探究STEM教育理念下初中物理實驗教學

劉振亮

摘 要：STEM教育理念是融合了科學、技術、工程和數學四門學科的簡稱，可見STEM教育理念強調的是在教學中將四門學科融為一個整體，促進學生全面發展。物理實驗能夠有效鍛煉學生的動手操作能力，培養學生的探索精神和創新能力。基于此，本文針對STEM教育理念下初中物理實驗教學進行探究。

關鍵詞：STEM教育理念;初中物理;實驗教學

引言：

STEM教育理念是融合了科學、技術、工程和數學四門學科的簡稱，可見STEM教育理念強調的是將四門學科融為一個整體，通過自主學習與合作探究的方式來激發學生的物理實驗能力與綜合素養，培養具備跨學科學習、具備物理應用能力的綜合性人才。傳統的物理實驗教學中，由于應試教育的影響，教師只注重學生的考試成績，所以在教學過程中過于重視對理論知識的講解，忽視了對學生動手操作的鍛煉，其物理實驗教學方法單一、乏味，學生的學習興趣不高，教學質量低下。而將STEM理念運用于物理實驗教學中，就要求教師創新自己的教學方法，通過有效的手段來提高學生的科學、技術、工程和數學能力。

一、STEM教育理念下初中物理實驗教學流程

STEM教育理念下強調的是以生活化的真實案例作為出發點，將其進行最大化的分析和研究，從而在多學科融合的背景下，將每一個學科能夠應用到的理念和知識進行有效的融合，通過實踐探究的方式給學生最真實的學習體驗感，促使學生能夠在教師的教學設計下提高物理實驗能力。一般來說STEM教育理念下的初中物理實驗教學步驟氛圍四步：情境導入、學習探究、課程設計和教學總結。這四個階段都需要教師和學生進行有效的配合，才能夠促進初中物理實驗教學的高效率，并且發揮STEM教育理念的最大價值，教師需要做的就是幫助學生將物理實驗學習盡可能地回歸生活，從而實現學生學習效率的提升。

二、STEM教育理念下初中物理實驗教學設計

本文以人教版九年級《電阻》章節內容中“伏安法測電阻”的實驗為例，簡要分析了STEM教育理念與初中物理實驗教學融合的方案設計。

2.1 教學目標：

在學習歐姆定律的基礎上，讓學生熟悉對電壓表、電流表的使用，并且能熟練的運用歐姆定律解決實際問題;

了解伏安法測電阻的實驗原理及實驗過程，了解電壓不同于電阻之間的緊密聯系;

促使學生認識到科學技術對于生活的重要影響，培養學生的創新意識和探索精神。

2.2 教學重難點：

重點：實驗電路的設計、連接及測量過程中的興趣培養，并且通過這些原理設計生活中的簡單電路;

難點：掌握多種方法測電阻的原理，以及在實際生活中的應用。

2.3 教學過程：

2.3.1 情境導入，明確問題

老師利用光敏電阻制作一個隨光照強度變化的光控燈上課展示，通過實驗、設計問題來引發學生主動思考的興趣和欲望，讓學生思考燈的亮度為什么會變化，如何準確的知道光敏電阻的阻值，引導學生分析伏安法測電阻的實驗原理;

學生通過親身參與體驗實驗的趣味性，同時提出自己不夠明確的知識點，讓教師予以講解;

教師通過學生的思考自然引出本節課的教學內容，即伏安法的內涵和使用原則是什么，如何應用伏安法來測量電阻，在保證安全的前提下完成“伏安法測電阻”的物理實驗教學。

2.3.2 合作討論，研究方法

在教師將基本的原理和知識講解給學生之后，接下來需要做的就是將學生按一定的人數合理分組，讓學生通過小組學習與合作討論的方式來初步制定本小組的實驗方案。與此同時教師在這一過程中要做好積極和正確的引導，不要過于干涉學生的討論過程，當學生有問題時及時給予適當的幫助和指導，幫助學生順利完成合作探究學習的過程。

2.3.3 交流進步

在各個小組得出討論結果后，教師要引導每個小組派代表來講解“伏安法測電阻”的實驗步驟、實驗器材及原理、測量方式等，互相之間共同交流;教師要針對每個小組的匯報及時記錄和評價，糾正他們其中一些不可行的步驟，保證實驗的可行性和安全性，并且準備好學生需要的實驗材料。

2.3.4 實驗與總結

學生和教師共同來到實驗室，每個小組根據自己的設計方案來完成實驗，實驗完成后利用自己設計的電路來測量定值電阻的電阻，并且檢測實驗器材測量的準確率，保證實驗有效進行，教師在此過程中給予學生適當的幫助。

在一切實驗過程結束后，學生對本次實驗進行總結，教師予以補充。

2.3.5 實驗拓展

在完成測量定值電阻的實驗后，可以安排測量不同電壓下小燈泡的電阻，在缺少電流表或電壓表的情況下如何測量未知電阻的阻值，讓學生通過不同的步驟、不同的實驗器材、來討論實驗電路的設計方式，只有學生應用不同的思路才可以保證實驗的完整性，同時也可以激發學生的創新意識，促使學生在不斷的探究中思考實驗的可行性，培養學生創新意識和解決問題的能力。

結束語：

綜上所述，在當前教育形式的發展趨勢下，STEM教育理念與初中物理實驗教學相融合的教學方式已經初具成效，教師要在此基礎上多加研究，認識到STEM教育理念的優勢和當前初中物理實驗教學的現狀，促進在STEM教育理念下的初中物理實驗教學質量能夠穩步提升。

參考文獻：

[1]羅倩， 張皓晶， 張雄. STEM教育理念下初中物理實驗教學初探[J]. 教育科學論壇， 2019（22）.

[2]張超， 林琳. 基于STEM教育理念的物理實驗設計[J]. 中學物理， 2019（7）.