基于STEM SOS模式的物理規律教學實踐與研究

楊夢琪

摘 ? 要：本文嘗試以一節課為例，探討物理規律教學中如何實踐STEM SOS 教學模式，使STEM SOS 模式在物理課堂中落地生根。

關鍵詞：STEM SOS;物理規律教學;實踐與研究

哥倫布說，重要的不是你所在的位置，而是你航行的方向。

一個教師教研能力要成長，重要的是什么？筆者認為，應在教學實踐的基礎上，探索課堂教學模式，再回到實踐中反復改進得以提升。在這樣的循環中，一個教師的教育生命才能保持充滿生機。

在CNKI中小學數字圖書館中以篇名檢索“STEM教育”出現的檢索結果有四百多條。但增加物理和實踐的關鍵詞后，僅剩十一條。STEM SOS 模式在我國中小學如何展開，缺乏系統全面的實踐與研究。

1 ?名詞解釋

STEM SOS 教學模式（“STEM” Students on the Stage），即STEM學生登臺秀。這種教學模式由美國哈莫尼公立學校提出，將STEM與PBL（包括Project Based Learning即基于項目的學習和Problem Based Learning即基于問題的學習兩種模式）相結合。

STEM SOS 教學模式是一種以學生為中心，教師引導、促進，并直接通過一系列以項目和探究為基礎的學習活動而進行的 STEM 教育途徑[ 1 ]。

STEM SOS 物理課堂教學模式是指情境創設→提出研究項目→分組討論、制定研究方案→匯報方案→進行研究←匯報成果，然后按圖1所示箭頭方向，根據需要提出新的研究項目，開始新一輪的教學循環。

2 ?案例分析

筆者將展示上海科學技術出版社八年級物理第三章第一節“科學探究：聲音的產生與傳播”的一節課例，探討物理規律教學中如何實踐“情境創設→提出研究項目→分組討論、制定研究方案→匯報方案→進行研究→匯報成果”的STEM SOS 教學模式。

2.1 ?聲音是如何產生的

2.1.1 ?情境創設

觀看無聲視頻“蔬菜合唱團”，看音樂人組成合唱團，演奏用各種蔬菜現場制作的樂器。有趣的視覺畫面，對比無聲的聽覺感受，體會如果人類生活在沒有聲音的世界，會是怎樣？請2-3位同學表達各自感受。接著對比欣賞同班同學的樂器表演視頻，營造出能夠聽到美妙音樂是多么幸運的感受，激發進一步學習了解聲音的世界的愿望。

2.1.2 ?提出研究項目

請同學們提出關于聲音，有什么想知道的呢？同學們眾說紛紜，老師引導關注：聲音是如何產生的？

2.1.3 ?分組討論，制定研究方案

請同學們根據如表1中給出的研究對象進行分組討論，制定研究方案。

表1 ?探究“聲音是如何產生的”學生分組實驗

2.1.4 ?匯報方案

請同學們匯報研究方案，共同完成表2。

表2 ?探究“聲音是如何產生的”分組實驗研究方案

2.1.5 ?進行研究

學生分組進行研究。

2.1.6 ?匯報成果

學生展示研究成果。

請學生通過前面的例子自行總結結論。實驗過程中使用到了將不容易看到的現象放大的實驗方法，請學生給實驗方法命名：轉換法。

2.1.7 ?提出新的研究項目

進一步探究“常見樂器是什么在發聲？”時，展示如圖2、3兩幅圖，融合人文與藝術教育。

管樂器是什么在發聲呢？這是學生因為經驗不足而造成的學習難點。通過學生自制樂器來彌補經驗的不足，課堂上展示和登臺吹奏自制口風琴，體會到：管內空氣柱振動，使管樂器發聲。

2.2 ?聲音是如何傳播的

2.2.1 ?提出研究項目

人們可以聽到日常生活中對方講話時的聲音;游泳的時候可以聽到岸邊傳來的聲音;隔墻有耳仍然能聽到聲音;宇航員太空中即使面對面也要用無線通信設備，而在太空艙內就可以直接對話。聲音是如何傳播的呢？

2.2.2 ?分組討論，制定研究方案

請同學們根據表3中給出的研究對象進行分組討論，制定研究方案。

表3 ?探究“聲音是如何傳播的”學生分組實驗

2.2.3 ?匯報方案

請同學們匯報研究方案，共同完成表4。

表4 ?探究“聲音是如何傳播的”分組實驗研究方案

2.2.4 ?進行研究

學生分組進行研究。

2.2.5 ?匯報成果

學生展示研究成果。

請學生通過前面的例子自行總結結論。實驗過程中使用到了從實驗結論合理推理出結論的實驗方法，請學生給實驗方法命名：實驗推理法。

3 ?啟發

STEM SOS 教學模式背后的理論基礎有杜威的實用主義教育理論。

受杜威實用主義的影響，STEM SOS 教學模式強調學生的動手能力，在本課例中得到了充分體現。STEM SOS 教學模式強調“經驗”“學生”“活動”這三者對于教學設計至關重要，強調“玩中做”“做中學”“學中悟”“悟中思”，完成知識學習和能力形成[ 2 ]。

課例中，利用情境創設→提出研究項目→分組討論、制定研究方案→匯報方案→進行研究→匯報成果的教學模式，指導學生完成了自制口風琴、傳聲筒等項目的設計和制作，融合科學、技術和人文藝術，實現了教師中心轉為學生中心;教材中心轉為生活中心;教室中心轉為社會中心[ 3 ]，幫助學生克服了知識與思維間的脫節，在不同類型的學生小組之間創造積極的溝通和合作關系[ 3 ]，為STEM SOS 模式在物理課堂中落地生根邁出了堅定的一步。

參考文獻：

[1]楊華平.美國哈莫尼公立學校STEM教學模式（STEM SOS model）研究[D].成都：四川師范大學，2017.

[2]林彩珍.閩浙六市中陶會實驗學校“生活力課堂”研討活動隨感[J].福建陶研，2018（1）：24-26.

[3]羅伯特·M·卡普拉羅等.基于項目的STEM學習[M].上海：上海科技教育出版社，2016.