滲透STEM理念，融入物理創(chuàng)新思想

潘春梅 鄧德堅(jiān)

[關(guān)鍵詞]創(chuàng)新思想;STEM理念;初中物理;新課改

STEM理念是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)這幾個英文首字母的縮寫，結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)又可了解到物理是一門科學(xué)學(xué)科，物理學(xué)在技術(shù)和工程上的應(yīng)用更是數(shù)不勝數(shù)，且物理又需要應(yīng)用數(shù)學(xué)工具。因此，從這一理念出發(fā)，展開對學(xué)生的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，使學(xué)生可以高效解決生活中遇到的問題，實(shí)現(xiàn)促進(jìn)向?qū)W生長遠(yuǎn)發(fā)展的終極教學(xué)目標(biāo)。筆者對如何滲透STEM理念，融入物理創(chuàng)新思想與同仁交流。

一、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，融入科學(xué)理念

實(shí)驗(yàn)是體現(xiàn)物理學(xué)科神奇與魅力的一項(xiàng)有效途徑，可以引發(fā)學(xué)生的好奇心，更能夠展示物理是認(rèn)識世界、解釋自然界客觀規(guī)律的一門科學(xué)學(xué)科。但是在以前的教學(xué)活動中，教師為了加快教學(xué)進(jìn)度，沒有讓學(xué)生親自操作實(shí)驗(yàn)，又或者因?yàn)榻逃Y源匱乏，沒有開啟實(shí)驗(yàn)活動的教學(xué)。但是在新時期的教育環(huán)境下，身為新課改下的初中物理教師，必須要轉(zhuǎn)變自身的教學(xué)思想，結(jié)合豐富的教育資源加強(qiáng)對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)STEM理念中科學(xué)教育的滲透，讓學(xué)生面對物理知識學(xué)習(xí)有愈來愈濃厚的興趣，從而更好地將初中物理教學(xué)活動開展。例如，于《探究凸透鏡的成像規(guī)律》這堂課的教學(xué)活動當(dāng)中，首先，筆者通過顯微鏡、投影儀等畫面讓學(xué)生感受透鏡的應(yīng)用，從而感受到物理趣味性，產(chǎn)生探究凸透鏡成像規(guī)律的欲望。然后，我將學(xué)生劃分成學(xué)習(xí)小組，對學(xué)生提出了探究實(shí)驗(yàn)的步驟，要求學(xué)生合作探究凸透鏡成像的虛實(shí)、倒正、大小與發(fā)光體位置的關(guān)系（如圖一所示）。在實(shí)驗(yàn)過程中觀察學(xué)生的操作，通過恰當(dāng)點(diǎn)撥加深學(xué)生對凸透鏡成像規(guī)律的理解，使學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)探究的全過程和科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生從物理現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律的技能，有效滲透STEM理念中的科學(xué)教育。最后，本人對學(xué)生強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)活動的進(jìn)行對理解物理知識的重要意義，和學(xué)生共同談?wù)摬僮鲗?shí)驗(yàn)的體驗(yàn)。這樣，在實(shí)驗(yàn)活動中加強(qiáng)對學(xué)生的合作指導(dǎo)，STEM理念中的科學(xué)教育便順利在課堂中滲透，使得物理學(xué)科的魅力被學(xué)生充分感受到，促進(jìn)初中物理課堂教學(xué)的有效開展。

二、播放直觀畫面，融入技術(shù)新思想

通常情況下，物理學(xué)科的技術(shù)難以在課堂上有更加突出的表現(xiàn)。但是在科技時代的環(huán)境下，豐富的教育資源已經(jīng)讓教師不再受時間與空間的限制，物理知識的作用也能夠于課堂之上放大，讓學(xué)生對物理有更加強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望。因此，身為新時期初中物理教師的一員，將多媒體技術(shù)在課堂上應(yīng)用是我們必須要具備的教學(xué)技能，從而結(jié)合教材播放與教學(xué)內(nèi)容相契合的直觀畫面，以此將STEM理念中的技術(shù)教育融入在課堂當(dāng)中，最終促進(jìn)學(xué)生對所學(xué)知識的理解，呈現(xiàn)出精彩的初中物理課堂教學(xué)質(zhì)量。

