基于STEM 教育的初中物理概念教学探索

王海兵

（南通市通州区实验中学，江苏 南通 226300）

0 引言

物理概念是物理知识的核心，是学生认识物理世界、探究物理现象的起点。初中物理教学中，教师要根据学生的认知特点和教学内容，利用STEM 教育理念指导教学实践，通过让学生动手操作、观察现象、分析问题、归纳总结、知识应用等方式，促使学生对物理概念形成更加深刻的理解。本文结合初中物理概念教学实践，探讨了基于STEM 教育理念下的初中物理概念教学策略，旨在提高初中物理课堂教学效果。

1 STEM 教学理念的概述

STEM 教育是一种融合科学、技术、工程、数学等学科知识的综合教育，强调跨学科教学。并且以培养学生核心素养为宗旨，注重培养学生的问题解决能力和创新能力，是一种综合性的教育理念。STEM 教学理念在初中物理教学中的应用，可以为学生提供一个良好的物理学习平台。首先，STEM 教学理念有利于激发学生对物理学科学习的兴趣和热情。教师可以将物理学科与生活实际结合起来，将复杂的问题简单化、生活化，使学生对物理概念有更深刻的认识，并提高他们解决实际问题的能力。其次，STEM 教学理念可以培养学生的科学探究精神和创新能力。在初中物理概念教学中运用STEM 教育理念，可以让学生了解到不同物理概念之间的内在联系和区别，并结合实际生活情境进行应用，从而提升学生运用科学方法解决实际问题的能力[1]。最后，STEM 教学理念有利于帮助学生建立正确的科学思维方式。教师在初中物理概念教学中引入STEM 教育理念，可以培养学生严谨认真、实事求是、敢于创新、团结合作等科学素养。

2 基于STEM 下开展初中物理教学的优势

STEM 教育理念强调知识、技能、素养的融合，将学科教学与实际问题结合，将理论知识和实践活动紧密结合，有助于学生的综合素质发展。在初中物理概念教学中引入STEM 教育理念，能激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性，促进学生对物理概念的理解和掌握。

2.1 有利于培养学生的综合素质

STEM 教育理念下开展初中物理概念教学，有助于引导学生形成正确的价值观念和科学态度，并增强其社会责任感和创新精神。在传统教学模式中，学生对物理概念理解不透彻、记忆不牢固。在STEM 教育理念下，教师根据教学内容开展物理实验活动，引导学生对物理现象进行观察和分析，让他们在实践中巩固物理概念。

2.2 有利于提升教学质量

在传统教学模式下，教师只重视物理概念教学，而忽视了对物理实验的设计和引导。STEM 教育理念下开展初中物理概念教学可以丰富物理实验内容、创新实验形式、激发学生的学习兴趣。STEM 教育将科学、技术、工程和数学相互融合，使学生能够综合运用不同学科的知识和技能解决实际问题。在初中物理教学中，学生可以通过实践性的项目和实验，将所学的物理知识应用到实际情境中，培养综合性的学习能力。此外，通过采用STEM 教育理念，初中物理教学可以更加贴近实际、有趣有用，培养学生的综合能力和创新精神，提高教学质量[2]。

2.3 初中物理教学存在的问题分析

近年来，随着我国教育改革的不断深化，STEM 教育逐渐成为一种全新的教育理念和教学模式。但是在初中物理教学中，受传统教学观念、教育理念的影响，教师仍然采用传统的教学模式进行物理概念教学，这种教学方式缺乏趣味性和多样性，容易让学生产生厌烦情绪。尤其是在当前信息技术飞速发展的背景下，很多教师开始利用多媒体设备辅助教学，但是受学生年龄特征、认知水平的影响，许多教师仍然采用传统教学模式进行物理概念教学，这就导致课堂教学效果不理想。同时，教师在讲解物理概念时，往往是将知识点罗列出来然后进行讲解，学生只是被动接受知识内容，没有发挥自身学习主观能动性。因此在初中物理概念教学中引入STEM 教育理念非常有必要。

3 STEM 教育的初中物理概念教学措施

3.1 创设教学情境，激发学生探究兴趣

新课标指出，物理概念教学要充分体现学生的主体地位，引导学生自主探究。基于STEM 教育理念，在教学过程中教师要创设丰富的教学情境，激发学生探究兴趣，让他们主动参与到物理概念的学习中来。例如，在“光的折射”这一章教学中，教师可以创设这样的教学情境：“从海岸上看，为什么会觉得水的深度比它的实际深度要浅？”在这一情境创设中，学生可以通过收集相关资料，将抽象的物理概念具体化。同时，教师在创设教学情境时，要充分考虑到学生的年龄特征和认知能力，结合他们的生活经验和兴趣点进行创设，激发学生的探究兴趣。

