基于Steam理念的校本課程實(shí)施案例研究

摘 要： 隨著我國教育教學(xué)體系的逐漸完善，Steam教學(xué)理念正在逐步走入我國初中物理課堂，成為培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)、發(fā)掘?qū)W生理科思維的重要指導(dǎo)方法。Steam教學(xué)理念在初中物理課堂教學(xué)中的滲透是一次符合新時(shí)期教學(xué)期望的改革，所以，本文將著重闡述Steam理念與傳統(tǒng)教育教學(xué)模式相比的優(yōu)越性，并從初中物理物態(tài)變化這一模塊闡述基于Steam理念的校本課程實(shí)施案例研究。

關(guān)鍵詞： Steam教學(xué)理念;校本課程;案例研究

一、 引言

社會(huì)對(duì)于人才的新要求逐漸顯現(xiàn)，在這種大的教育改革背景下，傳統(tǒng)的物理課堂教學(xué)理念在素質(zhì)教育時(shí)代下的弊端也就暴露出來。所以，各初中學(xué)校要根據(jù)自身的辦學(xué)特色與對(duì)學(xué)生的素質(zhì)培養(yǎng)要求，積極開展具有可實(shí)施意義的校本課程，在初中物理課堂教學(xué)中全程滲透Steam教育教學(xué)理念，尊重學(xué)生各項(xiàng)能力及綜合素質(zhì)的客觀發(fā)展，為高素質(zhì)、高水平人才的培養(yǎng)奠定教學(xué)理念基礎(chǔ)，不斷在課堂教學(xué)中探索校本課程實(shí)施案例的最佳途徑，推動(dòng)人才培養(yǎng)進(jìn)程。

二、 Steam教學(xué)理念概念

所謂Steam教學(xué)理念，是一種和傳統(tǒng)的教學(xué)模式以及單科教育相區(qū)別的一種新型教學(xué)理念。這種教學(xué)理念主張?jiān)趯W(xué)科教學(xué)中結(jié)合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的內(nèi)容，是促進(jìn)綜合性人才養(yǎng)成、具有戰(zhàn)略意義的教育教學(xué)理念，對(duì)于學(xué)生的實(shí)踐操作能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力以及藝術(shù)審美能力的提升是一次嶄新的嘗試。

和傳統(tǒng)的教育教學(xué)理念相比，Steam教育教學(xué)理念更能符合中學(xué)生的認(rèn)知水平，更能激發(fā)中學(xué)生的好奇心以及探索欲望，能培養(yǎng)中學(xué)生的各方面技能和認(rèn)知能力，并在一定程度上促進(jìn)學(xué)生藝術(shù)素養(yǎng)的提升。所以，Steam教育教學(xué)理念在初中物理課堂教學(xué)中的應(yīng)用可以被看作是為新時(shí)代中學(xué)生提供的一次創(chuàng)造性機(jī)會(huì)。

三、 物態(tài)變化校本課程實(shí)施案例

在將Steam教育教學(xué)理念應(yīng)用到初中物理《物態(tài)變化》的校本課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，相關(guān)教師應(yīng)把其分為兩大教學(xué)模塊，分別開展課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，充分滲透及科學(xué)性、藝術(shù)性以及技術(shù)性為一體的設(shè)計(jì)思維。所以，本次校本課程教學(xué)案例將從以下兩個(gè)模塊著手展開：

（一）“溫度計(jì)”的相關(guān)課程設(shè)計(jì)

1. 教學(xué)目標(biāo)

（1）準(zhǔn)確掌握溫度的概念。

（2）了解日常生活中常見的溫度值。

（3）熟練使用幾種常用溫度計(jì)測(cè)量周邊環(huán)境溫度，掌握溫度計(jì)的使用方法和步驟。

（4）幫助學(xué)生養(yǎng)成運(yùn)用實(shí)驗(yàn)器材時(shí)輕拿輕放的習(xí)慣，提升學(xué)生的實(shí)踐能力。

2. 教學(xué)重難點(diǎn)

（1）理解并熟記溫度計(jì)的基本構(gòu)造和工作原理，掌握實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)以及體溫計(jì)等常規(guī)溫度計(jì)的使用方法。

（2）清晰分辨出實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)、寒暑表以及體溫計(jì)在測(cè)量范圍、分度值和使用方法上的差異。

3. 教學(xué)方法

（1）通過直觀觀察以及多媒體課件，鼓勵(lì)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)并總結(jié)溫度計(jì)的單位、量程、最小刻度值等基本信息，鍛煉學(xué)生的觀察能力以及物理知識(shí)發(fā)掘能力。

（2）開展液體溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生掌握溫度計(jì)的智能機(jī)的使用方法，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)造思維。

（3）開展教學(xué)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和求知欲望，將生活化教學(xué)和初中物理教學(xué)巧妙融合，滲透Steam教學(xué)理念，培養(yǎng)學(xué)生的藝術(shù)思維和理性思維，激發(fā)學(xué)生探索并驗(yàn)證物理學(xué)道理的欲望。

