STEM教育理念下初中物理科技活动的实践探究

邓德坚

[摘要]STEM教育是跨学科教育，在初中物理科技活动中使不同学科之间相互融合、紧密相连，以整合的教学方式培养学生掌握知识和技能，促使学生能够灵活运用各学科知识，提高自身探究能力和解决实际问题的能力。基于此，笔者通过对在STEM教育理念下进行初中物理科技活动实践策略的探究，以期培养学生的创造意识、批判性思维、动手实践能力、研究性能力和解决问题的能力，提高学生的科学素质和创新意识，促进学生全面发展。

[关键词]初中物理;科技活动;STEM教育

基于STEM教育理念下初中物理科技活动的实践探究，是将所学物理知识应用到实践活动中去，通过学生以项目为目标的动手实践活动，培养学生的应用能力、实践能力和创新能力的一门课程[1]。在初中物理中，把声、光、热、力、能量等物理知识融入到STEM教育中去，在物理科技活动实践中就是将之转化成以科学、技术、工程和数学的相互联系为逻辑的项目研究课程。如制作纸质承重桥梁、无碳动力小车、水火箭、自制密度计、自制杆秤、电脑电路动画、压力喷泉、组合机械设计制作、自制冰箱等STEM研究项目。经过课题组多年的实践探索，STEM教育在初中物理科技活动實践的基本做法如下。

一、制定STEM教育在物理科技活动中的框架

随着社会的不断发展和物理教育理念的转变，物理学习不再只是简单的知识学习，而是需要关注知识的建构过程，即从生活常见的现象入手，发现可探究的问题，进而开展科学探究，自主建构知识，并运用所获得的知识来解决实际问题，甚至创新设计出有一定实用价值的发明[2]。在物理科技活动前，必须制定物理科技活动的框架，包括提出问题、探究方案的设计、实验探究、科技创新和体验者科学探索五个部分。

二、形成STEM教育在物理科技制作活动中的初步方案

（一）确定目标，分阶段实施

以提高广大师生科学文化素养为目标，培育全体师生的科技创新意识，培养科学精神和思想，学习科学方法和知识，提升师生的科技创新能力。为此，设计STEM教育在物理科技制作活动中的方案。

物理科技活动分四阶段实施。为达成这一目标，将活动方案分为宣传发动、组织实施、检查验收和总结评比四个阶段。制定物理科技活动方案，每项工作都要做到制度化和规范化，并建立标准统一、形式规范的档案，做到资料齐备、完整及真实。切实做到措施到位，加强过程管理，落实监督机制，针对薄弱环节抓重点、难点和疑点，全面推进STEM教育在物理科技制作活动中的工作。

（二）实施方案

全体物理科技活动教师、研究性项目学习教师、物理教师都要对爱好小发明、小创造并且具有较好创作基础的学生做到一对一的辅导，使这一部分有特长的学生对现实生活中的现象有更深的理解，在理解生活常识的基础上不断提高创造能力，做到能够对现有的装置进行改造和创新，最终保障这一部分特长生能够达到100%的被辅导率。

学校将定期举行由科技活动小组、劳动技术小组、研究性学习小组和学校统一组织的小发明比赛。学生要在小发明、小设计的基础上开展科学实践活动，只有亲自动手、切身体验，才能够有独特的体会。

学校科技活动组、研究性学习活动小组、物理活动小组、科技绘画活动小组及社会实践组要对学生进行辅导和帮助，为学生的小规模制作作品提供必要的条件和设备，手把手的教授学生如何使用一些常用的制作和劳动工具，协助学生不断改进自己的作品。

三、STEM教育在物理科技制作活动中的实施形式

（一）我校举办的创新性、综合性的科技活动，全面实施和落实学科核心素养教育

学校重视物理科技活动比赛，加大经费投入，积极按照活动方案和落实目标，制定完整的发展规划，做到有计划、有目标、分阶段地加以推进和实施。完善科技创新活动的管理体制和运行机制，激发全校师生支持、关心、参与物理科技创新活动的热情和动力。不断丰富学校物理科技创新活动的内容与方式，培育学校教育工作者和学校师生的科学精神与科学态度，普及科学知识，提升科学素养。通过举办具有创新性、综合性的物理科技活动，包括物理科技制作、科普绘画、科普征文、科技创新竞赛以及科普性实践活动等，全面实施和落实学科核心素养教育，把物理科技活动与知识产权教育活动相结合，设计组织富有创新意义的物理科技创新活动，促使学校物理科技教育工作能更上一层楼，争创“县级科普特色学校”“清远市科技活动创新示范学校”“广东省青少年科技活动示范基地”“全国知识产权示范学校”“申报广东省科技教育名师工作室”等。

