STEAM教育在初中物理“简单电路”课堂教学的实践研究
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作者:赵帆
摘 要：随着我国教育事业的进一步优化改革，我国教育随之由应试教育转向了素质教育。STEAM作为一种跨学科的教学模式，其主要包含，science（科学）、technology（技术）、engineering（工程）以及mathematics（数学）。因STEAM教育本身有着许多优势，所以，其在不断普及下逐渐得到了人们的高度重视与广泛应用。与此同时，本文将通过对STEAM教育在初中物理简单电路课堂教学中的实践进行研究，进而在充实STEAM教学案例的同时，提高课堂教学效率。
关键词：STEAM教育;初中物理;简单电路;课堂教学实践
一、 引言
物理是初中阶段学生必须掌握的学科之一。对于初中物理而言，简单电路是其中不可缺少的内容。但就现阶段初中物理使用的课堂教学方式来看，传统的教学理念及方式根本不利于学生对知识的理解。基于此，STEAM教育理念随之应运而生，且在初中物理简单电路课堂教学实践中，实现了学生科学、技术、工程及数学综合能力的提升。除此之外，STEAM教育在课堂教学中的应用对完善初中物理课程同样有着十分积极的作用。加大对STEAM教育在简单电路课堂教学中的实践研究十分必要。针对该方面内容，本文首先将对STEAM教育基础理论进行概述，其次分析STEAM教育在初中物理简单电路课堂教学中的实践，最后阐述STEAM教育应用带来的利弊与建议，促使初中物理教学效率提升，以供参考。
二、 STEAM教育的基础理论
通过对STEAM教育内涵及特点的分析可知，STEAM教育是建立在构建主义与人本主义这两大教育理论上的一种全新教育理念。首先，对于构建主义教育理论而言，其主要是由行为主义发展到认知主义后的进一步发展。构建主义与人本主义之间的差别主要在于，构建主义中包含的行为主义与认知主义大都强调的是学生学习过程中的个体活动，没有注意外界环境对学习过程产生的影响。其次，对于人本主义教育理论而言，马斯洛与罗杰斯是人本主义教育理论的两个代表性人物。之所以这样说，其原因主要在于：马斯洛的需求层次理论与罗杰斯的有意义学习理论都是以人为核心进行研究并深化为人本主义教育理论的。因此，人本主义教育理论的观点主要可体现在三个方面。分别是：强调人性善良，需尊重人的价值与人的主观能动性，而要想实现对人的高效培养，就必须从整个人着手;每个人都有着自己的需求，在教育中，教师必须在符合学生需求的前提下开展教学活动;尊重人的价值以及个性发展。在知识观上，人本主义教育理论重点强调的是要学习有意义的知识，而STEAM教育本身研究的知识就是一种有意义的知识，对学生学习目的及知识应用等有着明确地表示，且能够在教学应用中让学生保持对学习的兴趣，养成自主思考的良好学习习惯。因此可以说STEAM教育中有着非常浓厚的人本主义教育理念。
三、 STEAM教育在简单电路课堂教学的实践
针对STEAM教育在简单电路课堂教学的实践，本文将从电路结构与组装以及电流、电压之间的关系这两个内容进行。
（一）电路结构与组装
本节实践内容将选择北师大版《串联与并联》。（1）教材分析。在课堂教学前，需要求学生对正负电荷、原子核式结构模型等内容有一定的了解，并且需要学生明白电荷的定向移动将形成电流等概念。教学中，教师可先通过不同电路接法的应用，让小灯泡发光，然后引入串联与并联电路的基本概念。其次，直接给出串联与并联电路的具体定义，并让学生在课堂学习中尝试着自己动手连接串联与并联电路，通过对电器与开关等原件位置的不断交换使用了解串联与并联彼此之间存在的特点。最后，教师可以学生实际生活为例，将生活中常见的电路现象引入课堂教学。由此可见，物理教材原有的设计思路大都比较死板，且不利于活跃课堂教学氛围，所以在此基础上，教师可通过再创造、再挖掘的思想应用，让STEAM教育在初中物理教学中得以体现。（2）教学目标。因串并联电路学习内容好坏对后续电路学习有着直接影响。因此，在教学中，必须以掌握串并联电路，学会自主连接串并联电路为目标。（3）教学过程。在电路结构与组装课堂教学中，教师可通过STEAM教育应用，让学生从另一个角度去审视新的科学技术。首先，通过情境创设，引入问题。教师可通过多媒体或者是事物，演示智能小车运动，并提出课堂教学任务。该环节的实施不仅能够吸引学生课堂注意力，而且能够激发对物理知识的兴趣，在合理引出串并联电路课题的同时，凸显出生活中的物理。其次，协作探究，设计出研究方案。即：让学生以小组为单位，在小组内通过相互探讨，利用既有导线与LED灯泡等器材，自主动手连接，并完成实验。教师在此过程中则需要走进每个小组，针对小组连接实验错误的地方给予修正。这一教学过程主要是希望学生在完成规定电路连接的同时，对串联与并联电路概念有深入了解，旨在体现STEAM教育中的technology（技术）思想。