（4）開展演示實(shí)驗(yàn)和引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)室素養(yǎng)，督促學(xué)生掌握基本的物理測(cè)量工具使用技巧，培養(yǎng)學(xué)生小心謹(jǐn)慎、大膽創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)思維。

4. 教學(xué)用具

演示溫度計(jì);實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì);體溫計(jì);寒暑表;燒杯若干;試管;不同溫度的水;多媒體課件。

5. 教學(xué)過程

（1）導(dǎo)入新知

首先，運(yùn)用Steam教學(xué)理念，可以選擇借助多媒體向?qū)W生展示信息變化的圖片，涼爽宜人的春天、酷暑難耐的夏天、秋高氣爽的秋天以及寒冷刺骨的冬天，為物理課堂教學(xué)增添一份藝術(shù)色彩，令學(xué)生對(duì)本堂課的主題有初步了解，請(qǐng)學(xué)生探討在日常生活中對(duì)不同季節(jié)以及不同溫度的感知情況。

其次，借助簡易的實(shí)驗(yàn)室儀器，在三個(gè)燒杯中分別倒入熱水、溫水以及冷水，選取有主觀意愿的學(xué)生將右手食指分別放到三個(gè)燒杯中，親身感知不同溫度的差異。在這個(gè)過程中，熱水的溫度應(yīng)以不燙手為宜，而冷水要和常溫的水有明顯差異。在實(shí)驗(yàn)中，為了增加“冷”“熱”體驗(yàn)的趣味性，可以鼓勵(lì)學(xué)生將右手食指放在熱水中，左手食指放在冷水中，并同時(shí)取出兩根手指，放入溫水中，思索冷熱差異所帶來的不同感官體驗(yàn)。

在確保實(shí)驗(yàn)科學(xué)性的前提基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生暢談并交流兩根手指對(duì)溫水的感覺，并結(jié)合生活實(shí)際進(jìn)行舉例，確保整個(gè)實(shí)驗(yàn)體系具有工程意義。以此為契機(jī)向?qū)W生闡述感官并不是衡量溫度的標(biāo)準(zhǔn)，物理領(lǐng)域有專門衡量溫度的儀器，即溫度計(jì)，增加物理課堂教學(xué)的邏輯性和藝術(shù)性，自然而然的引出溫度和溫度計(jì)的相關(guān)知識(shí)。

（2）合作探究

在Steam理念為主旨的新時(shí)期初中物理校本課程教學(xué)中，要結(jié)合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)的學(xué)科綜合特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展的綜合能力。因此，在本課時(shí)教學(xué)中，合作探究也是一大主要模塊。在課堂教學(xué)中，為學(xué)生布置“自制溫度計(jì)”的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生充分發(fā)揮創(chuàng)新創(chuàng)造思維，運(yùn)用已有的知識(shí)儲(chǔ)備進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。在這個(gè)過程中學(xué)生可以按照既定的物理實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作，并以團(tuán)隊(duì)為單位編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在正式帶領(lǐng)學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)、寒暑表以及體溫計(jì)等儀器設(shè)備時(shí)，引領(lǐng)學(xué)生利用比較基礎(chǔ)的科學(xué)原理自制溫度計(jì)。例如，準(zhǔn)備一些加入不同顏色水的廣口瓶，用橡膠塞密封，并在橡膠塞內(nèi)插入一根一端封閉的玻璃管，將玻璃管的一端插入到溫度較高的水中，觀察玻璃管內(nèi)的液面變化。同理，將另一組實(shí)驗(yàn)設(shè)備中的玻璃管放入冷水中，觀察玻璃管內(nèi)的液面變化。在這樣一組生動(dòng)有趣的對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，鼓勵(lì)學(xué)生分析上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因以及溫度計(jì)的工作原理，學(xué)生將會(huì)順其自然地想到液體熱脹冷縮的科學(xué)原理。

圖1 自制溫度計(jì)

（4）探知溫度計(jì)工作原理和結(jié)構(gòu)

常規(guī)溫度計(jì)的工作原理就是液體熱脹冷縮規(guī)律，而常見溫度計(jì)的主體結(jié)構(gòu)大同小異，區(qū)別是液泡內(nèi)液體可能是酒精、煤油或者水銀。

（5）問題探究

①實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)的主要構(gòu)成部分是什么？

②溫度計(jì)中液泡的作用原理是什么？

③為什么溫度計(jì)內(nèi)玻璃管內(nèi)徑很細(xì)？

④課程教學(xué)中涉及的三種溫度具有哪些異同點(diǎn)？

（6）課堂總結(jié)

在一個(gè)個(gè)以物理學(xué)原理為依據(jù)的簡單小實(shí)驗(yàn)的開展下，學(xué)生的課堂參與情況更加活躍，能夠比較積極的設(shè)計(jì)趣味實(shí)驗(yàn)開展自主學(xué)習(xí)或合作探究，建立起關(guān)于溫度知識(shí)深層次學(xué)習(xí)的基本框架，為物態(tài)變化的深入學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

（二）“物態(tài)變化”的相關(guān)教學(xué)設(shè)計(jì)

1. 教學(xué)目標(biāo)

