STEAM教育理念融入初中物理教学实践策略研究

张瑞元

摘要：随着我国教育的发展，在初中阶段，教师需要认识到物理这门学科对学生整体学习的重要帮助。在开展物理课堂时，教师需要全面落实教育理念，为学生提供跨学科的教学模式，增强课程的体验感和情景性，以此为学生带来好的学习环境，保证整体的课程内容符合当下科学技术的发展。在这一过程中，教师需要在各个环节来进行Steam教育理念的渗透，以此为入手点来进行教学研究，使学生也能够逐渐认识到物理学科的学科特点，挖掘出探究的乐趣，从根本上促进课程有效性的提升。在展开Steam教育理念的过程中，教师需要不断地更新教学的模式和方法，为学生提供新颖的学习体验，不断优化学生的学习条件和环境。同时，针对物理学科的特点来进行各项环节的设计，实现理想的学习效果。文章将针对如何在Steam教育理念下展开初中物理课堂这一问题，提出几点相关的建议和策略。

关键词：Steam教育理念；初中物理；教学策略

中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1673-8918（2023）13-0116-05

随着我国科学技术的不断进步，在教育领域，教师需要不断地更新教学理念。对物理这门学科，教师可以全面渗透Steam理念，实现跨学科的教学过程，保证整体课堂具有体验性、情景性、协作性和艺术性的特征，教师需要不断地学习、落实先进的方法和思路，拓宽学习资源，优化学生的学习条件。并且，教师还需要针对Steam教育理念中的内容来进行课堂延伸，为学生提供具有个性化的学习过程、现代化的课堂环境，使学生也能够从中逐渐认识到学习物理的必要性，这样才能够从根本上促进学生听课效果和物理素养的全面发展。另外，Steam教育理念的全面落实也能够进一步促进物理学科教育过程的创新，为后续深层次的教学研究奠定基础，从真正意义上实现物理教学的价值。

一、 Steam教育理念的概念

Steam教育理念起源于美国，根据这一名称，我们可知，s是指科学，t是指技术，e是指工程，a是指艺术，m是指数学。起初该理念是Stem，由于科学教育的领域得到了不断的扩张，为了让学生也能够认识到艺术性教育的重要性，并带给学生良好的艺术体验，便将艺术元素进行了添加，变成了Steam教育理念。这一理念与传统的教学模式具有很大区别。在过去，一般都只是通过单科教育的形式来对学生进行培养，并且十分注重教材中所呈现的内容，而这一教育理念提倡对学生多能力的培养，让学生能够实现综合性的发展。在美国，这一教育理念起到了引导的作用，与中国的素质教育理念有着几乎同等的地位，并且美国的部分院校为了全面落实教育理念而设置了专门的课程。这些单独的课程在我国还没有广泛的落实。对初中物理这门学科，在Steam教育理念的影响下，STS是steam教育理念的最初形态，即科学——技术——社会。在物理的教材中，STS理念得到了落实，其中主要的内容便是探讨科学技术与社会之间的一系列问题，在我国的教育内容中属于拓展性的知识，而在近年来，Steam理念逐渐得到了进一步的渗透，为我国后续的教育改革奠定了理论基础。

二、 我国物理教学现状

对于初中阶段的学生来说，物理这门学科所涉及的许多内容都具有较强的复杂性，而初中阶段的学生专注力十分有限，在开展学习时很容易会认为学习过程十分枯燥，产生放弃的心理。因此，教师需要全面分析当下的教育情况，根据教学现状来作出改进。对于初中阶段的学生来说，兴趣是其學习的重要动力之一，学生在学习与探究的过程中，若是对所学习的内容产生兴趣，便能够产生主动性。同时，也能够在一种轻松、愉快的氛围下来完成学习任务和目标。但在当前的教育情况中，我们发现，大多数的学生并没有对物理这门学科存在较强的兴趣和学习动力，在这种相对枯燥、低沉的氛围下，兴趣的培养十分困难。

从学生的角度上看，在高考改革的情况下，选择物理学科的学生越来越少。这是由于在部分学生心中物理知识十分难懂，在学习时十分困难，许多学生会由于畏难，而不愿选择。并且这一情况不仅存在于学生之中，部分教师也十分认同物理难学的标签，这种情况在应试教育的背景下，会对教育改革带来的一定的负面影响。在选择物理学科的学生中，大概可以分为三类，其中，第一类是，由于没有兴趣而不去学习，成绩难以得到提升的学生；第二类是依靠死记硬背的方式来应付考试，勉励维持成绩；第三类便是对物理拥有兴趣，根据自己的喜好来进行学习和钻研的学生。