例如，在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)《認(rèn)識壓強(qiáng)》這部分內(nèi)容時，首先，我以多媒體技術(shù)播放了壓力的作用效果圖，讓學(xué)生感受到了神奇的物理現(xiàn)象，使學(xué)生對物理技術(shù)充滿了學(xué)習(xí)和探究的欲望。然后，本人引導(dǎo)學(xué)生回憶重力的相關(guān)知識，在對比當(dāng)中引導(dǎo)學(xué)生理解了壓力，受力面積和壓力作用效果的關(guān)系。（如圖二所示）從而為后續(xù)壓強(qiáng)的教學(xué)活動奠定了基礎(chǔ)，從而于直觀畫面之下引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)了壓強(qiáng)的計算公式。之后，本人以“快問快答”的形式展開隨堂檢測，使學(xué)生通過四個習(xí)題“壓力的方向總是豎直向下的;壓力的方向總是垂直于支持面的;物體的重力越大，對支持面的壓力一定越大;壓力大，壓強(qiáng)一定大”展開判斷，從而使學(xué)生加深對壓強(qiáng)概念的印象，進(jìn)一步使學(xué)生的物理思維得到發(fā)展。最后，本人引導(dǎo)學(xué)生整理了壓強(qiáng)的作用效果跟什么因素有關(guān)，希望學(xué)生認(rèn)識到壓強(qiáng)對人類生產(chǎn)生活的影響。這樣，通過應(yīng)用多媒體技術(shù)將直觀畫面播放，集中了學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)精神，科學(xué)融入STEM理念中的技術(shù)教育，加深了學(xué)生對所學(xué)知識的理解，取得了初中物理課堂教學(xué)質(zhì)量的改善。

三、聯(lián)系實(shí)際背景，融入工程新思想

STEM理念教育中的工程教育其實(shí)與技術(shù)教育是同一目的，都是要在尊重自然規(guī)律的基礎(chǔ)上改造世界、實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共處。所以在物理課堂活動當(dāng)中，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力。因此，了解聯(lián)系實(shí)際背景是新課改中提出的具體教學(xué)要求，同時認(rèn)識到生活元素的融入與物理教學(xué)之間的關(guān)系，從而聯(lián)系與教材相關(guān)的實(shí)際背景，融入STEM理念中的工程教育，使學(xué)生以更好的能力去適應(yīng)未來社會生活的發(fā)展，提升初中物理課堂教學(xué)質(zhì)量。

如在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)《認(rèn)識浮力》這一節(jié)時，首先，我以多媒體技術(shù)呈現(xiàn)人類應(yīng)用浮力知識大型工程，讓學(xué)生感受到浮力的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價值，引發(fā)學(xué)生了解浮力是怎樣產(chǎn)生的情感。然后，結(jié)合學(xué)生已有的知識儲備，結(jié)合簡單的生活現(xiàn)象制定物理小實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生展開理論推導(dǎo)，從而幫助學(xué)生了解浮力是怎樣產(chǎn)生的，又引導(dǎo)學(xué)生將與浮力大小的相關(guān)因素進(jìn)行歸納，使學(xué)生在這堂課當(dāng)中對控制變量法又有了進(jìn)一步的熟悉。之后，我為學(xué)生介紹了浮力在日常生活中的應(yīng)用，希望學(xué)生可以通過物理知識在生活中做一些趣味實(shí)驗(yàn)，逐漸發(fā)展自身物理核心素養(yǎng)。最后，我向?qū)W生強(qiáng)調(diào)了手腦結(jié)合的學(xué)習(xí)習(xí)慣，組織學(xué)生之間互相交流“物理為人類的生活所帶來的積極影響”。這樣，通過聯(lián)系實(shí)際背景，體現(xiàn)物理學(xué)科價值，融入STEM理念中的工程教育，培養(yǎng)了學(xué)生的應(yīng)用能力，提高了學(xué)生的社會適應(yīng)力，大大提升了初中物理課堂教學(xué)質(zhì)量。

