陳崢嶸

摘 要：初中物理教學(xué)方式不僅能夠影響學(xué)生的實際學(xué)習(xí)效果，還能夠決定學(xué)生是否對物理學(xué)科感興趣。為提升課堂教學(xué)效率，提高學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣，文章就基于STEAM理念的初中物理家庭實驗進行了探究，簡單闡述了該理念的意義與作用，并詳細分析了初中物理家庭實驗效果的提升策略，旨在為相關(guān)教育工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：STEAM理念;初中物理教學(xué);家庭實驗

課題項目：本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“基于STEAM理念的‘初中物理家庭創(chuàng)新實驗’研究”（C-b/2020/02/31）的階段性研究成果。

引 言

隨著社會的不斷發(fā)展以及教學(xué)水平的不斷提升，現(xiàn)代化教學(xué)的方式和方法發(fā)生了一定的變化，為使學(xué)生的物理水平得到有效提升，教師應(yīng)熟練使用物理家庭實驗的方式來進行教學(xué)。教師應(yīng)堅持STEAM理念，調(diào)整教學(xué)方式，提升物理課堂的教學(xué)效率，充分利用不同的資源和工具，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更加輕松，激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣。

一、基于STEAM理念開展家庭實驗對初中物理教學(xué)的意義與作用

STEAM理念是一種新型的教育理念，其將科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科進行有機結(jié)合，形成具有多元化特征的課程教學(xué)方式，通過不同學(xué)科之間的融合與交流，使課程滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。與傳統(tǒng)教學(xué)理念不同的是，該理念對于綜合教學(xué)和超學(xué)科教學(xué)更為重視。在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師往往通過單一的方式進行學(xué)科教學(xué)，教學(xué)過程中不會利用其他學(xué)科的相關(guān)技術(shù)，這使得學(xué)生對該學(xué)科知識的掌握情況一般，最終的運用效果也相對較差。為使整體教學(xué)效果得到提升，教師應(yīng)將STEAM理念融入課程教學(xué)過程，利用多學(xué)科知識，將初中物理的知識以較為綜合的方式展現(xiàn)出來，讓學(xué)生在掌握物理學(xué)科知識的同時，加深對多學(xué)科綜合知識的掌握，進而提升學(xué)生的綜合實力。

STEAM理念下的物理家庭實驗，即結(jié)合學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的物理相關(guān)知識以及生活中的一些常識，利用家庭中常見的工具和器材進行物理實驗探究。在這一過程中，學(xué)生不僅要有扎實的物理學(xué)科知識和技能基礎(chǔ)，還要對生活中事物的物理性質(zhì)、材料特性、制作工藝等有一定的了解，因為物理家庭實驗甚至可能涉及工程力學(xué)、數(shù)學(xué)計算等跨學(xué)科知識。可以說，初中物理家庭實驗，能夠很好地跨學(xué)科指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生的綜合能力[1]。

二、提升STEAM理念下初中物理家庭實驗的具體策略

（一）提升學(xué)生對物理實驗的興趣

學(xué)生對物理實驗的興趣對物理教學(xué)效果有著較大的影響。在以往的教學(xué)過程中，教師往往通過語言講解或使用幻燈片等多媒體設(shè)備進行演示，學(xué)生無法真實地接觸實驗，導(dǎo)致學(xué)生對物理實驗的興趣被抑制，從而對物理知識的理解和吸收程度較為有限，影響整體教學(xué)效果。在STEAM理念下，教師使用初中物理家庭實驗教學(xué)方法為學(xué)生選定課題，通過將物理知識與其他知識進行結(jié)合，激發(fā)學(xué)生對相關(guān)實驗和知識的好奇心，鼓勵學(xué)生在生活中尋找合適的實驗器材，根據(jù)題目來開展實驗[2]。在獨立實驗的過程中，使學(xué)生的好奇心被滿足，同時也能獲得強烈的成就感，使其對物理實驗的興趣變得更加濃厚，進而提升整體的學(xué)習(xí)效果，提高對物理知識的掌握程度。

