項(xiàng)華徐 孟璇 段婕 胡海軍

總體來講，我國中學(xué)物理教學(xué)目標(biāo)經(jīng)歷了從關(guān)注講解概念知識到重視掌握基本知識和基本技能，再到重視實(shí)現(xiàn)“三維”目標(biāo)和學(xué)科核心素養(yǎng)的過程。物理學(xué)科的核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維和科學(xué)責(zé)任與習(xí)慣等四個方面。2019年國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于新時代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》明確了為學(xué)生適應(yīng)社會生活、接受高等教育和未來職業(yè)打好基礎(chǔ)的目標(biāo)，標(biāo)志著我國基礎(chǔ)教育改革進(jìn)入學(xué)生核心素養(yǎng)培育的新時代。

傳統(tǒng)的物理教學(xué)缺少實(shí)踐性，片面的概念與知識講授仍然是主流教學(xué)現(xiàn)象，尤其是圍繞中、高考，學(xué)科教師和各類教輔機(jī)構(gòu)更是考什么講什么，訓(xùn)練的只是答題技巧和熟練程度。

目前，很多面向未來的教育理念越來越受到重視，為學(xué)生物理核心素養(yǎng)培育提供了強(qiáng)大的推動力量。其中，STEM教育倡導(dǎo)多學(xué)科融合、注重創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)，正在掀起新的科學(xué)教育改革浪潮。STEM具有如下特征：（1）需要學(xué)生真實(shí)投入學(xué)習(xí)情境;（2）基于探究的項(xiàng)目式學(xué)習(xí);（3）強(qiáng)調(diào)“工程設(shè)計(jì)”環(huán)節(jié);（4）強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科乃至跨界;（5）強(qiáng)調(diào)合作與團(tuán)隊(duì)工作;（6）強(qiáng)調(diào)實(shí)際問題解決。由此看出，STEM教育對于提高學(xué)生物理核心素養(yǎng)和物理學(xué)習(xí)興趣具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

A-STEM教育與初中物理教學(xué)融合策略

STEM教育源于美國，這一教育理念引入中國后，逐漸受到人們關(guān)注。我國在嘗試本土化STEM教育時，強(qiáng)調(diào)“真實(shí)情景性”“工程性”“跨學(xué)科性”“創(chuàng)新性”“藝術(shù)性（Art）”，多采用STEAM的說法。何克抗教授認(rèn)為，應(yīng)該將其中的“藝術(shù)性（Art）”改為“人文性（Arts）”，鄒曉東博士于2016年11月19日提出，應(yīng)該將“人文性（Arts）”提前，即將STEAM教育改寫成A-STEM教育，其中的A不僅表示“人文性（Arts）”，還表示“德育性”，是對中華傳統(tǒng)文化的理解和傳承，解決培養(yǎng)什么人的問題。項(xiàng)華教授認(rèn)為，A-STEM教育是在核心素養(yǎng)引領(lǐng)下的STEM教育。

關(guān)于A-STEM教育如何融入學(xué)科教學(xué)，學(xué)者進(jìn)行了許多有益的理論與實(shí)踐探討。本文提出了A-STEM教育融入初中物理教學(xué)的三種策略：（1）學(xué)生制作、開發(fā)和創(chuàng)新實(shí)物實(shí)驗(yàn)手段或者計(jì)算手段的教具;（2）準(zhǔn)產(chǎn)品或者產(chǎn)品任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)與實(shí)施;（3）基于一學(xué)期學(xué)習(xí)內(nèi)容或者調(diào)查實(shí)際問題展開A-STEM教學(xué)。A-STEM融入初中物理教學(xué)模型有兩種：其一，PBL1（Problem Based Learning）模式;其二，PBL2（Project Based Learning）模式。

教學(xué)實(shí)驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)對象。為了研究A-STEM教育與初中物理教學(xué)融合策略的實(shí)施條件與效果，選取八年級（6）班學(xué)生為實(shí)驗(yàn)班，八年級（5）班學(xué)生作為對照班，兩個班七年級隨機(jī)分班，且為同一個教師授課，可認(rèn)為兩個班級的初始水平相當(dāng)。實(shí)驗(yàn)時間為一學(xué)期。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容選?。ū?）

