張靖紅

【摘要】傳統(tǒng)的初中物理教學過于模式化，學生被動接受一系列知識，難以落實物理核心素養(yǎng)，因此需要探究一種新型的物理教學方法，改變傳統(tǒng)教學模式的弊端。文章以STEM教育理念為中心，闡述了STEM教育理念的特點、應用原則、應用意義，分析了基于STEM教育理念的初中物理教學策略。

【關鍵詞】STEM教育;初中物理;概念;意義;策略

一、引言

STEM（Science，Technology，Engineering，Mathematics）教育的出現，緩解了傳統(tǒng)教育環(huán)節(jié)存在的弊端，優(yōu)化了課堂教學效果。具體而言，STEM和傳統(tǒng)的學科分離教育不同，其強調各個學科之間是存在聯系的，應該將工程、科學、技術、數學聯合在一起進行分析，提高學生的綜合能力。將STEM教育和中學物理學科相結合，可以挖掘出物理學科中所包含的一系列社會、科學等知識。教育者基于該理念重新設計教學內容，能夠實現課程資源的充分整合，提高學生對物理學習的興趣和質量。

二、STEM教育理念的概述

（一）STEM教育的概念

STEM屬于一種專業(yè)詞匯。20世紀80年代的美國出現一個詞匯SMET，強調四門單獨的學科，其中，S指的是科學，M指的是數學，E指的是工程，T指的是技術。2001年，美國又提出了一個新的詞匯，就是STEM，和之前的SMET有所不同，其更強調將這四門學科緊密結合到一起[1]。如，科學的目的在于對自然界的客觀規(guī)律進行認知，技術和工程則是在對自然規(guī)律充分了解的前提下對世界進行改造，數學則是技術、工程這兩門學科非常重要的教學工具。由此可以看出，這四門學科之間是存在一定的關系的。將STEM運用到初中物理課堂中，就是將這四門學科作為一個整體，引導學生去探究問題，解決問題，不斷發(fā)展學生的批判性思維與創(chuàng)新理念。

（二）STEM教育理念的特點

STEM教育理念具有三大特點。第一是跨學科特點。STEM教育理念強調將四門不同的學科融入一門學科的教學中，打破傳統(tǒng)的學科之間的界限，利用不同學科解決很多問題，對提高學生的物理探究能力具有重要的意義。第二是體驗性特點。在中學物理課程中融入STEM，教師需要創(chuàng)設生活化的情境，讓學生了解課本和生活之間存在的聯系，使學生參與并解決問題。無論是問題的提出、解決還是驗證，學生均可以獲得體驗。第三個特點是具有設計性。STEM教育理念的核心特點是設計性，教師通常會重點設計某一個問題，引導學生思考和探究，最終實現知識的構建，提高學生的綜合能力。

（三）STEM教育理念應用的原則

首先需要遵循關聯性原則。在初中物理課堂中應用STEM教育理念，需要體現出關聯性原則。教師在課前基于所需要教學的內容，合理地將STEM教育理念中各門有關聯的學科融入教學活動中，能夠幫助學生理解復雜的問題，提高某種技能或者綜合能力。其次是情境性原則。教師在課堂中創(chuàng)設情境，引發(fā)學生的想象，提高學生的興趣，這樣的課堂符合學生學習的規(guī)律，能夠使學生在情境中進行一系列探究活動，發(fā)揮出STEM教育理念的真正作用。再次是開放性原則。該原則主要體現為課堂的開放性。學生在教師的引導之下，將已經學過的多學科知識運用到具體問題的解決中;教師通過設置開放性的實驗或者活動，引導學生積極參與，使學生在動手、實驗、充分思考的過程中發(fā)展創(chuàng)新思維。

三、STEM教育理念在初中物理教學中應用的意義

（一）有利于激發(fā)學生對初中物理學習的興趣

初中物理是一門非?；A且重要的學科，具有抽象性與探究性。在傳統(tǒng)課堂中，物理教師所采用的教學方法是以課本為主進行講述的方式。在這種模式下，學生對物理這門課程的學習興趣不高。融入STEM教育理念后，教師可以為學生創(chuàng)設情境，讓學生主動地對相關問題進行探究。這是對傳統(tǒng)課堂的徹底轉變，也確立了學生在課堂中的主體地位。在無形中，學生的注意力就會被吸引到物理課堂中，學習興趣也會得到激發(fā)。

（二）有利于培養(yǎng)學生的探究與創(chuàng)新精神

STEM教育理念強調開放性原則。教師可以設置開放性的實驗探究活動，讓學生自主地參與到活動中，利用所學習的各科知識進行分析思考，從而提高學生對物理學科的探究與創(chuàng)新能力[2]。

（三）有利于提高學生的物理核心素養(yǎng)

初中階段的物理除了要傳授學生基礎的物理知識，更重要的是培養(yǎng)學生的物理探究思維、科學精神與創(chuàng)新能力。在傳統(tǒng)的物理教學模式下，學生以記憶知識為主，很難落實核心素養(yǎng)，和新課改所提出的教育理念不相符。融入STEM教育理念，需要遵循情境性、開放性、關聯性等原則，是對傳統(tǒng)教學模式的創(chuàng)新，在激發(fā)學生學習興趣的同時，能夠落實物理學科核心素養(yǎng)。