例如，在“物質(zhì)的三態(tài) 溫度的測量”一課中，學(xué)生需要觀察不同狀態(tài)的水，并嘗試測量液體的溫度，要學(xué)會使用溫度計，將物理知識與生活知識進行結(jié)合，提高學(xué)習(xí)效率。教師在設(shè)置課題時，應(yīng)調(diào)整實驗的內(nèi)容，使其更能吸引學(xué)生，同時讓學(xué)生在實驗的過程中學(xué)會正確使用溫度計。如教師可以詢問學(xué)生：“同學(xué)們，你們都喜歡喝什么飲料？”學(xué)生可能回答出五花八門的飲料種類，教師可以繼續(xù)提問：“不同溫度下的飲料口感是否會有變化？”教師可以讓學(xué)生回家后分別測試自己喜歡的飲料如牛奶、可樂等在不同溫度下的口感變化。相比于普通測量溫度的實驗，該課題更具趣味性，能夠吸引學(xué)生來進行實驗探究。在布置完題目后，教師要求學(xué)生按照標準的實驗過程，在家中或課下進行實驗，并對實驗結(jié)果進行分析總結(jié)，形成實驗報告。

（二）引導(dǎo)學(xué)生獨立思考物理問題

在教學(xué)過程中，教師不僅要教授專業(yè)的物理知識，更重要的是教會學(xué)生學(xué)習(xí)和思考的方式，使其學(xué)會獨立思考相關(guān)物理問題。在STEAM理念下，教師要想提升學(xué)生的思考能力，就要合理利用不同學(xué)科的知識來加強對學(xué)生的引導(dǎo)，使其能夠順利進行思考，提升自身的學(xué)習(xí)能力[3]。教師要設(shè)計相應(yīng)的物理家庭實驗課題，鼓勵學(xué)生自己設(shè)計實驗方案，自己準備相應(yīng)的實驗工具，通過創(chuàng)新和創(chuàng)造，完善相應(yīng)的實驗步驟，完成物理實驗，并對實驗的結(jié)果進行記錄和分析，得到相應(yīng)的實驗報告。學(xué)生在對整個實驗過程進行思考和分析的過程中，能夠有效地提升自身的思考能力。

例如，在“物體的質(zhì)量”一課中，學(xué)生要學(xué)會測量物體的質(zhì)量。教師根據(jù)教材中的實驗，為學(xué)生設(shè)計新的課題“自己制作簡易天平，并測量不同形狀的同一物質(zhì)，其質(zhì)量是否發(fā)生變化”。學(xué)生接觸到課題后，需要思考幾個難點。首先，思考應(yīng)使用哪種物體來進行實驗，才能保證其在變換形狀的過程中，不會受外界的影響。學(xué)生可以使用橡皮泥捏出不同形狀來測量，也可以測量冰塊及其熔化后的水的質(zhì)量，通過思考來選擇合適的物體，提高實驗的實際效果。其次，制作簡易天平。在制作時，學(xué)生要思考如何保證兩側(cè)的平衡，以及砝碼的重量怎樣估算等。學(xué)生可以使用筷子、塑料瓶、紙杯以及毛線等家中常見的物品來制作簡易天平，使用有明確質(zhì)量的糖果或者橡皮等來作為砝碼測量和比較。最后，分析和總結(jié)實驗。物理實驗較為簡單，但實驗報告的撰寫較為復(fù)雜，學(xué)生要對實驗過程和結(jié)果進行分析和總結(jié)。實驗報告有利于學(xué)生對自己的實驗思維進行歸納和調(diào)整，使思路更加清晰。

（三）加強針對性教學(xué)和實驗布置

STEAM教育理念要求結(jié)合不同學(xué)科知識和實驗等進行教育，培養(yǎng)綜合型人才，這就要求教師對學(xué)生的教育更加多樣化，并且具有較強的針對性。教師在教學(xué)時，要根據(jù)學(xué)生的實際情況設(shè)置不同的實驗課題，通過合理的方式對學(xué)生進行引導(dǎo)，使學(xué)生能夠循序漸進地學(xué)習(xí)相應(yīng)的物理知識，提高對物理知識的掌握效果。因為學(xué)生個人的天賦以及興趣不同，所以他們感興趣的實驗教學(xué)內(nèi)容也是不同的，如果學(xué)生能夠參加自己比較感興趣的實驗，那么將會在很大程度上調(diào)動學(xué)生深入探究實驗的積極性，這樣，學(xué)生能在實驗過程中學(xué)習(xí)到更多的知識，教師也能更好地通過課題實驗教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生進行知識的自主探究。教師應(yīng)因根據(jù)不同學(xué)生的特點來選擇恰當?shù)慕虒W(xué)方式，有針對性地進行指導(dǎo)和教育，使學(xué)生能夠更好地掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容。

