STEAM教育在初中物理“簡單電路”課堂教學的實踐研究

摘?要：隨著我國教育事業(yè)的進一步優(yōu)化改革，我國教育隨之由應試教育轉(zhuǎn)向了素質(zhì)教育。STEAM作為一種跨學科的教學模式，其主要包含，science（科學）、technology（技術(shù)）、engineering（工程）以及mathematics（數(shù)學）。因STEAM教育本身有著許多優(yōu)勢，所以，其在不斷普及下逐漸得到了人們的高度重視與廣泛應用。與此同時，本文將通過對STEAM教育在初中物理簡單電路課堂教學中的實踐進行研究，進而在充實STEAM教學案例的同時，提高課堂教學效率。

關(guān)鍵詞：STEAM教育;初中物理;簡單電路;課堂教學實踐

一、 引言

物理是初中階段學生必須掌握的學科之一。對于初中物理而言，簡單電路是其中不可缺少的內(nèi)容。但就現(xiàn)階段初中物理使用的課堂教學方式來看，傳統(tǒng)的教學理念及方式根本不利于學生對知識的理解?；诖?，STEAM教育理念隨之應運而生，且在初中物理簡單電路課堂教學實踐中，實現(xiàn)了學生科學、技術(shù)、工程及數(shù)學綜合能力的提升。除此之外，STEAM教育在課堂教學中的應用對完善初中物理課程同樣有著十分積極的作用。加大對STEAM教育在簡單電路課堂教學中的實踐研究十分必要。針對該方面內(nèi)容，本文首先將對STEAM教育基礎(chǔ)理論進行概述，其次分析STEAM教育在初中物理簡單電路課堂教學中的實踐，最后闡述STEAM教育應用帶來的利弊與建議，促使初中物理教學效率提升，以供參考。

二、 STEAM教育的基礎(chǔ)理論

通過對STEAM教育內(nèi)涵及特點的分析可知，STEAM教育是建立在構(gòu)建主義與人本主義這兩大教育理論上的一種全新教育理念。首先，對于構(gòu)建主義教育理論而言，其主要是由行為主義發(fā)展到認知主義后的進一步發(fā)展。構(gòu)建主義與人本主義之間的差別主要在于，構(gòu)建主義中包含的行為主義與認知主義大都強調(diào)的是學生學習過程中的個體活動，沒有注意外界環(huán)境對學習過程產(chǎn)生的影響。其次，對于人本主義教育理論而言，馬斯洛與羅杰斯是人本主義教育理論的兩個代表性人物。之所以這樣說，其原因主要在于：馬斯洛的需求層次理論與羅杰斯的有意義學習理論都是以人為核心進行研究并深化為人本主義教育理論的。因此，人本主義教育理論的觀點主要可體現(xiàn)在三個方面。分別是：強調(diào)人性善良，需尊重人的價值與人的主觀能動性，而要想實現(xiàn)對人的高效培養(yǎng)，就必須從整個人著手;每個人都有著自己的需求，在教育中，教師必須在符合學生需求的前提下開展教學活動;尊重人的價值以及個性發(fā)展。在知識觀上，人本主義教育理論重點強調(diào)的是要學習有意義的知識，而STEAM教育本身研究的知識就是一種有意義的知識，對學生學習目的及知識應用等有著明確地表示，且能夠在教學應用中讓學生保持對學習的興趣，養(yǎng)成自主思考的良好學習習慣。因此可以說STEAM教育中有著非常濃厚的人本主義教育理念。

