基于STEM理念下初中物理实验教学价值及对策探究

区永福

摘要：物理，是初中教学里的一个重要的科目，它是一个理论性和实践性都相对比较强的科目，学生们在学习物理的时候，会存在着一定的难度，教师如果一味的采用传统的教学形式和方法，进行单方面的知识传授，会导致学生们无法正确的理解物理知识背后的问题、现象和原理，让学习的效果大打折扣。因此，教师一定要改变教育的形式，结合学生们的特点和物理学科的性质，设计良好的教学方案，帮助学生有效的掌握物理知识。而STEM理念教学，便是初中物理教学里一个有效的策略，它能够帮助学生们掌握知识的原理、逻辑，提升学生们的探究能力、学习能力，所以，STEM理念开始逐渐被运用在各个学校的物理教学环节里。基于此，本文展开了相关探究，分析STEM理念下，初中物理实验教学的价值以及对应教学策略，以供教师们作为参考和依据。

关键词：STEM理念;初中物理;实验教学;价值;策略

引言：

实验，是初中物理教学里的一个重要的部分，通过实验，学生们能够验证理论概论、探究物理原理，有效的掌握物理知识，并且通过实验还可以有效的培育学生的探究能力、学习能力、合作能力等综合方面的素养，对于学生们的发展有很大的帮助。STEM理念和物理实验有着密切的联系，借助STEM理念，能够让学生们提升实验的兴趣和效率，促进实验教学成果提升，因此，本文分析如何将STEM理念运用在实验教学环节里，结合“探究杠杆平衡条件”该部分的实验作为教学分析案例，有效的为一线的物理教师提供更多实验教学的思路，希望借助本文的分析和探究，为初中物理教学发展提供帮助、为教师专业发展和成长提供思路。

一、问题的发现

随着社会的发展，教育正在不断的进行改革和创新，各个学科的教师都在依据新课程下教学的理念和目标，设计新的教学方案，致力于提升教学的质量，让学科教育更加适应当下的社会和未来的发展趋势。因此，在这样的背景下，作为学科教师，一定要提升自己对教育改革的重视。然而，当前教育改革进入到了艰难的阶段，仅仅依靠一个学科的课堂创新已经无法带来实质性的教育进步，具体表现为以下几个方面：

首先，单个学科的教育改革，虽然能够培育学生们的成绩，但是却出现了很多成绩优秀、能力低下的学生，他们在班级里每次考试的排名都非常的优秀，可是自身的生活能力、适应能力等方面的技能却严重的缺乏;其次，单个学科的而教育改革会导致对学生的教育很多都只是停留在表面，没有进行深入的研究，让学生们无法深度的展开知识的学习，如在教授学生们关于物体浮沉的知识的时候，很多学生将一些液体进行置换了之后，便不知道怎么去比较浮沉的密度，归根结底是因为学生们只记住了实验的答案和结果，没有深入的探究到背后的逻辑和原理;接着，单个学科的教育将该学科的知识独立出来为学生们进行教学，导致学生们对事物进行认知、理解的时候，往往都局限在某一个学科领域，没有全面的探究一个现象和问题，让学生们的认知和理解存在了严重的片面性;最后，教学最后的目标，是希望让学生们对知识形成良好的理解，并学会运用其解决生活问题，而单个学科的教育只能够让学生形成单一的意识，对他们解决生活问题有很大的阻碍。

因此，在课程改革遇到了上述问题的背景下，相关的教育人员提出了新的教学理念，打破了单个学科的教育形式，让学科之间形成共享和联系，以此来创新教学改革的形式，为教育改革效果推进带来帮助。STEM理念，正是这种情况下产生的一个重要教育理念，它是将科学、技术、工程、数学几个学科进行融合和渗透。在STEM学习理念下，学生在某一个问题有关的项目学习里，运用以上几个学科的知识进行探究和分析，学生们可以根据自己的想法，采用不同的方式、不同的途径进行解答，通过这样的学习方式，有效的提升学生们的综合素养和能力。物理作为一个综合性比较强的科目，也需要积极的运用STEM理念进行教育改革，让学生们基于综合學科的知识进行实验探究，促进物理实验教学的成果提高，帮助学生们提升物理学科的核心素养。

