基于STEM理念的初中科学融合教学

任爱娟

摘要：STEM理念是以提升学生学科素养以及工程素养为主要目标的教育，注重运用多学科知识，引领学生高效解决实际问题，从具体问题的发现到最后模型的构建，进一步体现了学生的学科素养，能够为社会培养出更多高质量人才。因此在本文中笔者将围绕STEM教育理念，以初中科学融合教学展开讨论，论述如何进一步促进学生核心素养的提升。

关键词：STEM理念;初中科学;融合教学

中图分类号：G633.98文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）18-067

在新课程改革背景下，注重课程教学的综合化，在具体教学中有效解决当前学生高分低能的现象，要求教师在教学中注重培养学生的动手实践能力，借助不同学科之间的整合，全方位促进学生综合素养的提升，当前各种不同教育理念逐步受到人们的关注，其中STEM理念则受到教师的重点关注，这一教学理念在科学教学中的应用可以进一步提升学生的创新能力，促进学生自身实践操作能力的提升，因此在本文中笔者将针对STEM理念的初中科学融合教学展开分析。

一、基于STEM理念的初中科学融合教学原则

1.综合性原则

STEM理念本身具有教育综合性，因此要求STEM理念下初中科学教学环节中也应当具备一定综合性原则，在具体教学中，教师应当注重将科学、数学以及工程技术等不同知识内容进行整合，让学生在学习中善于运用综合性知识解决实际性问题，进一步提升自己对STEM理念的理解，全方位培养学生解决实际问题的能力。

2.实践性原则

STEM理念本身而言强调了学习实践性，那么在STEM理念下注重设置科学课程内容环节中也应当注重实践性，引领学生積极主动参与到科学实践活动中去，同时对科学知识的学习不要仅局限于课本知识的学习，应注重积极鼓励学生对科学知识进行大胆想象以及深入探索，在探索中提升学生的科学认知能力。

3.社会性原则

STEM理念下的课程注重社会性原则，也就是涉及的探究性话题一般都是与社会相关的主题，从而引领学生进行社会性思考，其对学生的思维能力培养具有一定的促进性作用，还可以进一步提升学生解决实际问题的能力，让学生将所学习到的内容用于解决实际问题，全方位提升学生解决实际问题的能力。

二、基于STEM理念的初中科学融合教学策略

1.注重多学科的融合性，掌握基本知识

大量实践研究表明，如果将学习内容划分为单独的学科，那么学生在学习中就无法将各个学科的内容联合起来，实现跨学科教学，其主要目的是进一步帮助学生构建不同学科知识之间的相互联系知识框架，帮助学生更加深入了解科学知识，这样的跨学科学习理念，恰好是STEM理念所积极倡导的。STEM理念倡导让学生学会利用跨学科方法进一步解决实际生活中所遇到的具体性问题，让学生在做中学，学中做，其实践则是学生对理论知识从认识到践行的环节，并在具体实践中深入感知到科学知识的魅力。对初中科学学科而言，利用STEM理念为学生营造跨学科教学情境，善于将不同学科知识内容融合在一起，引领学生在具体实践活动中深入感知科学知识的魅力，有效掌握科学基础知识，促进学生科学能力的提升。

例如，在《声音的发生和传播》教学中，教师借助PPT的方式为学生呈现不同物体在发声的时候有什么样的特征，让学生深入实践，进行探索与发现，并在发现中了解到发声的物体在振动，然后设计科学小实验，敲击音叉，听到声音，发现音叉在振动，之后用手扶着音叉，音叉则停止了振动，那么学生就不能听见声音了，为了进一步验证音叉在发出声音的时候正在振动的现象，让音叉触及水面，发现水面溅起水花，则说明音叉在振动，发声的音叉触及了悬挂的乒乓球则会看到乒乓球被弹开，由此可以得出音叉在振动，之后深入探究音叉振动幅度和音叉发声大小之间的关系，学生利用所学习的数学知识进行计算与探究，使用NB物理实验，观察不同频率的音叉振动时波形有什么不同，在具体观察中了解到音调高的波形更加密集一些，声音的频率也会比较高，低音调的波形则比较稀疏，声音的频率则比较低，学生在具体学习环节中深入体会到科学知识的魅力。

2.注重问题教学情境创设，培养学习兴趣

STEM理念主要是进一步强化科学、技术、数学以及工程等多个学科的融合，践行“STEM理念”教育方针，进一步培养更多科学技术人才，针对当前科学教学现状，适当性融入其他学科知识，因此教师在具体展开科学课堂教学环节中，注重利用问题情境创设教学方法。在具体课堂教学中，善于激发学生科学学习兴趣，确保学生在获取知识过程中，善于启发学生展开思考，提升学生自我认知能力，引领学生对具体问题展开深入探究与思考，积极寻求全新方法，设计科学小实验，在具体实验验证中提升学生的科学认知，并激发学生的科学学习兴趣，促进学生自身综合能力的提升。