三、 STEAM教育在簡單電路課堂教學的實踐

針對STEAM教育在簡單電路課堂教學的實踐，本文將從電路結(jié)構(gòu)與組裝以及電流、電壓之間的關(guān)系這兩個內(nèi)容進行。

（一）電路結(jié)構(gòu)與組裝

本節(jié)實踐內(nèi)容將選擇北師大版《串聯(lián)與并聯(lián)》。（1）教材分析。在課堂教學前，需要求學生對正負電荷、原子核式結(jié)構(gòu)模型等內(nèi)容有一定的了解，并且需要學生明白電荷的定向移動將形成電流等概念。教學中，教師可先通過不同電路接法的應用，讓小燈泡發(fā)光，然后引入串聯(lián)與并聯(lián)電路的基本概念。其次，直接給出串聯(lián)與并聯(lián)電路的具體定義，并讓學生在課堂學習中嘗試著自己動手連接串聯(lián)與并聯(lián)電路，通過對電器與開關(guān)等原件位置的不斷交換使用了解串聯(lián)與并聯(lián)彼此之間存在的特點。最后，教師可以學生實際生活為例，將生活中常見的電路現(xiàn)象引入課堂教學。由此可見，物理教材原有的設(shè)計思路大都比較死板，且不利于活躍課堂教學氛圍，所以在此基礎(chǔ)上，教師可通過再創(chuàng)造、再挖掘的思想應用，讓STEAM教育在初中物理教學中得以體現(xiàn)。（2）教學目標。因串并聯(lián)電路學習內(nèi)容好壞對后續(xù)電路學習有著直接影響。因此，在教學中，必須以掌握串并聯(lián)電路，學會自主連接串并聯(lián)電路為目標。（3）教學過程。在電路結(jié)構(gòu)與組裝課堂教學中，教師可通過STEAM教育應用，讓學生從另一個角度去審視新的科學技術(shù)。首先，通過情境創(chuàng)設(shè)，引入問題。教師可通過多媒體或者是事物，演示智能小車運動，并提出課堂教學任務。該環(huán)節(jié)的實施不僅能夠吸引學生課堂注意力，而且能夠激發(fā)對物理知識的興趣，在合理引出串并聯(lián)電路課題的同時，凸顯出生活中的物理。其次，協(xié)作探究，設(shè)計出研究方案。即：讓學生以小組為單位，在小組內(nèi)通過相互探討，利用既有導線與LED燈泡等器材，自主動手連接，并完成實驗。教師在此過程中則需要走進每個小組，針對小組連接實驗錯誤的地方給予修正。這一教學過程主要是希望學生在完成規(guī)定電路連接的同時，對串聯(lián)與并聯(lián)電路概念有深入了解，旨在體現(xiàn)STEAM教育中的technology（技術(shù)）思想。然后在完成串并聯(lián)電路連接后，教師則需要選取一兩個小組的連接電路進行解釋說明，讓學生明白自己連接的線路屬于哪種類型。進而在讓學生從對電路連接的感性認知上了解串聯(lián)與并聯(lián)定義的同時，體現(xiàn)出STEAM教育中的science（科學）思想。再次，工程設(shè)計。教師可通過對學生的引導，讓學生學會利用馬達或者是齒輪等已有的實驗器材結(jié)合串聯(lián)與并聯(lián)電路概念，嘗試連接電路組裝小車，讓小車能夠正常行駛。這一教學過程不僅能夠讓學生做到學以致用，而且能夠體現(xiàn)出STEAM教育中的engineering（工程）思想。最后，進行評價。評價是課堂教學中不可缺少的重要組成部分。在教學評價上，除了需進行教師評價外，還應讓學生進行小組之間的評價、自我評價等。只有這樣才能讓學生在自我評價與相互評價中正確反思實驗中出現(xiàn)的問題，并及時采取有效措施彌補，深化自己對該知識內(nèi)容的理解。

