探究STEM教育理念下的初中物理实验教学实践

摘要：物理实验教学是物理教学的重要组成部分，在促进学生物理学科核心素养形成与发展中具有不可替代的作用，随着教育改革的深入，STEM教育理念在物理实验教学中实现了广泛应用，并取得了良好效果。教师要想充分发挥物理实验教学的育人价值，就应基于STEM教育理念进行实验目标、情境、内容、模式以及评价的统筹整合，促进物理实验教学提质增效。基于此，本文将分析STEM教育理念下的初中物理实验教学的有效路径，以期为相关实验教学活动的组织实施提供一定参考。

关键词：STEM教育理念；初中物理；实验教学

一、引言

实验教学是物理课程教学的重要组成部分，其能够促进物理理论知识的巩固整合、内化迁移与创新应用。随着课程改革的深入，传统物理实验模式已经难以适应核心素养形成与发展的需要，教学目标模糊、模式单一、内容局限、评价滞后等问题制约了物理实验质量的提升。物理课程具有较强的基础性、实践性与综合性，与化学、生物、数学等学科均有密切的关联。将STEM教育理念应用到物理实验教学中需要教师依托跨学科整合设置综合性实验课题，依托“做中学，做中教” 组织物理实验教学，这能够推动物理实验教学向“以学生为主体”“以实验为中心”转型，并促进学生物理学科核心素养的形成与发展。

一、坚持核心素养导向，科学设计实验目标

促进学生物理学科核心素养的形成与发展是STEM教育理念应用的重要目标。教师要主动转变“中理念、轻实践”“重结果、轻过程”的教学倾向，加强《义务教育物理课程标准（2022年版）》的研究分析，基于物理学科核心素养形成与发展特征设置层级性实验目标，结合STEM教育理念特征设计物理实验教学路径，为物理实验教学提供目标引领与方案支持。以科教版物理教材“平面镜成像”的物理实验教学为例，该实验旨在帮助学生了解虚像成像原理，掌握平面镜成像原理与应用，并初步了解凸透镜与凹透镜的有关知识。在教学目标设计中，教师要构建“平面镜成像”相关知识与不同学科领域的关系，并从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个角度出发设置实验任务，引导学生从物理视角解释自然现象、解决实际问题，深刻把握客观事物的本质属性、内在规律以及相互关系，使学生在提出问题、猜想假设、设计方案、整合信息、实验探究、总结交流过程中得到科学探究、科学责任与态度的发展。

二、创设真实实验情境，促进多元知识整合

STEM教育具有情境性、体验性、跨学科、协作性、技术增强性等特征。情境创设能够帮助学生构建物理知识与科学、技术、工程、数学领域的联系，有利于全面激活学生的知识、思维、情感以及学习动能。因此，教师要创设真实实验情境，促进多领域、多学科知识的有效整合，增强学生实验的沉浸感与参与感，增强物理实验学习的主动性、建构性与社会性。以科教版物理教材“光的反射定律”的物理实验教学为例，该实验旨在使学生应用平面镜、可折转纸板、激光手电筒、量角器等器材展开物理实验，在实验中了解与掌握光的反射定律。教师在创设情境中，要尊重学生认知规律与学习规律，基于学生生活经验、已有知识与兴趣爱好创设真实实验情境，充分挖掘镜子、水面、黑板、金属勺子等材料上蕴含的光的反射现象，并运用动画、视频等形式进行呈现，激活学生物理实验内在动能，为实验教学的高效开展奠定氛围基础，引导学生构建综合性知识体系。

三、发挥任务驱动作用，展开合作探究学习

实验任务能够驱动学生循序渐进进入深度学习状态。教师在基于STEM教育理念组织物理实验教学时应坚持问题引领、任务驱动，使学生以小组为单位展开自主、合作与探究学习，实现意义的逐步建构，切实帮助学生构建系统化、结构化知识体系，促进学生物理实践能力的发展。以科教版物理教材“探究影响导体电阻大小的因素”的物理实验教学为例，该实验旨在帮助学生认识导体电阻大小与导体的材料、长度、温度以及横截面积的关系。教师在推动STEM理念落实中要以培养学生的创新精神与实践能力为宗旨，推动电阻相关知识与科学、技术、工程、数学领域的相互融合，使学生围绕真实问题展开物理实验，在任务的引领下进行知识整合与跨学科学习，在自主、合作与探究学习中验证、探究、制造与创造，引导学生逐步进行意义建构。在此基础上，教师就应引导学生综合科学知识、数学方法、物理实验结论、技术与工程思想重新思考审视实际问题，切实促进学生物理学科核心素养的形成与发展。

四、组织评价反思活动，培养学生核心素养

教学评价是物理实验教学的“指挥棒”。教师要结合STEM教育理念对学生的科学、技术、工程、数学、物理等核心素养进行综合评析，循序渐进构建主体多元、内容丰富、形式多样的物理实验评价模式，并聚焦学生新颖性观点、创造性方案的提出状况，重点关注学生学生创新应用能力的发展。以科教版物理教材 “”的物理实验教学为例，该实验旨在帮助学生了解浮力大小的影响因素，并掌握运用阿基米德原理计算浮力大小的方法。教师在组织教学评价中，首先应从STEM理念出发设置评价标准，聚焦学生核心素养的形成与发展，使评价主体能够参照评价标准对学生的实验过程与结果进行综合评析。教师应创新评价模式，促进自评、互评与师评的综合应用，引导学生全面、深刻地认识自身的物理实践能力与水平，并运用鼓励式、激励式评价帮助学生树立学习信心。

五、结语

综上所述，基于STEM教育理念展开初中物理实验教学具有积极的现实意义。教师要想培养学生物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任核心素养的形成与发展，就应基于物理实验特点、学生阶段特征探究STEM教育理念融入渗透的有效路径，促进科学、技术、工程与数学在物理实践教学中的有效渗透，使学生在真实实验情境中完成物理知识的内化吸收与迁移应用，促进学生物理学科核心素养的形成与发展，充分发挥物理实验的育人价值。

参考文献：

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