二、STEM项目下开展初中物理实验教学的价值

首先，借助STEM理念开展物理实验教学，能够有效的促进学生们社会适应能力。物理学科，是一个实验性比较强的科目，在开展实验的过程里，学生们经常会遇到各种各样的计算、推理能力，这些都是数学学科相关的知识，而借助STEM理念，能够让学生以数学学科为基础，展开严谨的探究和分析，从而解决物理知识、获得答案。通过STEM教育理念，学生们有效的意识到了各个学科之间的联系，懂得在分析问题的时候，从多角度、多方向进行解答，这对于提升学生们日后的社会适应能力有很大的帮助。

其次，借助STEM理念开展物理实验教学，能够有效的培育学生们的创新能力。在以往传统的物理教学课堂里，教师们为学生设计实验，往往都是先给学生展示一次实验的步骤，然后让学生们按照自己的操作方案进行照本宣科，最后得到同样的答案。这样的实验方法，不仅无法让学生们真正理解本次实验的教学和意义，降低了实验的价值，还导致实验教学变得十分的枯燥和无聊，慢慢的让学生们失去了物理实验的兴趣。因此，在这样的背景下，教师们要对实验进行改革，而通过STEM教育理念设计物理实验，能够开拓学生们的思维，让学生们结合各个学科的知识，从多个角度设计实验、操作实验、探究实验，完成实验的任务。在完成实验的过程里，学生们会针对自己已学过的知识，设计出多个不同的实验方案，让物理实验变得更加多样性、丰富性，有效的提升了实验的乐趣。因此，作为物理教师，要提升对STEM理念教学的重视，借助该教学理念对物理实验进行创新，有效的提升物理实验的多样性和趣味性，从而提升学生们的开拓思维和创新能力。

最后，借助STEM理念进行教学，能够促进教师和学科长远发展。在教育改革的背景下，传统的教育模式已经逐渐被淘汰，教师们要依据教育改革的方向和目标，设计长远的学科教育模式和教育策略，这样才能够让学科教育更加适应社会的发展趋势，提升学科教育的质量。因此，这就需要教师不断的提升自己教学的素养和能力，在STEM教育理念下，教师会不断的学习综合学科的知识、完善自己的知识和技能，这对于教师长远发展有很大的帮助。

三、STEM项目下开展初中物理实验教学的教学思路分析

在STEM教育理念下，本文设计的教学思路主要包括：结合生活经验、以问题为中心、设计合作探究学习、结合评价反思几个方面。

（一）结合生活经验，激发学生主动探究实验

生活经验，是学生们一个非常最要的财富，在展开学习的时候，学生们会根据自己的生活经验代入问题，更好的对问题进行理解，从而提升解题的效率。在开展物理实验的时候，学生们也会根据自己的生活经验和学习经验进行实验，结合自己生活里的一些体会、感悟、经验、心理，分析出实验的价值、目标，从自身的认知上对实验进行表层的理解。

例如，在教授“探究杠杆平衡条件”的时候，教师为了帮助学生们理解该部分实验的内容，便结合学生的生活经验。教师为学生们创建了一个场景：“学生们，我们一起回忆下，小时候我们都经常玩跷跷板，大家都知道重的一边会倒下去，轻的会翘起来，有时候我们为了能让自己倒下去，会尽量的往板子边缘坐。那么，你们知道这个现象的原理是什么吗？”通过教师设计的问题情境，学生们马上回忆自己的生活，联想到小时候玩跷跷板的时候的现象，立刻理解了教师希望自己探究什么物理问题，于是开始针对教师设计的问题，进行实验探究，有效的提升实验的解答效率。