四、基于STEM教育理念探究初中物理教學策略

（一）基于技術理念創(chuàng)設情境，激發(fā)初中生對物理課程學習的興趣

STEM教育理念中的T指的是技術（Technology）。當今社會，信息技術已經滲透到人們生活的方方面面。教育領域也融入了多媒體、互動白板等技術。教材中的文字枯燥無味，物理教師要利用信息技術，為學生創(chuàng)設物理情境，激起學生對物理學習的興趣。

如“力”這一課的教學目標是讓學生理解力是一個物體對另一個物體的作用，且力的作用是相互的，可以改變物體的形狀。在課堂開始之前，為了讓學生了解物理知識和學生的生活是息息相關的，教師可以利用信息技術為學生創(chuàng)建生活中常見的“力”的情景，讓學生了解力的作用，如拔河比賽、掰手腕、人工推車挖土等，借助生活中的案例引導學生思考什么是力、力的基本特征;也可以讓學生在課堂中演示掰手腕。運用這種教學方式，可以激起學生對物理課程探究的興趣，優(yōu)化課堂教學質量。

（二）基于數學理念和問題引導的結合，突破重難點知識

STEM教育理念中的M指的是Math，即數學。物理和數學的聯系是非常緊密的。物理除了要求學生能夠探究一些科學的現象，還需要利用所學習的知識進行計算。在初中物理課程中，教師要善于將問題引導和數學理念相結合，引發(fā)學生思考，幫助學生突破在學習過程中遇到的一系列重難點知識。

如“摩擦力”這一內容是初中物理學科的重點。該課需要學生掌握生活中的摩擦現象與摩擦力的相關概念，了解如何增大或者減小摩擦，根據基本的數據與實際情況計算出摩擦力的大小。通常情況下，學生需要先區(qū)分出何種摩擦力的種類，然后利用不同的摩擦力知識進行計算。因此，在該課中，教師需要圍繞三個重點提出問題。第一，摩擦力有幾種形式？第二，如何對摩擦力進行受力分析？第三，融入特定的數值，如何將各類摩擦力計算出來？教師將數學的嚴謹思維與理念融入物理課程中，讓學生以小組合作的方式對各類問題進行分析和探討，能夠逐步挖掘出摩擦力的核心知識，提高學生的實際學習能力。

（三）基于科學理念創(chuàng)設物理實驗課堂，培養(yǎng)學生的探究精神

物理學科是以實驗為基礎的學科，該門學科是建立在科學的基礎之上的。無論是現象還是數據的計算都不是憑空捏造的，而是存在一定的科學的依據的。因此，將物理這門學科與STEM教育理念中的Science（科學）融合在一起就顯得尤其有必要。在初中物理課堂中，實驗是非?；A的教學環(huán)節(jié)。對實驗進行分析和探究不僅能夠體現出科學性，而且可以培養(yǎng)初中生的物理探究精神。

如在學習“物體的沉浮條件與應用”這節(jié)課之前，學生已經學習過關于浮力與阿基米德的相關知識，了解浮力的產生存在一定的原因，且有大小。在這節(jié)課中，則需要探究物體沉浮的條件及其在日常生活中的應用。教師在課堂中可以設置這樣一個實驗，引發(fā)學生思考：準備三個乒乓球，分別裝滿橡皮泥，裝部分橡皮泥和不裝橡皮泥，將其放入水中，讓學生先思考可能會出現什么。此時學生的結論不一。隨后教師將這三個乒乓球放入水中，學生看到了具體的沉浮狀況。教師接著引導學生思考：這三個乒乓球究竟有何不同呢？學生通過研究發(fā)現重力不同，繼而總結出改變物體沉浮條件的一大因素——重力。教師基于科學的實驗現象，引發(fā)學生思考和探究，對于提高學生的學習能力，培養(yǎng)學生的科學精神具有重要的意義。

（四）基于工程理念創(chuàng)設實踐活動，提升學生的物理綜合素養(yǎng)

初中物理課程中包含著很多與工程理念相關的知識，比如“力”“壓強”“簡單機械”等，因此，將工程理念融入物理學科中具有一定的實踐意義。

如在“質量與密度”這一課中，教師讓學生結合所學習的知識，基于工程設計流程，制作簡易的密度計。該任務需要小組合作，有的學生通過將雞蛋放入水中并在水中不斷放鹽讓雞蛋漂浮的實驗判斷液體的密度。接著，各個小組開始根據自身的想象設計方案，并畫出簡單的設計圖。但是在實際操作環(huán)節(jié)會出現一些問題，比如無法調節(jié)重心，密封困難等。此時，教師要根據具體情況，適當引導，讓學生從工程師的角度去解決遇到的問題。通過不斷地探索、合作，每個小組都制作出了密度計，并在班級中分享。該類教學活動和工程理念相結合，對于增強學生學習物理的自信心，提高學生的綜合能力具有重要的作用。

五、結語

綜合上述分析可以發(fā)現，將STEM教育理念和初中物理教學進行融合具有一定的必要性，符合初中物理這門課程的特性。具體在融入的過程中，教師要根據教學內容合理選擇教學方法，確立學生主體地位，激發(fā)學生興趣，落實學生的初中物理核心素養(yǎng)，提高學生的初中物理學習能力。

【參考文獻】

羅玉梅.基于STEM教育理念的初中物理實驗教學策略[J].科普童話，2020（06）：34.

孫松.基于STEM理念下的初中物理教學策略[J].試題與研究，2019（11）：102.