基于STEM SOS 模式下初中物理复习课堂教学方法的研究与实践

曾丽萍

摘   要：以“浮力单元复习一”为例，通过项目式学习，实现不同程度的学生对浮力知识的再构建，达到深化复习的效果。区别于以往传统的低效、机械的复习模式，这种STEM SOS 模式下的复习课，既充满趣味性又不失严谨性，使得学生的兴趣点一直被激发，大大提高课堂效率。

关键词：单元复习课;发展需求;STEM问题情境;學生登台秀SOS

笔者在多年的教学教研活动中发现一个令人困扰的事实：复习课难上，教师讲课累，学生听课更累。出现优生吃不饱、差生吃不了的情况。复习课的形式基本以习题训练、习题讲评为主，以一问一答或者一问齐答的简单方式将重要知识点简单的回顾一遍，知识点零散，概念和规律模糊、难以辨认，不能对本单元的内在知识建立必然的逻辑关系。缺乏情感体验、缺乏思维过程的呈现，学生主体地位缺失，教法单一、沉闷等，使得课堂效益低下。为此笔者尝试将STEM SOS 模式运用在单元复习课中，改进复习课教学的模式。

1  设计理念

STEM SOS指美国和谐公立学校开发的STEM课程，他们将基于项目的学习法和探究式学习法结合起来，并命名为“STEM学生登台秀（SOS）”。STEM SOS模式的目标是“在PBL项目扩展学生知识面的过程中，持续关注以学生为中心的规范教学方法”[ 1 ]。

基于STEM SOS 模式下初中物理复习课堂即指在教学过程中教师将需要复习的知识点，置于实际场景中，并发布任务，组织学生巩固复习。学生在理论探究、实验探究和解决实际问题的过程中，通过高层次上知识的回归和整合，以点带面，进行知识再建构，达到深化复习的效果。它不仅能使不同程度的学生在复习课中保持不同的兴趣点，消除思维盲点，加深对知识的理解，而且还培养了学生创新力、批判性和解决某类问题的方法，促进不同程度的学生的成长。

为了有效地实施基于STEM SOS 模式下初中物理复习课堂，课题组汲取了上一个完结的课题的“基于STEM SOS 模式下的初中物理规律教学实践与研究”的教学模式，建构了图1的STEM SOS复习课教学模式流程图。

基于STEM SOS 模式下初中物理复习课堂教学流程图解读如下。

1.1  生活中的实际问题（情境创设）

将本单元中需要复习的知识点罗列出来，选择与之相匹配的生活中的实际问题（比如：生活当中常见的现象、生活中遇到的问题或者最新的科技），创设了与教学设计相符的真实情境。让学生提出与本单元相关联的知识，以激发学生学习的动机。

1.2  提出研究项目（方案）

将生活中复杂的实际问题模型化，能再现原型本质，使得问题简单化、思维过程更加清晰。根据提出的问题，由问题链驱动，由此设计出活动一、活动二、活动三等系列层层递进的若干个项目式学习，梳理知识体系，形成一个知识闭环。

1.3  收集资料，分组讨论，制定研究方案

每一个项目式学习，若是理论探究，则：问题导向，学生分组建模，自主命题;若是实验探究，则：实验开放，学生分组讨论实验方案。培养学生建模思想、实验设计能力、创造性、合作交流能力。

1.4  建立模型，登台汇报SOS

学生上台展示设计好的题目或者实验方案，同伴评价，培养学生的表达能力和思辨能力。

1.5  测试作品，进行评估SOS

学生对自己设计好的题目或者实验方案进行测试和反思，利用希沃助手将学生活动部分展示在希沃上，同伴评价，培养学生实证思想、批判性。

1.6  进行改进，完善设计SOS

学生在评价和动手中学习新经验、新技能解决产品所存在的缺陷，以达到温习旧知识，得到新的理解和体会，提升解决问题的能力。对错误的认识、遗漏残缺的知识得到补充，形成一个知识网。

2  教学应用案例

以初中物理“‘浮力’单元复习一”为例。按六个流程展开教学。

2.1  生活中的实际问题（情境创设）

教师播放“水上乐园”视频：夏天的炎热，很多人会选择水上项目娱乐。一阵海浪过去，会发现水里多了一些东西。比如：沉底的手机、手链、漂在水面上的救生圈。打捞手机的过程中，还会看到附着在泳池底的青苔。

如何定期去除水池底部的青苔？如何便捷打捞沉底的手机？这些都和学习的浮力知识相关。下面用水缸，类似刚才的泳池状况，请同学们先观察它们在水中的状态，并思考以下问题：

【活动一】实验：一个透明的长方体水缸，里面放有三个相同体积不同配重（用不同饱和度的糖水、盐水注射到乒乓球里）的乒乓球，使其分别处于漂浮、悬浮、沉底的状态，以及粘合在水缸底部的蜡烛。

问题一：你看到什么现象？

问题二：从中可以获得哪些和浮力相关的信息？

问题三：浸没在水里的蜡块受到水的浮力作用吗？

设计意图：利用生活中熟悉的场景过渡，创设水缸中浮力情境，使得问题可视化。问题一、问题二从识记层面考查学生的浮力基本知识，难度低，容易激发后进生的学习兴趣，问题三从理解层面考查学生对浮力产生原因的认识，易于对这部分知识有盲点的学生的知识重建。将问题细化，由易到难，利用思维导图，将知识体系进行梳理，满足不同层次学生的学习需求。

