知识，自己研究和计算，就可以得到想要的结果，正是通过学生自己动手实践，加强学生对于物理知识的理解，也培养了学生的综合实验能力和自主探究能力，也更好地体现了STEM教育的優势和价值。

（五）通过组间交流，探讨不同观点，扩展知识领域

在充分融入STEM教学理念的教学活动中，老师通常作为教学活动的组织者和引导者，应该和学生互相协作，一起研究。同时STEM教育理念也体现出学科知识与不同观念之间的整合，在具体的物理实验当中，每个实验小组设计的实验方案以及实验结果都会有所不同。教师就要针对学生实验所出现的问题，鼓励学生展开对问题的研究和交流，通过小组交流、讨论、分析和反思等过程最终修改实验方案，重新实验，最终得到正确的结论。除此之外，小组之间的讨论也不仅仅只限于课本上的知识，比如研究浮力问题时，就可以结合生活中的具体事情，可以研究为什么在相同体积下的木头和铁块，在水中铁会下沉，木头会浮在水面，让学生自己动手进行试验，经过研究对比就会发现，木头的密度要比铁小，因此，相同体积下的木块和铁，铁的密度比水大，会下沉到水底，木块密度比水小，会浮在水面。所以，在试验后的交流环节应该和教学目标相结合，让学生自己交流具体操作过程中出现的问题或者得到的结论，畅所欲言，积极发表自己的看法和观点，同时也可以对别人的观点和说法进行合理公正的评价，体现出STEM教育的开放性，开拓学生的知识面，增加视野。

四、 结束语

首先，STEM教育作为一种具有整合性质的教育理念，是未来教育事业的发展趋势，能更好地推动我国教育事业的良好发展。未来的STEM教育就要加强STEM师资力量的培训力度，不断创新本土STEM课程。同时STEM教育理念也与新课程下初中物理教学紧密相关，对学生的自主探究能力和问题解决能力都有着重大影响，所以，初中教师必须结合STEM教育理念，积极构建和设计初中高效的物理课堂教学，把STEM的教学理念和教育改革相互融合，不断优化自身的教学方式，合理创新，把不同学科之间相互结合，给学生创造一个丰富的学习背景。其次，加强学生之间的相互合作和交流，加强实践操作能力，提升学生的物理知识的同时，培养学生的关键能力，从而促进学生全面发展。

参考文献：

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[3] 谢丽，李春密.物理课程融入STEM教育理念的研究与实践[J].物理教师，2017，v.38（No.409）：4-6.

作者简介：

肖振忠，江苏省苏州市，苏州市吴江区苏州湾实验初级中学。