（二）探究電流與電壓之間的關(guān)系

本節(jié)內(nèi)容將選擇北師大版第十一章第三四節(jié)內(nèi)容進行實踐研究。（1）教材分析?？v觀初中物理教材可知，教材在該內(nèi)容的設(shè)計上主要是通過感性得出電流與電壓的正相關(guān)規(guī)律，進而得出的兩者之間存在的關(guān)系。由于教材內(nèi)容設(shè)計大都是一種按部就班的方式，并沒有任何突破性創(chuàng)新。因此，為了在教學中實現(xiàn)對教學的創(chuàng)新，并積極挖掘?qū)W生的潛力，就必須重視STEAM教育在課堂教學中的應用。（2）教學目標。電流、電壓的學習上，其教學目標應為：通過實驗讓學生對電流與電壓之間的關(guān)系有足夠的了解，并且讓學生學會使用電壓表與電流表。（3）教學過程。首先，教師需要在上課前通過對學生的引導，讓學生了解電流與電壓之間存在的關(guān)系。在此環(huán)節(jié)中，教師需通過實際演示，吸引學生注意力，引出本節(jié)課需研究的課題。其次，教師可讓學生以小組為單位，制定運用控制變量法，完成實驗的方案。與此同時根據(jù)數(shù)據(jù)了解電流與電壓之間的關(guān)系。這部分學習過程不僅能夠讓學生對電流、電壓關(guān)系有更深的了解，而且可讓學生在實驗中通過親自觀察、分析數(shù)據(jù)，提高自我的數(shù)據(jù)處理能力，體現(xiàn)出STEAM教育中的technology（技術(shù)）與mathematics（數(shù)學）思想。然后，教師需要根據(jù)學生在實驗中得出的電流與電壓的關(guān)系進行解釋，讓學生對最終的實驗結(jié)果有一個科學的認識。這一教學過程中的部分內(nèi)容將體現(xiàn)出STEAM教育的science（科學）思想。最后，完成評價。與上述實踐相同，在完成本節(jié)課教學內(nèi)容后，需要讓學生進行自我評價與相互評價。

四、 STEAM教育帶給物理課堂教學的利弊及建議

由上述可知，STEAM教育在初中物理簡單電路課堂教學中的應用能夠改善教材本身設(shè)計中存在的不足，甚至調(diào)動學生對物理的興趣，讓學生做到自主學習。但俗話說得好：“有利就有弊”，也就是說STEAM教育在實際應用中也存在有些許弊端。首先，就STEAM教育給初中物理教學帶來的優(yōu)勢而言，其主要可體現(xiàn)在兩個方面。一方面，能夠體現(xiàn)出物理課堂教學的科學思想。在科學教育的普及下，STEAM教育的提出，無疑是對我國科學教育的一種豐富?？v觀以往的物理課程可知，教學內(nèi)容的過分學科化與結(jié)構(gòu)化已不再滿足教育需求。而STEAM教育的提出及應用，則可以有效避免這一問題，讓物理課堂教學更具科學性。另一方面，STEAM教育有助于激發(fā)學生對物理學習的積極性。眾所周知，STEAM教育是建立在人本主義與建構(gòu)主義這兩種教育理論上的，由于這兩種教育對激發(fā)學生學習積極性有著至關(guān)重要的作用，所以，STEAM教育在初中物理實踐中的應用有助于提高學生學習上的主觀能動性，讓學生物理邏輯思維能力及合作能力等得以提升。其次，就STEAM教育帶來的不足而言，其主要可體現(xiàn)在：不能適用于物理全部教學內(nèi)容、師資配備不成熟等方面。面對STEAM教育實踐應用中存在的這些不足，高?？赏ㄟ^開發(fā)部分教學資源，即針對具體的教學內(nèi)容開發(fā)針對性的課程資源，不斷完善適合STEAM教育的課程解決應用不全的問題。針對師資配備不成熟，可通過建立教師繼續(xù)教育機構(gòu)，通過對STEAM教師的深入培訓解決這一問題。

五、 結(jié)束語

總而言之，隨著新時代社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，STEAM教育理念隨之應運而生，且得到了人們的高度重視與廣泛應用。通過上述對該方面內(nèi)容的深入研究可知，STEAM教育在初中物理簡單電路中的實踐不僅能夠改善傳統(tǒng)教學存在的弊端，而且能夠在優(yōu)化教學質(zhì)量，激發(fā)學生物理興趣的同時，豐富STEAM教育研究。因此，有關(guān)人員必須對其加以重視，進而實現(xiàn)我國教育事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：

趙帆，甘肅省蘭州市，蘭州市第四十九中學。