3.2 联系生活实际，理解概念

学生对自己日常生活中使用的物品很熟悉，教师可以利用生活实际，引导学生通过分析、归纳、推理等过程理解物理概念。比如，在讲“摩擦力”时，教师可以让学生找出家里的哪些物体容易产生摩擦力，从而帮助他们理解什么是摩擦力。又如，在教学电路的基本连接方式这一节时，学生在了解了串并联的基本概念后，教师可以通过提问的方式，让学生思考身边的一些现象，如教室里的一个开关闭合后，3 盏灯同时亮了起来；马路上的一排排路灯晚上同时亮了，早上又同时熄灭；公路旁的节日小彩灯同时闪烁；家里电冰箱内的照明灯和压缩机同时工作，它们分别是怎样的连接方式？你是由什么现象判断的？通过对这些日常生活现象的分析，既加深和巩固了学生对串并联电路的概念理解，提高学生的学习兴趣，促进学生将物理概念与生活实际有效结合。又可以让他们养成发现实际问题、解决实际问题的良好习惯[3]。

3.3 结合信息技术，深度理解物理概念

STEM 教育理念认为，在物理教学中，学生的思维与认知能力发展水平是不断提升的，尤其是他们对物理概念的理解越来越深入。所以，在物理教学中教师应该结合信息技术，借助多媒体设备向学生展示物理概念的形成过程，并通过讲解使学生理解概念的内涵和外延，从而掌握物理概念。例如，在讲“物态变化”时，教师可以制作多媒体课件展示物质从固态变为液态、从固态变为气态的过程。通过多媒体展示“物态变化”的过程，学生可以更好地理解“物态变化”的概念。

3.4 结合实际项目，掌握科学研究方法

STEM 教育理念强调要注重学生科学素养的培养，而不是为了教育而教育。物理概念与我们日常生活中的事物息息相关，是生活中经常遇到的物理问题，在解决这些问题的过程中，学生可以掌握科学研究方法，提高解决问题的能力。例如，在“声现象”教学时，教师可以让学生设计一项声音的“传播”项目。首先教师设计一个声音传播的方案，然后让学生设计声音传播中需要使用的材料和工具，最后组织学生进行实践操作。学生通过研究声源、分析声源、采集声音、实验、设计方案等环节来进行声音传播的探究工作，不仅能加深学生对声音知识的理解，还能提高他们解决实际问题的能力。

3.5 结合数学方法，提高物理知识学习效率

物理概念的教学中，教师可以结合数学方法，帮助学生更好地理解物理概念。例如，在学习“重力”这一概念时，教师可以运用数学知识解释重力的作用效果：“重力是万有引力的原因，但是它并不是万有引力本身”。在课堂上，教师可以通过展示生活中的实际问题，引导学生运用数学知识来解释物理概念。如当我们打开水龙头，水会从高处流向低处。这是因为地球的引力作用使得水受到下落的力，水从高处流向低处。当我们跳跃时，我们需要克服地球的引力才能离开地面。当我们离开地面时，重力会使我们重新回到地面。然后再让学生用公式计算相关物体的重力，通过数学结合物理的方式解决实际问题，加深学生对物理概念的理解[4]。

3.6 通过对比分析，形成正确概念

概念的形成是一个循序渐进的过程，需要学生不断地分析和对比，教师要在这个过程中加以引导。物理概念的形成往往是由特殊到一般的过程，对于不同概念之间的区别和联系，需要学生进行对比分析，才能更好地理解和掌握。学生在进行对比分析时，要注意两个概念之间的区别和联系。例如在学习“内能”这一知识时，教师可以引导学生将本节内容与前一节的机械能作对比，并认真思考物体的机械能和内能可不可以为0？影响物体机械能和内能大小的因素有哪些？物体的机械能和内能可不可以改变？通过对这些感念的对比及问题的分析，学生可以理解到机械能是物体宏观的表现，可以通过物体的质量、速度和被举的高度来感知物体机械能的大小；而内能是微观角度分子动能和分子势能的总和，可以通过物体的质量和物体的温度来感知物体内能的大小。在这一对比分析的过程中，学生能够深刻和全面地认识到机械能和内能之间存在的本质区别，在潜移默化中培养学生的思维能力，为学生养成良好的学习习惯和提高学习效率打下坚实的基础。

4 结语

综上所述，物理概念的形成离不开学生对概念的理解和应用，在初中物理教学中，教师应重视学生对概念的理解程度，结合STEM 教育理念，让学生通过亲身体验来认识物理概念，从而构建科学合理的知识体系[5]。教师在教学过程中要关注学生的学习体验和学习效果，引导学生深入思考，促进他们深度理解物理概念。同时，教师要利用丰富的教学资源和创新的教学方式来丰富物理概念教学，提高学生对物理概念的理解和应用水平。但在STEM 教育理念下开展初中物理概念教学，是一项综合性强、难度较大的工作，需要教师不断总结经验，不断创新教学方法，在课堂上进行有效探索和研究，以培养学生解决实际问题的能力和创新意识。