又如，在遠(yuǎn)洋輪船的船艙外面上，都漆著五條“吃水線”，又稱“載重”線，如圖三所示。讓學(xué)生理解輪船和物體在液體中浮力的大小與“物體浸在液體中的體積”的關(guān)系。理解“漂浮”“懸浮”和“上浮”以及“下沉”的關(guān)系。

四、結(jié)合有效問題，融入數(shù)學(xué)新思維

數(shù)學(xué)是解決物理問題的重要工具學(xué)科，例如物理學(xué)中密度的計算、質(zhì)量和體積的測量，電阻的計算、電壓和電流的測量，這都是需要用數(shù)學(xué)工具來解決的物理問題。因此，作為初中物理教師，應(yīng)當(dāng)懂得在新課改中更新自身的教育觀念，避免在新時期的課堂當(dāng)中對學(xué)生實(shí)施題海戰(zhàn)術(shù)，而是要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平結(jié)合有效問題授課，使學(xué)生以活躍的思維參與到探究問題的過程中，讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)與物理之間的緊密聯(lián)系，從而完成將STEM理念中的數(shù)學(xué)教育在物理課堂中滲透，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科融合的意識，提高學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力，實(shí)現(xiàn)初中物理課堂教學(xué)的有效性。

如在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)《長度和時間測量的應(yīng)用》這部分內(nèi)容時，在初始學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，我對學(xué)生拋出了很簡單的問題：刻度尺是如何將物體的長度測量的？以此使學(xué)生初步感受到物理課堂中數(shù)學(xué)知識的存在。長度換算有什么特點(diǎn)？請同學(xué)們總結(jié)一下，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律，歸納總結(jié)，并用自己的語言表達(dá)出來（如圖四所示）。接著，我結(jié)合教學(xué)目標(biāo)向?qū)W生提問道：“假如我們要測量一張紙的厚度和曲線的長度有什么方法呢？用刻度尺還能夠解決問題嗎？”然后，我根據(jù)教材內(nèi)容和學(xué)生共同探討長度測量的特殊方法，使學(xué)生領(lǐng)會了累積法和以直代曲的數(shù)學(xué)思想。之后，我引導(dǎo)學(xué)生觀察量筒的刻度與量杯的刻度，引入了形狀不規(guī)則的物體，讓學(xué)生通過實(shí)際操作進(jìn)行測量，使學(xué)生懂得了如何讀數(shù)，培養(yǎng)了學(xué)生以量筒和量杯測量固體或者液體體積的實(shí)踐能力。最后，我引導(dǎo)學(xué)生了解自己身上的“尺”和“表”，培養(yǎng)學(xué)生的轉(zhuǎn)化思想，使學(xué)生深刻感受到數(shù)學(xué)與物理之間的緊密聯(lián)系。讓學(xué)生之間互相談?wù)撨@堂課的學(xué)習(xí)收獲。這樣，通過結(jié)合有效問題授課，刺激了學(xué)生的探究興趣，活躍了學(xué)生的數(shù)學(xué)思維，在STEM理念下順利融入了數(shù)學(xué)教育，增強(qiáng)了學(xué)生用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的實(shí)踐能力，大大提升了初中物理課堂教學(xué)的有效性。

綜上所述，面對新課程改革的教育環(huán)境，改變教學(xué)思想是每一名教師都應(yīng)當(dāng)具有的意識，以在與時俱進(jìn)的課堂環(huán)境中促進(jìn)學(xué)生的進(jìn)步與成長。因此，身為一名初中物理教師，要有對STEM理念的充分了解，在物理課堂當(dāng)中對學(xué)生加強(qiáng)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四個方面的教育，以有效的策略培養(yǎng)學(xué)生的文化素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，助力學(xué)生全方位發(fā)展，實(shí)現(xiàn)最精彩的初中物理課堂教學(xué)效果。

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