例如，在《二力平衡的条件》教学过程中，教师为学生创设具体问题情景，在不破坏空罐子的形状，同时不借助外物的支撑，如何才能够将空罐子斜立不倒呢？之后教师直接往空罐子中加入水，让空罐子斜立，让学生具体探究，并吸引学生的学习注意力，带领学生共同回忆之前所学习的物理知识——牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总是保持静止状态或者匀速直线运动状态。之后教师为学生呈现静止状态的物体，一起探究静止状态下二力是否平衡，之后探索验证二力平衡状态下的条件：两力大小相等，方向相反，作用在同一物体上，且必须作用在同一条直线上，并最终得到二力平衡的结论，之后教师为学生呈现证明二力平衡的实验器材，让学生根据所学习的知识选择合适的实验器材，并设计科学小实验， 验证二力平衡，深入探究二力平衡的条件，并在具体探究中了解相应知识，提升学生实验学习水平，并在实验探究中掌握科学知识。

3.提供强有力科学支撑，强化知识应用

为了进一步提升学生学习兴趣，教师可以借助科学实验教学让学生深入掌握科学知识，进一步指导学生对具体知识的理解与掌握，同时强化科学知识具体应用，进一步引导学生注重科学知识在生产和生活中的应用。在具体科学课堂教学中，如果教师一直为学生讲述科学基本理论知识，对学生而言可能会比较单调与枯燥，导致学生对科学知识的理解更多停留在表面，不利于学生对科学知识的深入把握。因此教师可以尝试为学生设计扩展性科学作业，为学生提供实验依据，之后对学生进行小组划分，让学生以小组的形式展开讨论，并在实验中形成对科学知识的认知，在动手实践中深入理解科学知识，并具体运用到科学实践问题的解决中去。

例如，在《水的组成》教学过程中，关于水在日常生活中学生经常会看到，但是对水的组成依然一无所知，并不是很了解，之后教师为学生呈现水是氢元素和氧元素所组成，之后设计证明实验，学生以小组为单位共同探究实验设计环节，先通过查阅资料了解到：水具有很高的热稳定性，即使加热到2000k，也只有0.588%的水才能分解，并在搜集资料中了解到霍夫曼水电解器、微型水电解器，并了解氢气的性质，氢气一般是无色、无味、气体，难溶于水，密度比空气小，并具有一定的可燃性，之后在水电解过程中，将水分子分解成为氧分子和氢分子，为了证明氧分子和氢分子，为了验证氧气的存在，则将带有火星的木条靠近气体，发现木条复燃，为了验证氢气的存在，用燃烧的木条点燃气体，发现火焰呈现淡蓝色，在具体实验中带领学生共同探究，了解水的组成，升华学生的认知，并有效运用所学习的科学知识解决生活中的实际问题。

4.强化课内外知识融合，恰当融入生活

STEM教育是四门学科内容的有效融合，在初中科学教学中不仅包含了基本的科学知识常识性内容，同时还包含了相关技术与数学知识等，因此在展开具体科学教学中，教师应当注重将课内外知识紧密结合在一起，并注重对科学课堂教学知识展开合理化教学，进一步保护学生的好奇心以及求知欲，全方位提升学生科学探究学习的积极性。在展开科学知识教学中，其中不仅涉及了科学知识，同时还包含物理、化学以及数学等不同知识，便于引领学生从不同视角了解与掌握科学知识，提升学生自我实践能力，并适当融入生活，真正做到学以致用，让科学课堂学习氛围变得更加活跃。

例如，在《植物生命活动的调节》教学过程中，与学生共同走出教室，走进校园，在校园中能闻到了阵阵桂花的香味，为何桂花会同时开花呢？为何向日葵会对着太阳转头呢？为何含羞草对人的触碰会害羞呢？等等，在生活中发现植物的不同行为之后，教师提出问题，不同的植物分别会对环境中的哪些刺激因素作出反应呢？让学生对生活中的现象进行观察，发现有的植物向着阳光长得非常好，这说明植物具有向光性。向性运动主要是指植物的运动方向与刺激的方向有关系，而感性运动则是植物的运动与刺激无关，还有向地性，背地性，植物的根向地生长，则是为了获取更多的水分和养料。在学习中为了证明植物的向地性，设计了科学小实验，将植物的种子朝着不同的方向放置，然后盖上湿布，经过一段时间之后，就会发现植物的种子的根系无一例外都朝下生长，而茎则呈现出背地生长。在具体科学课堂教学中，更加关注学生实践能力的培养，在实践中运用所学习的知识解决实际问题，并善于从生活实际出发，激发学生的学习兴趣，让科学学习氛围变得更加活跃。

綜上所述，初中科学知识比较贴合学生的生活实际，大部分知识是为了解释生活中的一些现象，虽然很多学生对这样的现象已经习以为常，并认为其背后没有可以探究的奥秘，实质上恰恰是蕴含了丰富科学知识。因此，在科学教学中，注重关注学生的学习兴趣，强化学生动手能力，锻炼学生科学思维，注重恰当合理地引入STEM理念，提升自我专业素养，培养学生解决实际问题能力，真正成长为合格的社会主义接班人。

参考文献：

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[5]郑华东.融合STEM理念的初中科学教学实践分析[J].知识文库，2020（22）：117.

（作者单位：浙江省杭州长河中学，浙江 杭州 310052）