（二）开放学校物理科技活动体验室，使学生切实感受神奇的物理科学世界

学校物理科技活动体验室内的展示品，按照声、光、力、热、电、磁、能等进行分类，分别放置在不同的展示区。物理科技活动体验室的展示品有物理现象明显且直观性强的科技模型、高科技产品（商品、玩具等）、仪器等。开放学校物理科技活动体验室的做法，不仅丰富了学生的生活物理知识，开阔了学生的眼界，还激发了学生学习物理的浓厚兴趣。物理科技活动体验室的展示品除物理科技模型、高科技产品及仪器之外，也有物理学发展史和物理学家的文字资料、挂图等，此外还有师生的小发明、小制作和实验自制创新教具等种类繁多的作品，这也给喜爱教具制作的学生提供了展露自我的好机会。鼓励学生参与物理科技小制作的实践活动，使学生既能在物理科技活动体验室中感悟到物理世界的神奇，又能领会到物理学科的博大精深。学校通过开放物理科技活动体验室，使学生直观地去感受神奇的物理科学世界，在强大的震撼中大大激发了学生参与物理科技活动的兴趣。

四、STEM教育在物理科技制作活动中的效果预期与评价

（一）预期实现的目标

1.实现学生发展目标

在STEM教育理念下进行物理科技活动，引领学生从“科学探究”到“科学实践”，表现出STEM教育能够支持学生以物理学科融合的方式，在解决实际问题的过程中掌握知识和技能，在进行创造性的制作中促进学生的个性发展，培养学生的创造意识、批判性思维、动手实践能力、研究性能力和解决问题的能力，提高学生的科学素质和创新意识，使学生学有特长，帮助他们学会共处，学会合作，学会竞争;激发学生的创新意识;培养学生的创新精神及实践能力，促进学生全面发展。

2.实现教师发展目标

通过组织开展STEM教育的物理科技活动，可以为教师的创新教学提供实践的机会。STEM教育的师资培训，让教师真正成为STEM教育的领路人，从而有效推动STEM课程改革。通过完善机制、搭建平台、榜样引领及奖励表彰等方式，锻造一支素质优良的、专业的STEM教育物理科技辅导教师群体，提高本校教师的教育教学水平、教育科研水平和STEM教育能力，促进教师整体素质的发展。

3.实现学校发展目标

在STEM理念下进行物理科技活动的实践研究，为学校科创和STEM教育搭建了新的平台，更好地把物理科技活动提升为学校常态化的STEM教育，把学生自发性的兴趣提升为自觉性的育人方法，使学校STEM教育更加长效化地开展。同时也可以为STEM教育校本教材的开发提供依据，帮助学校完善课程改革，形成地方课程相互补充的校本课程体系之一，为STEM教材的发展方向提供参考。提升科创教育的品质，使STEM教育落地生根，并持续健康发展，让STEM教育为学校科创教育提供新的生长点，实现STEM教育与学校特色发展相融合，凸显学校的办学特色。

（二）实施多阶段多层次多元式评价

1.开展STEM教育物理科技活动大赛，评选出师生的优秀作品，选送优秀作品参加市级科技活动大赛，并收集作品在科技活动体验室中进行展示，有效评价师生在科技活动中的成果。

2.开展多次评估，在项目中期阶段作出评估报告;总结验收阶段，召开结题自查会，查出课题总结中的不足之处，申请鉴定验收;向课题研究领导小组申请结题，接受课题研究评审专家的评估和验收。

结 语

总之，基于STEM教育理念所进行的初中物理科技活动的科学尝试，有效引领学生从“科学探究”迈向“科学实践”，提高学生的核心素养，促进学生全面发展;提高物理学科教学水平，提高课堂教学效能，提升教师专业发展，帮助学校完善课程改革，形成地方课程相互补充的校本课程，提升学校教育教学质量。

参考文献

[1]陆卫兵. 将STEM教育融入初中物理综合实践活动的教学[J]物理教师，2019（5）.

[2]郭斌. STEM教育理念下学校特色课程建设的思考与建议[J]教育科学论坛，2019（7）.