STEM教育理念在物理实验教学中的应用探索

倪开荣

【摘 要】STEM是科学、技术、工程和数学的4门学科的简称缩写，它的教学理念是将这4门学科进行有机整合，具有跨学科、情境性、体验性的特点。在中学物理实验教学中，融合STEM教育理念，对提高学生的物理思维能力，增强实验学习效果具有重要的意义。为此，本文就STEM教育理念在物理实验教学中的应用探索进行了策略分析。

【关键词】学生;审题惰性;审题能力;有效策略

本文就STEM教育理念在物理实验教学中的应用策略进行了探索分析，旨在通过真实情境引入，设计项目活动，优化实验过程等方法，提高物理实验教学质量，打造初中物理实验高效课堂。

一、真实情境引入，明确探究方向

STEM教育研究的项目来自于真实世界的具体问题。因此，在物理实验教学中，可以利用设计真实情境为辅助，在直观引导中，激发参与兴趣和学习探究动力，从而融入STEM教育理念，综合各个学科知识，对此探究的项目进行规划设计，使其明确探究的方向。例如，在教学《物体沉浮的条件》时，可以引入泰坦尼克号沉船事件，让学生思考：假如把打捞沉船的任务交给你，你将采取什么措施？让学生进行交流互动，在问题情境设计的过程中，导出此次实验探究的方向，让学生围绕项目“研究影响物体的沉浮条件的因素”为入手点，利用科学知识做出猜想假设，然后利用石蜡块、小瓶、牙膏皮等教具，鼓励其进行操作实践，观察并记录其真实现象，让学生通过合作思考分析改变它们沉浮的情况，让学生对这一工程项目进行计划探究，结合数学、技术、科学等知识领域，研究其影响的因素，最后为其提供实验成果展现的平台，让学生小组就此次实验进行操作、讲解，在真实体验、情境探索的过程中，明确探究的方向，提高学生对知识的灵活应用，在渗透STEM教育理念的同时，提高物理实验教学质量。

二、设计项目活动，提高探究能力

在传统的物理实验教学中，一般都是教师通过讲授和示范进行的教学引导，学生处于被动学习、模仿探索的过程，不仅无法培养学生的主动性，还会降低学习兴趣。而STEM教育理念下物理實验教学，是以激发学生自主为中心展开的教学设计，旨在让学生做学习的主人，培养动手能力和探究能力，因此，在教学时，可以设计项目活动，以一个明确的项目为核心，以组为单位，引导其进行自主探索。

例如，在教学《凸透镜成像》物理实验内容时，重点是让学生理解凸透镜成像的规律，知道凸透镜成像的虚实、倒正、大小与发光体的位置的关系，通过观察，了解实像和虚像的区别。那么，为激发实验探究兴趣，提高探究能力，在教学的时候，可以以凸透镜成像规律为项目主题，以组为单位，为其提供新的实验教具，增强实验教材创新点，如：①光具座，传统光具座，零刻线在最左端，改进后的光具座零刻线在中间，光源和光屏分别位于零刻线两端，可在刻度尺上记录物和像所在的位置。②光源，传统光源为蜡烛，不便于测量烛焰的高度，改进后运用F型光源。③光屏，传统光屏只能承接像，不便测量像高，改进后的光屏，中间有刻度尺，便于承接像，又便于测量像高。

三、优化实验内容，丰富学习体验

在以往物理实验教学中，都是学生按照教师引导和课本进行的操作、学习，枯燥、乏味，缺乏创新。那么，为渗透STEM教育理念，提高物理实验教学质量，在教学时，可以优化实验内容，综合科学、技术、工程、数学等知识点，在创新实验器材和实验过程的基础上，丰富学习体验感，提高动手能力和探究质量。例如，在教学《速度的变化》物理实验时，可以在STEM教育理念指导下，以乐高机器人套装为载体，将其应用到实验教学中，提高综合运用科学、技术、工程和数学的解决能力，为其准备秒表、刻度尺、激光光源、乐高EV3机器人套装等，在实验开展的时候，让学生根据课本实验探究内容做辅助，对比其实验素材，就此次实验探究做项目规划，设计实验过程，引导其利用科学技术用刻度尺测量小球的路程并记录s，设置判断阈值，取光电传感器最小值与最大值的中间值作为光电传感器的判断阈值，随后编写计时程序，最后综合自己的数学运算能力，将测量获得的路程s和时间t代入到速度公式中去，通过计算测量速度。在优化实验内容的同时，丰富学习体验感，使其做学习的主人，进行创新探索，培养创新精神，让学生综合运用科学、技术、工程、数学等知识进行实验操作探究，提高实验操作效果，增强问题解决能力。

四、结束语

STEM教育理念在物理实验教学中的应用，既可以提高学生的实验动手能力，培养科学思维素养，又可以创新课程资源，丰富学习体验感。为此，在进行物理实验教学的时候，教师要重视STEM教育理念的渗透，重视跨学科知识整合，在情境引入、设计项目活动、优化实验内容的过程中，提高物理实验学习效果。

【参考文献】

[1]杨志萍.STEM教育理念在物理实验教学中的应用探索[J].成才之路，2020（33）：94-95.

[2]罗玉梅.基于STEM教育理念的初中物理实验教学策略[J].科普童话，2020（24）：34.