（1）了解水的三態(tài)變化過程。

（2）掌握物態(tài)變化的“吸熱”以及“放熱”條件。

（3）能運(yùn)用物理學(xué)原理解釋自然界的水循環(huán)現(xiàn)象。

（4）探討日常生活中的節(jié)水措施，培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能環(huán)保意識(shí)。

2. 教學(xué)重難點(diǎn)

（1）解釋自然界中的水循環(huán)現(xiàn)象。

（2）解釋物態(tài)變化的“吸熱”以及“放熱”。

（3）運(yùn)用Steam教學(xué)理念提高學(xué)生的自主探究學(xué)習(xí)欲望。

3. 教學(xué)過程

（1）帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)“溫度”的相關(guān)知識(shí)。

（2）利用多媒體技術(shù)為學(xué)生播放有關(guān)自然界中水循環(huán)往替的視頻，以唯美自然的藝術(shù)畫面激發(fā)學(xué)生探索物態(tài)知識(shí)結(jié)構(gòu)的熱情。

（3）列舉生活和自然中的實(shí)際例子，小學(xué)生展現(xiàn)物態(tài)變化的自然規(guī)律及普遍性，可在課堂教學(xué)中適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

四、 Steam教學(xué)模式應(yīng)用于初中物理課堂的注意事項(xiàng)

（一）Steam教育不是附加課程

Steam教學(xué)理念和物理知識(shí)是不矛盾的，而是在立足于基礎(chǔ)知識(shí)構(gòu)建全面的知識(shí)體系，加速知識(shí)的深化和創(chuàng)造，所以，Steam教育并不是附加課程，教師在開展實(shí)踐教學(xué)的過程中要將其和物理課堂相結(jié)合，自覺調(diào)整師生角色，完善知識(shí)內(nèi)容結(jié)構(gòu)，以精湛的教學(xué)技藝促進(jìn)教育思想的改革，促使初中物理課堂教學(xué)也具備藝術(shù)性和技術(shù)性。

（二）Steam教育不局限于小制作

開展Steam教育，不僅僅是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造精神以及實(shí)踐能力，更是希望通過豐富、趣味的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來促進(jìn)中學(xué)生的綜合素質(zhì)和學(xué)科素養(yǎng)。所以，在運(yùn)用Steam理念開展中學(xué)物理課堂教學(xué)室，就是要注重挖掘這一教育理念的五重內(nèi)涵，而不是把目光局限在小發(fā)明和小制作上。

（三）Steam教學(xué)理念要開放包容

在初中物理課堂教學(xué)中，每一名學(xué)生都是具有不同個(gè)性、具備不同發(fā)展?jié)撃艿莫?dú)立個(gè)體。所以，在利用Steam教育理念開展校本課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)科教師要認(rèn)識(shí)的Steam教學(xué)理念所遵循的自由開放、公正民主的特質(zhì)，把結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)發(fā)現(xiàn)、文化傳播以及藝術(shù)創(chuàng)造融為一體，遵循其成果屬性，練習(xí)發(fā)揮多元價(jià)值。

（四）注重學(xué)習(xí)體驗(yàn)

在以Steam教育理念為核心依據(jù)的校本課程實(shí)踐案例中，教師往往傾向于從生活案例著手，借助學(xué)生最熟悉的工具來構(gòu)建場(chǎng)景。在課堂教學(xué)中，學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)、學(xué)習(xí)內(nèi)容的安排有必要遵循學(xué)生的自身基礎(chǔ)和發(fā)展傾向，把學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗(yàn)作為教學(xué)側(cè)重點(diǎn)，促使學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)內(nèi)容和自身發(fā)展之間的交互關(guān)系，幫學(xué)生建構(gòu)起具有長久價(jià)值的知識(shí)體系。

五、 結(jié)語

綜上所述，Steam理念是一項(xiàng)集科學(xué)性、藝術(shù)性、技術(shù)性、工程性以及數(shù)學(xué)領(lǐng)域?yàn)橐惑w的新時(shí)期教學(xué)手段。在設(shè)計(jì)以此理念為依據(jù)的校本課程教學(xué)實(shí)踐時(shí)，初中物理教師要著眼于學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升，要在教學(xué)設(shè)計(jì)中融入多元化教學(xué)手段，在一點(diǎn)一滴的學(xué)習(xí)生活中鑄就學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]王英杰.STEAM教育理念下通用技術(shù)校本課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究[D].石家莊：河北師范大學(xué)，2019.

[2]劉珍珍.基于STEAM理念的C小學(xué)“芳香植物”校本課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施[D].上海：上海師范大學(xué)，2019.

[3]張莉.基于STEAM理念的初中校本創(chuàng)客課程的開發(fā)與應(yīng)用[D].杭州：杭州師范大學(xué)，2019.

[4]于方軍，陳華.“博貝”領(lǐng)你游淄博：STEAM理念下的信息技術(shù)地方特色校本課程教學(xué)案例[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2014（3）：23.

作者簡介：

朱榮雙，一級(jí)教師，廣東省中山市，中山市東區(qū)松苑中學(xué)。