然后在完成串并联电路连接后，教师则需要选取一两个小组的连接电路进行解释说明，让学生明白自己连接的线路属于哪种类型。进而在让学生从对电路连接的感性认知上了解串联与并联定义的同时，体现出STEAM教育中的science（科学）思想。再次，工程设计。教师可通过对学生的引导，让学生学会利用马达或者是齿轮等已有的实验器材结合串联与并联电路概念，尝试连接电路组装小车，让小车能够正常行驶。这一教学过程不仅能够让学生做到学以致用，而且能够体现出STEAM教育中的engineering（工程）思想。最后，进行评价。评价是课堂教学中不可缺少的重要组成部分。在教学评价上，除了需进行教师评价外，还应让学生进行小组之间的评价、自我评价等。只有这样才能让学生在自我评价与相互评价中正确反思实验中出现的问题，并及时采取有效措施弥补，深化自己对该知识内容的理解。
（二）探究电流与电压之间的关系
本节内容将选择北师大版第十一章第三四节内容进行实践研究。（1）教材分析。纵观初中物理教材可知，教材在该内容的设计上主要是通过感性得出电流与电压的正相关规律，进而得出的两者之间存在的关系。由于教材内容设计大都是一种按部就班的方式，并没有任何突破性创新。因此，为了在教学中实现对教学的创新，并积极挖掘学生的潜力，就必须重视STEAM教育在课堂教学中的应用。（2）教学目标。电流、电压的学习上，其教学目标应为：通过实验让学生对电流与电压之间的关系有足够的了解，并且让学生学会使用电压表与电流表。（3）教学过程。首先，教师需要在上课前通过对学生的引导，让学生了解电流与电压之间存在的关系。在此环节中，教师需通过实际演示，吸引学生注意力，引出本节课需研究的课题。其次，教师可让学生以小组为单位，制定运用控制变量法，完成实验的方案。与此同时根据数据了解电流与电压之间的关系。这部分学习过程不仅能够让学生对电流、电压关系有更深的了解，而且可让学生在实验中通过亲自观察、分析数据，提高自我的数据处理能力，体现出STEAM教育中的technology（技术）与mathematics（数学）思想。然后，教师需要根据学生在实验中得出的电流与电压的关系进行解释，让学生对最终的实验结果有一个科学的认识。这一教学过程中的部分内容将体现出STEAM教育的science（科学）思想。最后，完成评价。与上述实践相同，在完成本节课教学内容后，需要讓学生进行自我评价与相互评价。 四、 STEAM教育带给物理课堂教学的利弊及建议
由上述可知，STEAM教育在初中物理简单电路课堂教学中的应用能够改善教材本身设计中存在的不足，甚至调动学生对物理的兴趣，让学生做到自主学习。但俗话说得好：“有利就有弊”，也就是说STEAM教育在实际应用中也存在有些许弊端。首先，就STEAM教育给初中物理教学带来的优势而言，其主要可体现在两个方面。一方面，能够体现出物理课堂教学的科学思想。在科学教育的普及下，STEAM教育的提出，无疑是对我国科学教育的一种丰富。纵观以往的物理课程可知，教学内容的过分学科化与结构化已不再满足教育需求。而STEAM教育的提出及应用，则可以有效避免这一问题，让物理课堂教学更具科学性。另一方面，STEAM教育有助于激发学生对物理学习的积极性。众所周知，STEAM教育是建立在人本主义与建构主义这两种教育理论上的，由于这两种教育对激发学生学习积极性有着至关重要的作用，所以，STEAM教育在初中物理实践中的应用有助于提高学生学习上的主观能动性，让学生物理逻辑思维能力及合作能力等得以提升。其次，就STEAM教育带来的不足而言，其主要可体现在：不能适用于物理全部教学内容、师资配备不成熟等方面。面对STEAM教育实践应用中存在的这些不足，高校可通过开发部分教学资源，即针对具体的教学内容开发针对性的课程资源，不断完善适合STEAM教育的课程解决应用不全的问题。针对师资配备不成熟，可通过建立教师继续教育机构，通过对STEAM教师的深入培训解决这一问题。
五、 结束语
总而言之，随着新时代社会经济的快速发展，STEAM教育理念随之应运而生，且得到了人们的高度重视与广泛应用。通过上述对该方面内容的深入研究可知，STEAM教育在初中物理简单电路中的实践不仅能够改善傳统教学存在的弊端，而且能够在优化教学质量，激发学生物理兴趣的同时，丰富STEAM教育研究。因此，有关人员必须对其加以重视，进而实现我国教育事业的可持续发展。
参考文献：
[1]胡莹莹.基于STEAM教育理念的八年级物理教学实践与研究[D].安庆师范大学，2019.
[2]苏虹.高中通用技术课结合物理器具制作开展STEAM教育实践[D].内蒙古师范大学，2019.
[3]杨悦.基于STEAM理念的馆校结合初中物理教学活动设计与应用[D].中央民族大学，2019.
作者简介：
赵帆，甘肃省兰州市，兰州市第四十九中学。
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