（3）測評工具。為了了解A-STEM教育融入初中物理學(xué)科教學(xué)三種策略實(shí)施效果，特編制了《A-STEM融入初中物理教學(xué)評價調(diào)查問卷》。調(diào)查問卷共17題，均采用里克特量表的形式，即學(xué)生根據(jù)題目描述與自身的符合程度在五個選項(xiàng)中進(jìn)行選擇。問卷分為以下5個調(diào)查維度，見表2。

為了解學(xué)生學(xué)習(xí)興趣變化情況，采用胡象嶺、李新鄉(xiāng)二人編制的信度和效度較高的物理學(xué)習(xí)興趣量表。量表分為學(xué)習(xí)興趣水平量表和測謊量表。學(xué)習(xí)興趣水平量表由38個陳述句組成，滿分38分。測謊量表滿分10分，如若學(xué)生得分超過或等于5分，則此學(xué)生被認(rèn)為作答不認(rèn)真，此學(xué)生的問卷將被視為廢卷處理。

（4）數(shù)據(jù)采集、分析與討論

實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，筆者收集了對照班八年級（5）班和實(shí)驗(yàn)班八年級（6）班的物理期末考試成績，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)果見表3。

通過對成績的橫向?qū)Ρ瓤梢园l(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)班的平均分、及格率以及優(yōu)秀率均高于對照班，說明實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的物理學(xué)科成績起到了一定的促進(jìn)作用。

各維度下學(xué)生對A-STEM教育融入初中物理教學(xué)評價如下。

①整體評價維度

學(xué)生對此維度題目的作答情況見圖1，圖中橫坐標(biāo)為調(diào)查問卷中相應(yīng)維度的題目，縱坐標(biāo)為題目的評價分值。

學(xué)生喜歡項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（第11題），能夠適應(yīng)A-STEM教育與初中物理教學(xué)融合策略（第14題），也希望能夠繼續(xù)用A-STEM教育與初中物理教學(xué)融合策略（第4題），基本不認(rèn)為給學(xué)習(xí)帶來了負(fù)擔(dān)（第8題），此四項(xiàng)得分分別為4.15、3.95、4.06、2.15。

在課上，思維相比以前更加活躍（第13題），此項(xiàng)得分為3.89;相比以前，也更愿意向老師或同學(xué)們提出遇到的問題（第6題），此項(xiàng)得分為3.78。通過這兩項(xiàng)可以看出，在課上，通過設(shè)置一個一個的問題，學(xué)生更愿意思考，也更愿意及時提出遇到的問題。這對及時發(fā)現(xiàn)并解決學(xué)生的問題是很重要的。通過對知識的探究與應(yīng)用，學(xué)生認(rèn)為加深了對物理學(xué)科內(nèi)容的理解（第16題），此項(xiàng)得分為4.09，在所有題目得分中也算比較高的，通過課堂觀察也印證了這一點(diǎn)。

②其他維度

其他維度對應(yīng)的問卷題目見表2，學(xué)生對這些維度題目的作答情況見圖2，圖中橫坐標(biāo)為調(diào)查問卷中相應(yīng)維度的題目，縱坐標(biāo)為題目的評價分值。

物理學(xué)科實(shí)踐能力：從圖中可以看出，學(xué)生物理學(xué)科實(shí)踐能力的三個方面均得到了提升，針對某一問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力得到了一定的提升（第3題），此項(xiàng)得分4.02;基于物理知識進(jìn)行簡單的作品制作的能力得到了一定的提升（第12題），此項(xiàng)得分3.96;解決實(shí)際綜合問題的能力得到了一定的提升（第7題），此項(xiàng)得分3.88。結(jié)合前文的課堂觀察，說明學(xué)生的物理學(xué)科實(shí)踐能力得到了一定的提升。

小組合作：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，學(xué)生愿意以小組合作的方式解決問題（第15題），也更愿意在小組合作中表達(dá)自己的想法（第10題）。此兩項(xiàng)得分分別為3.89、3.84，說明此教學(xué)模型下的教學(xué)對學(xué)生參與小組合作學(xué)習(xí)起到了一定的作用。