从物理教育的角度上看，在我国的教育领域中，物理学科教育情况的好坏在初中阶段的教育中主要体现在学生的成绩；随着新课改的逐渐深入，在展开课堂教学时，教师主导的情况有所改善。但改善的程度十分有限，教师由于过去的教学经验和教学习惯，很难将课堂的时间留给学生进行主动学习，大多数的教师依旧通过灌输的方式来进行授课，学生只能听从安排。这种形式已经根深蒂固于物理课堂中。此外，在进行调查后，我们发现，对物理这门学科实验方面的教育还存在着许多不足之处。在实验器材、设施等方面准备不够充分，很容易出现由于器材缺少而无法进行试验的情况。并且，所选取的实验内容一般只是围绕着中考范围内的知识，没有对实验内容进行一定的拓展，学生便会认为实验的过程只是为了应付考试，这种不端正的学习态度导致整体的实验效果难以达到理想。此外，也存在部分教师在展开试验的过程中，并没有要求学生来进行动手操作，而是通过示范或是单纯理论讲解的形式来进行实验内容的介绍。这种方法会在一定程度上影响学生动手能力、实践能力的全面发展，学生的学习过程只局限在理论层次，学习思维逐渐受到局限，这种情况难以培养出创新型人才。

三、 Steam教育理念渗透初中物理课程的重要作用

（一）培养创新型人才

随着我国教育的全面发展，创新型人才的培养十分关键，创新型人才的培养对我国综合国力好坏有着重要的影响。因此，为了增强国际竞争力，在教育领域作出改革和措施十分关键。在这一过程中，Steam教育理念逐渐得到了落实，该教育理念能够为我国教育的先进化发展带来很好的促进作用，同时也能够更好地符合学生的需求，能够为学生的学习环境带来优化。只有学生的学习条件得到了改善，才能够为先进人才的培养提供推动作用。根据教育理念中的内容和特点，要求在学科教育中实现跨学科的教育过程，并确保整体的教育形式符合当下社会经济科技发展的需求，实现具有现代性、针对性的教学模式，这样才能够在单一学科中培养出综合型的人才，让学生能够朝着创新型的方向不断发展。

（二）激发学生学习物理的兴趣

对物理这门学科，其主要的特点是以实验为基础，内容丰富广泛的自然科学，其中所收集了许多原理和现象，对学生来说十分复杂、难懂，十分考验学生的逻辑抽象能力和实践水平。在学习物理这门学科时，需要以兴趣为主导来迎合学生的心理状态和认知发展，要求学生能够从形象思维到抽象思维进行灵活的转变。只有这样，学生才能够更加容易接受物理学科所涉及的内容，产生理想的学习效果，也是由于这一原因，学生在进行学习时很容易出现未知的情况，对教材中所提到的物理现象、知识，很难对其进行理解。而在其中全面融入教育理念，便能够使整体的教学内容贴近生活，并且能够更加容易地激发学生的探究乐趣，让学生能够主动地发现物理现象，并找寻物理现象中所存在的特征和规律，以自我总结的过程来进行科学道理的研究，这样才能够让学生产生理想的学习效果，并且能够使其逐渐形成乐于动手、勇于创新的学习精神，让学生能够在提高自身理论水平的同时，促进其动手操作技能的全面发展。

（三）培养学生解决问题的能力

对物理这门学科，教师在落实教育理念的过程中，一般都是需要从生活中的常见场景入手来进行教学环节的设计，通过导入生活现象或是问题来引发学生进行主动探究与思考，要求学生通过自己的独立思考过程来找出可行的解决方案。在这种学习模式下，教师一般需要以问题为主要的引导方向，要求学生在解决问题的过程中来进行知识的学习和运用。于是，我们便能够发现，在其中渗透教育理念能够很好地提高学生独立解决问题的能力，并让学生通过解决的过程找到实施方案的方式方法、学习的思路和方向，进而促进学生综合能力的全面发展。

四、 融入Steam教育理念的初中物理教学设计分析

在教育理念下，想要使其内容全面渗透在物理课堂中，以此来激发学生的兴趣，便需要从教学内容入手。对物理这门学科，这一理念中所涉及的科学、技术、工程、数学、艺术这五个领域的方面并不会完全渗透在每一节课程或是学习主题中。因此，在实际课堂中，教师需要以合理的分配方式，將这五个领域方面的内容进行巧妙地添加，通过不同的侧重点来为学生进行具有针对性的指导，设计出个性化的学习内容。因此，Steam教育理念在实际的课堂中应用情况是具有一定局限性的，教师可以从科学、技术、数学、工程、艺术这几方面入手来进行教学内容的划分，并且要求整体的教学内容均符合新课程标准，与学生的认知水平匹配，对这五个领域所涉及的知识，教师需要认识到其中的内容十分丰富，只是单一地对其进行划分无法达到理想的要求，于是，便可以利用雅克门教授提出的金字塔模型，以这种方式来对这五个领域方面的内容进行划分。