（二）以问题为中心，以意义建构为途径

在STEM理念的教学模式下，教师们设计物理实验的时候，要依据物理实验所探究的问题为中心进行展开，充分意识到实验探究的意义，以此为途径设计实际的实验内容和步骤，这样才能够让STEM理念更好的渗透到实验环节，发挥出实验教学的价值和作用。

例如，在设计“探究杠杆平衡条件”的实验的时候，教师首先要提出问题“杠杆在什么条件下能够实现平衡”，之后让学生们根据教师所提出的问题进行实验假设，如“平衡的条件可能和物体质量因素有关系”、“平衡的条件可能和物体体积因素有关系”等等。之后教师再依据问题和猜想，进行实验设计，首先先对学生们第一个猜想的因素进行实验设计，如质量因素，教师让学生们准备了几个质量不同的物体，之后准备了其他的实验器材，如：杠杆、尺子、线、弹簧测力计等等，通过这些实验器材，让学生们一步一步的进行实验操作。通过这样的形式，以“杠杆平衡条件”的实验探究的关键问题为基础，以探究出“杠杆平衡条件”的因素为意义，构建出物理实验的方案、步骤、思路，这样能够让物理实验更加的贴合学生们的认知和生活经验，让学生们能够有效的运用自己所学的知识进行探究和分析，实现STEM教育目标，提升物理实验的成果。

（三）依托STEM教育整合，开展合作探究学习

STEM教育理念，是对学科的综合教学，但是它也十分强调学习的过程，希望借助探究过程有效的提升学生们的综合能力，因此，物理教师在设计STEM教育模式的时候，可以关注到对学生们综合能力和素养的锻炼，让物理实验发挥出最大的价值和收益。

例如，教师在进行STEM教育的时候，可以依托STEM教育整合，开展合作探究学习。如在组织“探究杠杆平衡条件”的实验的时候，教师可以让学生以小组合作的形式，进行分组探究，让每个小组依据教师设计的实验内容，进行实验猜想，思考出可能和杠杆平衡条件有关的因素，然后针对各个因素分别进行实验探究。在运用实验的时候，学生们要有效的调用自己的数学知识、科学知识等综合方面的知识，以此来促进实验效果提升。在小组合适的实验探究模式下，每个成员都发挥出自己的价值，积极的为小组探究作出努力，有效的提升每个人的合作能力、团结意识。

（四）结合评价反思，提升核心素养

评价，是衡量教学的质量的关键方式，在STEM教育理念下，教师要结合学生们的科学素养、技术素养、数学素养等方面的能力进行教学评价，让物理实验探究能够更加符合STEM教育目标。除了对学生们的实验创新、实验趣味性、实验结果等方面进行评价之外，还要关注STEM理念对学生们的综合能力和素养的提升情况，这样才能够让STEM理念发挥最大的价值。

例如，在探究杠杆平衡条件的实验里，教师通过设计不同的影响因素、不同的弹簧力，让学生们以此进行实验探究。之后每个小组都通过结合多个学科的知识，完成了物理实验。于是教师对每个小组的实验结论进行评价，首先先让每个小组派人进行成果展示，之后依据自己的小组探究成果进行反思和评价;然后教师让其他小组的成员也纷纷依据本组的实验成果进行分析、提问、评价，以此来帮助本小组的成员掌握到更全面的内容;最后，教师在依据本小组的合作能力、团队意识、探究成果、探究精神、实验创新等综合的方面进行评价，尽量保证评价的积极效益。通过这样的综合的、全面的评价，让学生们对物理实验进行反思和总结，有效的促进学生们综合素养和能力的提升。

四、结束语

综上所述，与以往的初中物理教学模式对比可以发现，STEM理念更加关注实验的科学性、综合性和全面性，注重学生们实验过程里的体验，努力让实验更加的灵活和多样，开拓学生们的思维、提升学生们的综合能力。因此，物理教师要提升对STEM理念的重视，积极的将其运用到实验环节里，提升实验的效果。

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