學(xué)習(xí)意愿：課堂教學(xué)向?qū)W生展示了如何按照這三種教學(xué)策略實(shí)施。但是A-STEM教育與初中物理教學(xué)融合策略不應(yīng)只限于課堂，學(xué)生應(yīng)該學(xué)會遷移（第9題）。此項(xiàng)得分為4.02，在所有題目中得分很高，說明教學(xué)在學(xué)生的學(xué)習(xí)意愿上產(chǎn)生了很大的影響。

③物理學(xué)習(xí)興趣調(diào)查問卷分析

為了比較實(shí)驗(yàn)班和對照班在不同的教學(xué)實(shí)施之后物理學(xué)習(xí)興趣的變化，筆者對實(shí)驗(yàn)班和對照班物理學(xué)習(xí)興趣前后測問卷進(jìn)行了平均分與標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)分析，見表4。其中為了更客觀地進(jìn)行比較，筆者定義了“平均分增益”。在本研究中，平均分增益=（后測平均分-前測平均分）/前測平均分×100%。

對實(shí)驗(yàn)班和對照班物理學(xué)習(xí)興趣前測數(shù)據(jù)利用SPSS軟件進(jìn)行了獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)。兩個班前測數(shù)據(jù)的方差差異不顯著，因?yàn)镾ig.值為0.860>0.05，方差齊性，均值差異不顯著，因?yàn)镾ig.值為0.149>0.05。此結(jié)果表明，在進(jìn)行教學(xué)之前，實(shí)驗(yàn)班和對照班的物理學(xué)習(xí)興趣水平?jīng)]有顯著性差異。對實(shí)驗(yàn)班和對照班物理學(xué)習(xí)興趣后測數(shù)據(jù)利用SPSS軟件進(jìn)行了獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，兩個班后測數(shù)據(jù)的方差差異不顯著，因?yàn)镾ig.值為0.531>0.05，方差齊性，但是均值差異顯著，因?yàn)镾ig.值為0.000<0.05。此結(jié)果表明，在進(jìn)行教學(xué)之后，實(shí)驗(yàn)班和對照班的物理學(xué)習(xí)興趣水平具有顯著性差異。

分析表明，A-STEM教育與初中物理教學(xué)融合策略能夠提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣。

結(jié)? 論

本文提出了A-STEM教育與初中物理教學(xué)融合的三種策略：（1）學(xué)生制作、開發(fā)和創(chuàng)新實(shí)物實(shí)驗(yàn)手段或者計(jì)算手段的教具;（2）準(zhǔn)產(chǎn)品或者產(chǎn)品任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)與實(shí)施;（3）基于一學(xué)期學(xué)習(xí)內(nèi)容或者調(diào)查實(shí)際問題展開A-STEM教學(xué)。

教學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，A-STEM教育融入初中物理的教學(xué)策略能夠?qū)崿F(xiàn)下列教學(xué)效果：（1）對學(xué)生的物理學(xué)科成績有一定的促進(jìn)作用;（2）物理學(xué)科實(shí)踐能力得到增強(qiáng);（3）對物理學(xué)科內(nèi)容的理解得到加深;（4）合作學(xué)習(xí)能力得到一定程度的提高;（5）物理學(xué)習(xí)興趣得到提高;（6）學(xué)生的信息素養(yǎng)得到提高，即有提高數(shù)字化工具探究的意識和數(shù)字化工具技能;（7）能夠顯著提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣水平。

參考文獻(xiàn)

項(xiàng)華. 信息技術(shù)與中學(xué)物理教學(xué)整合[M]. 北京： 北京師范大學(xué)出版社，2013： 13-15.

項(xiàng)華，毛澄潔，熊曉燕. 從物理學(xué)科教育走向STEAM融合教育——中學(xué)物理教學(xué)創(chuàng)新之道[J]. 中小學(xué)數(shù)字化教學(xué)，2017（3）： 6-9.

葉兆寧，楊元魁. 集成式STEM教育： 破解綜合能力培養(yǎng)難題[J]. 人民教育，2015（17）： 62-66.