经过文献查找，我们可以得知，钟柏昌教授将Steam教育理念分为两种取向：第一种是作品开发；第二种是科学探究。其中作品开发的特点是注重物化成果，一般是以项目式学习的形式为主来展开教育。比如，教师在讲解“生活中的透镜”这节课时，便可以在其中添加制作照相机模型这一学习任务。又如，在讲解“密度与社会生活”这节课时，便可以要求学生制作鸡尾酒。而对第二种取向科学探究来说，更加注重知识性成果。

在实际课程中，我们需要根据不同的课题来进行Steam教育理念的落实，通过不同的侧重，为学生带来优质的学习条件，潜移默化地向学生渗透这一理念，开阔学生的眼界。例如，对“长度和时间的测量”这一课题，教师便需要明确这一主题的活动与目标，在展开这一课程时，教师需要要求学生了解人类长度单位的演变以及计时方法的演变。教师可以让学生尝试制作计时工具，并让学生分析自己所制作出工具的误差，保证探究的严谨性。在制作的过程中，教师需要让学生保证计时工具的美观性，通过一系列的操作与探究过程，便能够实现作品开发取向的教育过程。又如，教师在讲解“运动的快慢”这一课题时，教师便可以为学生提出短跑比赛这一生活实例，让学生能够根据具体的案例来进行快慢比较的方法，增强学生的发散思维和创新意识。在这一过程中，教师需要要求学生独立地进行知识的归纳与总结，探究出计算速度的方法，这样学生对知识才能够拥有深刻的印象。并且教师可以让学生根据生活情景来进行反复的计算、验证，并要求学生初步了解匀速直线运动的特点，使学生能够认识到这一运动在现实生活中无法达到的，是一种理想化的运动。最后，再通过知识拓展的过程，让学生查找与战斗机空中加油原理相关的知识。这一教育过程更符合科学探究，用生活案例来引发学生进行探究式学习，其中实现了Steam中stm领域的落实。因此，教师需要根据所学习课题的不同来适当选择教育理念五大领域中所涉及的内容，以此来进行课程设计，使整体的教学过程更加科学。

五、 基于Steam教育理念的物理教学模式实施流程设计

在展开物理课堂时，想要全面促进Steam教育理念的落实，教师需要从跨学科整合教学模式以及探究式教学方法入手，通过提出合适的问题来进行课堂导入，让学生在完成问题的过程实现理想的学习效果。在开展课堂教学时，教师需要制订出一套整合、系统的学科教学模式，这样才能够使整体的课程更具科学性，支撑整体教学的展开。同时，在落实Steam教育理念的过程中，教师需要设计出合适的教学模式来对整体的活动内容进行引导和支撑，对这一教育理念其主要目标是提高学生能力。因此，教师在这一过程中便需要分析学生解决问题的整体过程。我们发现，学生解决问题过程一般需要四个步骤，即发现问题、分析问题、实践探究、解决问题。其中，在前两个阶段，教师需要以合适的方式来进行问题内容的设计并用巧妙的方式来抛出问题，若教师只是通过口头阐述的方式将问题内容直接抛出，没有从实际与应用的角度出发，便会导致整体的课堂十分死板，学生也不愿意主动地进行问题探究。而在这一过程中，教师便可以挖掘学生的生活环境，将一些常见的现象和事物进行引入，保证问题的来源是生活。具体来讲，教师需要首先确定教学课题，之后再进行教学分析，在课前作好准备工作，根据新课程标准中的内容来对教材进行深度探究，同时还需要全面分析学生的学习情况和认知水平挖掘出课题中的特点，即此课题能够开发学生哪些方面的能力和素养，在其中渗透哪些跨学科的内容。

（一）分析课程标准

首先，教师需要进行课程标准的分析，了解课程的性质，根据基本的教育理念来进行教学思路的设计，同时还需要考虑课程内容和实施建议等方面。在进行教学分析时，教师首先需要确定哪些教学目标和活动能够体现出Steam教育理念。例如，教师在讲解“声音的产生与传播”这节课时，教师需要要求学生通过实验的过程，总结出声音的产生与传播条件，教师需要从生活环境入手来挖掘生活中常见的声现象，以演示的过程先对学生进行示范强化学生的观察能力，让学生在观察与总结的过程中进行猜想。对这节课，学生需要猜想振动与声音的关系，让学生在了解具体的步骤后，不断地规范自己的实验过程。之后再为学生提出留声机的工作原理，让学生能够根据实际的事物来进行知识的应用。在这一过程中，教师可以让学生以小组为单位通过协作的过程来进行实验，进一步明确声音传播的条件。同时，也可以利用一些自然现象为学生进行课外知识的科普，比如声速、光速等，学生能够尝试运用本节课所设计的速度知识来进行验证计算。最后，教师可以为学生提出助听器的使用原理，并要求学生在课下搜寻与声学相关的文化和历史，以交流会的方式，让学生实现知识和信息的共享。

