基于STEAM教育的初中物理教学实践

基于STEAM教育的初中物理教学实践 摘要新课改以来，随着学习理论和学习科学研究的不断深入，广阔教师对新教学方法研究的热情高涨。steam教育是基于核心概念，整合学科知识，对物理知识原理进行教学的方法。STEAM教育中的设计型学习与物理科学探究学习有着本质的区别。文章以?绚丽多彩的音乐?的教学设计为例，探讨STEAM教育中的“6E设计型学习模式，望有效开展学生思维，提升学生的科学素养。关键词STEAM教育;科学探究;教学设计中图分类号文献标识码A文章编号1674-6058202123-0044-04STEAM教育是始于美国的教育理念与方法论。“STEAM一词缘起于“STEM教育，指的是科学S、技术T、工程E、数学M相融合的教育。STEM教育活动偏向于工科，缺乏艺术性，更缺乏文化素养及美学教育。美国知名教育学者格雷特-亞力克教授GeorgetteYakman及其团队，提出在STEM教育的根底上参加艺术Art，以提高STEM教育活动的趣味性，增强学生对教育活动的兴趣，便产生了“STEAM教育。?义务教育物理课程标准2021年版?提出“科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式。新课标倡导探究式教学模式，旨在摈除传统的以教师为中心、以课程内容为目的的讲授式教学模式，注重开发学生智力，开展学生创新思维，培养学生自主学习能力和创新能力，形成新的以学生为中心、以科学素养为目标的体验式、实践式的教学方式【1】。STEAM教育强调在综合工程中，经过学生的动手实践、独立思考，设计出作品或解决问题，促进学生的学习兴趣。学生在工程学习过程中获得科学、技术、工程、艺术和数学方面的综合知识、思维方法及能力，用跨学科的意识思考问题，并会用学到的综合知识解决实际问题，提高学生动手实践和解决问题的能力。一、STEAM设计型学习模式与物理学科的科学探究东南大学叶兆宁教授在对STEM教育进行研究时指出“STEM教育是四个领域之间的关联及有目的、有方法、有系统的融合【2】。他将STEM教育归为基于问题、基于设计及基于工程的三个类别教学方式。美国技术与工程教育学会基于STEAM教育，结合了“科学探究的思维和“工程设计的实践，提出的“6E设计型学习模式，让学生洞察真实情境中的问题，整合跨学科知识，为整合性课程开发提供了精准的课程教学流程【3】。图1为“6E设计型学习模式的简要说明及关系：?教材中物理科学探究的七个步骤。比照STEAM教育的“6E设计型学习模式，发现：差异。科学探究侧重一个具体问题，是对研究问题的验证，科学探究引导学生经历物理规律的探究过程，强化探究数据的判断意识，从数据信息中归纳出已有的物理规律，这是一种知识的验证过程，这种验证过程强化了学生对现有结论的记忆，探究过程中为学生提供的创造性思维空间是有限的。STEAM教育是五个学科的融合教育，STEAM教育的“6E设计型学习模式是融合教育中的对物理相关知识的提炼与加工，是社会技术问题的物理知识应用，思考解决的问题更加全面，提取的物理知识更加实用。差异。物理学科中的实验探究是现有物理规律或结论的再证明，学生用相同实验证明已有结论。STEAM教育的“6E设计型学习模式综合各学科，指导学生制造或创造产品，开拓学生的创新思维，增强学生的学习乐趣，提升学生的动手能力【4】。例如温度计，课标要求是：了解温度计的原理，会用常见温度计测量温度。课标在培育学生思维方面没有开拓性设计，也没有针对性的动手操作。采用设计型STEAM教育学习模式，引导学生制作温度计，测量温度，形成扎实的知识范畴。制作温度计需要各学科融合，材料选取、制作涉及工程技术知识，零摄氏度选取涉及科学知识，温度标注涉及数学知识，温度计形状涉及艺术知识。3.探究工具的选择不同。物理科学探究的器材是经过论证的教学仪器，为学生实验提供便利，节省时间。例如用弹簧测力计测量力，课堂探究的重点是工具的使用，而非工具的原理及工具所涉及的知识。而设计型STEAM教育学习模式中，教师重在指导学生设计器材，使学生掌握物理概念和规律，积淀物理学习方法。例如，在杠杆平衡条件的学习中，学生的学习从杆秤的制作开始，研究杆秤原理，再到杠杆平衡知识，这样既实现杠杆平衡条件知识的学习，又强化综合学科知识，在学习的过程中培养了学生的探究能力。4.探宛兴趣的持续程度不同。物理中的科学探究包含七个要素，活动目标比较单一，结论的指向性强，活动的探疑效果降低，导致学生很难保持探究的热情。例如在探究光的反射规律、平面镜成像、光的折射规律等光学知识时，活动步骤已经设计好，学生只需要按照教材的探究步骤操作，即可得到相应规律，完成学习任务。采用设计型STEAM教育学习模式，其中作品的制作具有挑战性，设计的作品随知识变化，实施过程中遇到问题的种类也会多种多样，学生在解决问题的过程中完成知识的积累。二、?绚丽多彩的音乐?的教学设计区分声音?区分声音续?两节课为例，设计基于STEAM教育的设计型教学设计见表1。三、结束语随着理论和科学研究的不断深入，STEAM教育的设计型学习模式在整合学科知识、探索物理原理、开展学生知识方面提供了方向，设计型学习模式的实施与培养学生物理学科核心素养是统一的。在物理教学过程中，可以将更多的课程知识进行STEAM教学设计，将物理知识的学习开展到跨学科的知识融合，将零散、孤立的知识进行有机结合，让STEAM教育效劳于学生，效劳于教学，提升学生的综合能力。参考文献【1】史颜君.基于STEAM理念的初中物理课程设计研究Dl.桂林：广西师范大学，2021.【2】叶兆宁，杨元魁.集成式STEM教育：破解综合能力培养难题J.人民教育，202117：62-66.【3】杨珍珂，贾伟尧，基于STEAM教育理念的初中物理课程创新与案例设计Jl.物理教学探讨，20213：21-22+24.创造：中小学STEM教育应用模式研究J.中国电化教育，20214：71-78+105.易志毅