例如，在“杠桿”一課的學(xué)習(xí)中，學(xué)生要通過實驗對杠桿的平衡條件進行探究。針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，教師可以為他們設(shè)置不同難度的實驗課題。教師可以將實驗課題分為兩個層次：基礎(chǔ)層次中，學(xué)生按照教材的提示，自制簡易杠桿，探究其中的平衡條件，探究其平衡狀態(tài)與哪些因素有關(guān)。進階層次中，教師可以將課題進行拓展或深化，讓學(xué)生分析不同因素對杠桿平衡的影響效果，并通過的計算，探究怎樣能夠使杠桿實現(xiàn)省力的效果。從興趣引導(dǎo)的角度出發(fā)，教師可以安排不同內(nèi)容的家庭實驗讓學(xué)生選擇性地進行探究學(xué)習(xí)。如讓學(xué)生利用家中老式的桿秤進行稱量，通過選擇不同秤砣稱同一物體，探究杠桿平衡條件中，力和力臂之間的關(guān)系。如果家中沒有老式的桿秤，教師可以讓學(xué)生選擇制作簡易天平，還可以布置利用筷子和電子秤配合，制作小型桿秤的實驗探究課題。無論哪個實驗課題，學(xué)生都需要充分利用有關(guān)杠桿平衡條件的相關(guān)知識，通過力和力臂的計算，更好地理解桿秤的工作原理，通過深入探究桿秤稱量物體的實踐操作，更加深入地了解杠桿的平衡概念。教師要從動手實踐、實驗驗證以及實踐運用等多個角度進行家庭實驗的設(shè)計，以更好地滿足學(xué)生不同的學(xué)習(xí)和探究需求，讓學(xué)生自由選擇感興趣的實驗課題，提升家庭實驗教學(xué)的效果。

（四）打破學(xué)科界限，提升學(xué)習(xí)物理水平

在物理教學(xué)中，教師應(yīng)通過家庭實驗來提升學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力，因為其關(guān)系到學(xué)生后續(xù)的發(fā)展，因此，教師應(yīng)進行合理的引導(dǎo)。傳統(tǒng)物理教學(xué)中，教師只是簡單地進行專業(yè)知識教學(xué)，學(xué)生需要背誦概念、公式和計算方法，大量地做題、背題，這樣的物理教學(xué)缺乏創(chuàng)新性，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和綜合實力無法得到有效提升，制約了學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展。在STEAM理念下，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生通過實驗來進行物理知識學(xué)習(xí)，結(jié)合學(xué)科知識進行實驗，并對實驗過程進行分析和總結(jié)，充分了解實驗知識和內(nèi)容，從而提升自身的綜合實力。如在“電流的磁場”一課中，學(xué)生要對通電螺線管磁性強弱情況及影響因素進行分析，在實驗的過程中，學(xué)生可以利用四氧化三鐵和三氧化二鐵等化學(xué)材料。生活中常見的含有四氧化三鐵的物品有磁帶、吸鐵石等，含有三氧化二鐵的物品有紅色顏料、部分干燥劑等。學(xué)生利用通電螺線管對實驗物質(zhì)進行吸引，能夠辨別哪種為有磁性的四氧化三鐵，哪種為無磁性的三氧化二鐵。在傳統(tǒng)的實驗過程中，學(xué)生的注意力較難集中，而在開展家庭實驗的過程中，通過眼、手、腦之間的配合，以及跨學(xué)科的學(xué)習(xí)，學(xué)生的思維不斷拓展，注意力高度集中，實現(xiàn)了對自身能力的培養(yǎng)。在實驗完成后，學(xué)生可向其他學(xué)生分享自己的實驗過程和創(chuàng)作思路，豐富知識儲備，使其思維能夠得到一定的拓展，進而得到有效的發(fā)散。