问题四：沉底的乒乓球和漂浮的乒乓球谁受到的浮力大？

【活动二】测量沉底的乒乓球和漂浮的乒乓球受到的浮力。

实验器材：电子秤、烧杯、溢水杯、弹簧测力计、量筒

设计意图：问题四“浮力大小的比较”一直是学习的难点，以往反复地机械训练经典题目，学习效率低下，也只能满足部分优等生的学习需要，其余学生感到无聊且枯燥。将“浮力大小的比较”转化为活动二：“测量浮力大小”开放性创新实验，让学生自己设计实验，选择器材，在原有的常规实验“阿基米德原理”基础上进行的一种微创新。让学生感到既亲切又新鲜，同一问题的不同解决方案，还具有一定的思维挑战性。让学生登台展示设计好的实验方案，利用希沃助手将学生活动部分展示在希沃上，同伴评价，以达到温习旧知识，得到新的理解和体会，并且利用思维导图，将一个个点知识增加到思维导图中，以完善知识体系。

【例题1】体积相同材料不同的甲、乙、丙3个小球分别静止在水中的不同深处，如图2所示，则3个小球在水中所受浮力关系正确的是（   ）

A.F浮甲>F浮乙>F浮丙       B.F浮甲<F浮乙<F浮丙

C.F浮甲=F浮乙>F浮丙       D.F浮甲<F浮乙=F浮丙

【小结】浮力大小的判断：（1）等体积的物体——方法：F浮=ρ液gV排

设计意图：开放性实验过后，紧接着呈现一道相应的经典浮力题目，引导学生归纳总结，熟悉“一类题型”的解决方法。

【活动三】让沉底的乒乓球浮起来

实验器材：食盐、针筒、塑料杯

设计意图：“物体的浮沉条件”是浮力这一章复习课中另外一个重要的物理规律，活动三是一个比较简单的开放性实验，实验器材来源于生活中随处可得的物品，具有一定的趣味性。这种复习方式，引导学生对物理规律深度复习。也是利用思维导图，由点及面，辅助学生完成对知识的再构建与整合。这个实验思路比较容易，利用希沃助手将学生活动部分展示在希沃上，让学生展示设计的思路，同伴评价总结归纳，教师补充，以达到温习旧知识，得到新的理解和体会。

【活动四】让橘子沉下去  再让橘子浮起来

设计意图：这个实验具有浓厚的趣味性，瞬间点燃学生的学习热情，这是对“物体的浮沉条件”的实际问题的应用，也是为后面设计“浮力手环”埋下思维的种子。这种感官上、思维上的反复刺激，大大提高学生的复习效率。

【例题2】把同一个鸡蛋分别放到甲、乙两杯密度不同的盐水中，如图3 所示，鸡蛋在甲杯中漂浮，在乙杯中悬浮，对这一现象，以下说法正确的是（   ）

A.鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力

B.鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力

C.甲杯盐水的密度大于乙杯盐水的密度

D.甲杯盐水的密度小于乙杯盐水的密度

【小结】浮力大小的判断：  （2）等质量的物体——方法：浮沉条件①比较浮力与重力的关系;②比较物体密度与液体密度的关系。

【例题3】学习了浮力后，小明做了一个小实验：在一根铅笔下端包一些橡皮泥，依次放入深度相同的a、b、c三种液体里，如图4所示。从实验可得出（    ）

A.铅笔在a液体里受的浮力最大

B.铅笔在c液体里受的浮力最大

C.液体a的密度最大

D. 液体c的密度最大

设计意图：例题2与例题3的经典问题的设置，意在引导学生归纳总结，熟悉“一类题型”的解决方法。至此完成了对“浮力大小的判断”的一类题型的深化和总结。

【活动五】设计一款浮力手环

为了防止在玩水自拍时，手机不慎掉落泳池底部。请根据浮力知识设计一款浮力手环。

设计意图：为了使沉底的手机能迅速浮起来，减少手机丢失的损失和减少人力成本，解决生活中實际问题。学生会自然而然想到以“增大浮力”的方式，即增大排开液体体积。学生分组讨论、形成方案，登台展示。在同伴的评价中，改进产品，解决产品缺陷，提升解决问题的能力和思辨能力。加强德育安全教育。

【活动六】演示实验2：上窜下跳的葡萄干

教师将葡萄干放入雪碧中，会看到葡萄干上窜下跳的现象。让学生解释其现象。

设计意图：活动六的设置，意在让学生运用浮力的综合知识解释生活中的趣味实验，难度较大。但是前面一系列的问题设置、活动安排，层次性符合学生的认知发展规律。由不同的学生进行解答，最后由同伴补充、总结，对不同程度的学生都具有一定的启发作用。

3  反思与总结

本节课的教学设计是对单元复习课的一种全新的尝试。通过平时的作业问题，课堂上学生对不同知识点的反应情况，研究学生的学情。巧设STEM问题情境，设置问题链，突破重难点，以项目的形式将整章的知识点串在一起。旨在让班级里每一个学生都感到好玩，从而对物理有兴趣，激发学生的主观能动性，重视SOS即让每一位学生都有展示自己的机会和舞台，从而提高课堂效率，实现教学目标。

参考文献：

[1] 叶兵.高考物理实验命制的几点思考[J].物理教学，2018，40（12）：32-36.

3591500338261