STEM教育理念在物理實驗教學中的應用探索

倪開榮

【摘 要】STEM是科學、技術、工程和數學的4門學科的簡稱縮寫，它的教學理念是將這4門學科進行有機整合，具有跨學科、情境性、體驗性的特點。在中學物理實驗教學中，融合STEM教育理念，對提高學生的物理思維能力，增強實驗學習效果具有重要的意義。為此，本文就STEM教育理念在物理實驗教學中的應用探索進行了策略分析。

【關鍵詞】學生;審題惰性;審題能力;有效策略

本文就STEM教育理念在物理實驗教學中的應用策略進行了探索分析，旨在通過真實情境引入，設計項目活動，優化實驗過程等方法，提高物理實驗教學質量，打造初中物理實驗高效課堂。

一、真實情境引入，明確探究方向

STEM教育研究的項目來自于真實世界的具體問題。因此，在物理實驗教學中，可以利用設計真實情境為輔助，在直觀引導中，激發參與興趣和學習探究動力，從而融入STEM教育理念，綜合各個學科知識，對此探究的項目進行規劃設計，使其明確探究的方向。例如，在教學《物體沉浮的條件》時，可以引入泰坦尼克號沉船事件，讓學生思考：假如把打撈沉船的任務交給你，你將采取什么措施？讓學生進行交流互動，在問題情境設計的過程中，導出此次實驗探究的方向，讓學生圍繞項目“研究影響物體的沉浮條件的因素”為入手點，利用科學知識做出猜想假設，然后利用石蠟塊、小瓶、牙膏皮等教具，鼓勵其進行操作實踐，觀察并記錄其真實現象，讓學生通過合作思考分析改變它們沉浮的情況，讓學生對這一工程項目進行計劃探究，結合數學、技術、科學等知識領域，研究其影響的因素，最后為其提供實驗成果展現的平臺，讓學生小組就此次實驗進行操作、講解，在真實體驗、情境探索的過程中，明確探究的方向，提高學生對知識的靈活應用，在滲透STEM教育理念的同時，提高物理實驗教學質量。

二、設計項目活動，提高探究能力

在傳統的物理實驗教學中，一般都是教師通過講授和示范進行的教學引導，學生處于被動學習、模仿探索的過程，不僅無法培養學生的主動性，還會降低學習興趣。而STEM教育理念下物理實驗教學，是以激發學生自主為中心展開的教學設計，旨在讓學生做學習的主人，培養動手能力和探究能力，因此，在教學時，可以設計項目活動，以一個明確的項目為核心，以組為單位，引導其進行自主探索。

例如，在教學《凸透鏡成像》物理實驗內容時，重點是讓學生理解凸透鏡成像的規律，知道凸透鏡成像的虛實、倒正、大小與發光體的位置的關系，通過觀察，了解實像和虛像的區別。那么，為激發實驗探究興趣，提高探究能力，在教學的時候，可以以凸透鏡成像規律為項目主題，以組為單位，為其提供新的實驗教具，增強實驗教材創新點，如：①光具座，傳統光具座，零刻線在最左端，改進后的光具座零刻線在中間，光源和光屏分別位于零刻線兩端，可在刻度尺上記錄物和像所在的位置。②光源，傳統光源為蠟燭，不便于測量燭焰的高度，改進后運用F型光源。③光屏，傳統光屏只能承接像，不便測量像高，改進后的光屏，中間有刻度尺，便于承接像，又便于測量像高。

三、優化實驗內容，豐富學習體驗

在以往物理實驗教學中，都是學生按照教師引導和課本進行的操作、學習，枯燥、乏味，缺乏創新。那么，為滲透STEM教育理念，提高物理實驗教學質量，在教學時，可以優化實驗內容，綜合科學、技術、工程、數學等知識點，在創新實驗器材和實驗過程的基礎上，豐富學習體驗感，提高動手能力和探究質量。例如，在教學《速度的變化》物理實驗時，可以在STEM教育理念指導下，以樂高機器人套裝為載體，將其應用到實驗教學中，提高綜合運用科學、技術、工程和數學的解決能力，為其準備秒表、刻度尺、激光光源、樂高EV3機器人套裝等，在實驗開展的時候，讓學生根據課本實驗探究內容做輔助，對比其實驗素材，就此次實驗探究做項目規劃，設計實驗過程，引導其利用科學技術用刻度尺測量小球的路程并記錄s，設置判斷閾值，取光電傳感器最小值與最大值的中間值作為光電傳感器的判斷閾值，隨后編寫計時程序，最后綜合自己的數學運算能力，將測量獲得的路程s和時間t代入到速度公式中去，通過計算測量速度。在優化實驗內容的同時，豐富學習體驗感，使其做學習的主人，進行創新探索，培養創新精神，讓學生綜合運用科學、技術、工程、數學等知識進行實驗操作探究，提高實驗操作效果，增強問題解決能力。

四、結束語

STEM教育理念在物理實驗教學中的應用，既可以提高學生的實驗動手能力，培養科學思維素養，又可以創新課程資源，豐富學習體驗感。為此，在進行物理實驗教學的時候，教師要重視STEM教育理念的滲透，重視跨學科知識整合，在情境引入、設計項目活動、優化實驗內容的過程中，提高物理實驗學習效果。

【參考文獻】

[1]楊志萍.STEM教育理念在物理實驗教學中的應用探索[J].成才之路，2020（33）：94-95.

[2]羅玉梅.基于STEM教育理念的初中物理實驗教學策略[J].科普童話，2020（24）：34.