（五）利用項目教學(xué)法，優(yōu)化實驗教學(xué)效果

項目教學(xué)法即將為學(xué)生創(chuàng)設(shè)具體的知識運用情境，充分利用學(xué)生的主動性以及創(chuàng)造性，讓學(xué)生能夠相互協(xié)作完成學(xué)習(xí)探究任務(wù)。在以往的物理實驗教學(xué)中，教師指導(dǎo)學(xué)生參與的實驗大都是驗證性實驗，也就是先教給學(xué)生理論知識，通過理論知識推斷實驗現(xiàn)象以及實驗結(jié)果，最后，學(xué)生通過實驗驗證理論知識的正確性。這種實驗教學(xué)不符合STEAM理念，并且對學(xué)生的實驗探究能力以及物理思維能力的培養(yǎng)效果都會大打折扣。項目教學(xué)法就是要讓學(xué)生組成項目小組，以某一主題或者探究內(nèi)容為引導(dǎo)，自主進行實驗的設(shè)計、實施、總結(jié)等活動，更好地發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探究能力，更好地鍛煉學(xué)生的動手實踐能力以及思維能力。項目教學(xué)法和初中物理家庭實驗教學(xué)能夠完美地結(jié)合。在通常情況下，學(xué)生獨自完成物理實驗任務(wù)的難度較大，尤其是初中階段的學(xué)生接觸到的物理知識較為淺顯，在實驗探究方面的知識和方法掌握也不夠，獨自完成實驗探究難免會出現(xiàn)很大的疏漏，同時也無法保證實驗探究的效率。更重要的是，物理實驗本身就是團隊性工作，一個人的能力有限，但是如果多人一起圍繞實驗探究項目展開合作，就能夠起到很好的互相促進作用，讓學(xué)生的思維在協(xié)作的過程中，碰撞出靈感的火花，同時也能學(xué)會更加完整和嚴謹?shù)卦O(shè)計以及開展生活物理實驗。并且，在多人小組合作共同完成實驗項目的過程中，組員之間也會起到一定的監(jiān)督和促進作用，避免學(xué)生自己開展生活實驗時，因隨意和怠惰，影響教學(xué)質(zhì)量。

在運用項目教學(xué)法時，首先教師要合理安排項目小組，將學(xué)生按照實際學(xué)習(xí)情況進行分組，綜合考慮學(xué)生及其在課堂學(xué)習(xí)過程中的態(tài)度和表現(xiàn)。這樣一方面能夠保障學(xué)生在課下快速集合并進行實驗探究，另一方面則是小組內(nèi)既有學(xué)優(yōu)生，也有學(xué)困生，他們能夠通過互相幫助、互相帶動，提升整個項目小組的學(xué)習(xí)效率。其次，要做好物理家庭實驗項目的設(shè)計，教師可以根據(jù)學(xué)生的生活實際以及課堂教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計合理、有趣的物理家庭實驗探究項目。例如，在教學(xué)物體密度相關(guān)知識的時候，教師就可以設(shè)計研究家庭生活中常見小物件密度的實驗項目，讓學(xué)生根據(jù)密度公式ρ=m/V自行展開家庭實驗的設(shè)計、計劃、實施以及記錄總結(jié)等實驗探究過程。教師可讓學(xué)生組成項目小組，選擇合適的生活物品，合作討論并設(shè)計合理的密度測量方案，展開實驗探究學(xué)習(xí)。最后，在運用開項目教學(xué)法時，教師應(yīng)要求學(xué)生做好實驗計劃書和實驗記錄。在物理實驗中，實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)的觀察和記錄，是分析、研究實驗結(jié)果的重要參考依據(jù)，也是實驗探究的重點。教師要培養(yǎng)學(xué)生嚴謹科學(xué)的實驗態(tài)度，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)觀念。

結(jié) 語

為提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，教師應(yīng)在STEAM理念下，綜合多學(xué)科的知識，設(shè)計初中家庭實驗課題，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生對物理實驗進行設(shè)計和實施，在充分的鍛煉下提升學(xué)生的動手和動腦能力，不斷強化其思維綜合能力，使學(xué)生成為綜合發(fā)展的新一代學(xué)生。

[參考文獻]

[1]詹友琳.基于STEAM教育理念的初中物理課程創(chuàng)新與案例設(shè)計研究[J].中學(xué)課程資源，2019（5）：56-57.

[2]梁喆.融合STEAM理念的初中物理實驗生活化教學(xué)——以“光的折射”為例[J].中小學(xué)數(shù)字化教學(xué)，2020（2）：29-31.

[3]王健源.試論從物理學(xué)科教育走向STEAM融合教育——中學(xué)物理教學(xué)的創(chuàng)新之道[J].黑河教育，2020（2）：20-21.