（二）分析教材

教材是学生获取知识的重要渠道，教师需要全面挖掘教材中的各项学习课题，以此为基础来进行教学任务的设计。在这一过程中，教师可以借助不同版本教材的不同特点来进行综合性的考虑，全面挖掘出教材中的教育价值。在分析教材的过程中，教师需要明确本节课在整体教育过程中所处的地位。例如，教师在讲解“生活中的透镜”这节课时，在人教版的教材中，这节课程放在整个单元中第二节的位置。这样的安排是要求学生在学习照相机、投影仪、放大镜后，对后续深层次的知识点奠定基础，让学生在了解这些仪器的使用方法、成像原理后，总结出正立、倒立、变大、变小等特点。为第三节课凸透镜成像的规律埋下伏笔，让学生通过边学习、边回忆的过程，逐渐掌握学习的规律和思路。而“生活中的透镜”这节课在鲁教版的教材中却不同，其所处第三节，在学习第二节凸透镜成像的规律后，学生才会接触这节课，需要学生在了解理论性的规律后，再进行照相机、投影仪、放大镜这三种器具的学习，这种循序渐进的学习过程能够让学生总结出学习的规律，同时也能够引发学生对知识进行运用。因此，教师在开展课程教学时便需要针对不同教材的不同特点来进行具有针对性的讲解，在进行备课时，对教材进行全面、系统的分析。

（三）分析学生

在开展课程教学时，对学生的分析至关重要，教师需要了解不同年龄阶段学生的不同需求来进行具有针对性的指导，通过师生之间的配合，才能够达到理想的学习效果。因此，教师需要从学生的实际学习情况和学习状态出发来进行各项学习活动的设计，以多种渠道和方式来了解学生具体的情况。在这一过程中，教师可以通过学生访谈、问卷调查等方式，接受学生的反馈。这样也能够使师生拥有和谐的关系，使课程的展开更具默契性。

（四）问题

在选择教学课题后，教师需要以问题为主导来导入与课程相关的情景，通过这种方式，明确学习的重点，从而更好地落实教育理念。教师需要让学生通过对问题的探究与思考过程不断提高自身的学习信心和成就感，让学生以此强化学习的动力和兴趣。在设计问题时，需要总结出符合教育取向的问题内容，明确五大领域的要求。例如，教师在讲解“生活中的透镜”这节课时，便可以向学生提出与实际相关的问题。比如，教师可以向学生拿出一张自己的照片，向学生提问：为什么照片中的自己这么小？以这种方式实现作品开发取向的教育过程。

（五）知识建构

从建构主义的角度上看，班级中的学生大多拥有一定的知识基础，之后再进入课堂学习的。其中的知识基础可以分为课堂和生活两个方面，对来自生活的知识，其大多都较为零散，不具备系统性，甚至有些生活经验是错误的。因此，教师需要以验证或是纠正的方式帮助学生辨别生活中的知识。在这一过程中，可以通过演示实验的方式，增强可信度，同时也可以通过理论讲解的过程，让学生对知识与生活经验产生冲突感。这种方法能够进一步强化学生对知识的记忆。对在课程中所学习的理论知识，教师需要引导学生进行强化训练，让学生能够认识到所学习的各类知识都是有着密切的关联，帮助学生形成系统、完善的知识体系，使学生能够产生正确的认知和观念。在学习新知识前，对所学习的旧知识进行进一步的巩固，这样也能够对后续深层次的学习奠定基础，实现新知识的整合。

六、 结语

综上所述，文章在开始讲述了Steam教育理念的概念，又讲解了我国物理教学现状，之后，又从几方面提出了Steam教育理念渗透初中物理课程的重要作用，这一先进的教育理念能够培养创新型人才，在具体的课程中能够激发学生学习物理的兴趣，同时也可以培养学生解决问题的能力。此后，文章讲述了融入Steam教育理念的初中物理教学设计分析，提出了基于Steam教育理念的物理教学模式实施流程设计。在进行教学分析的过程中，教师首先需要分析课程标准，然后再分析教材，根据不同的教材特点来进行课程的个性化安排，之后便需要分析学生，了解学生的认知水平和学习程度。此外，还需要对问题进行合理设计，以问题为导向来落实Steam教育理念，从知识建构的角度来进行课程分析，为Steam教育理念的全面落实提供推动作用。

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