基于Steam理念的校本课程实施案例研究

来源:用户上传      作者:朱荣双

　　摘 要： 随着我国教育教学体系的逐渐完善，Steam教学理念正在逐步走入我国初中物理课堂，成为培养学生物理学科素养、发掘学生理科思维的重要指导方法。Steam教学理念在初中物理课堂教学中的渗透是一次符合新时期教学期望的改革，所以，本文将着重阐述Steam理念与传统教育教学模式相比的优越性，并从初中物理物态变化这一模块阐述基于Steam理念的校本课程实施案例研究。
　　关键词： Steam教学理念;校本课程;案例研究
　　一、 引言
　　社会对于人才的新要求逐渐显现，在这种大的教育改革背景下，传统的物理课堂教学理念在素质教育时代下的弊端也就暴露出来。所以，各初中学校要根据自身的办学特色与对学生的素质培养要求，积极开展具有可实施意义的校本课程，在初中物理课堂教学中全程渗透Steam教育教学理念，尊重学生各项能力及综合素质的客观发展，为高素质、高水平人才的培养奠定教学理念基础，不断在课堂教学中探索校本课程实施案例的最佳途径，推动人才培养进程。
　　 二、 Steam教学理念概念
　　所谓Steam教学理念，是一种和传统的教学模式以及单科教育相区别的一种新型教学理念。这种教学理念主张在学科教学中结合科学、技术、工程、艺术和数学领域的内容，是促进综合性人才养成、具有战略意义的教育教学理念，对于学生的实践操作能力、创新创造能力以及艺术审美能力的提升是一次崭新的尝试。
　　和传统的教育教学理念相比，Steam教育教学理念更能符合中学生的认知水平，更能激发中学生的好奇心以及探索欲望，能培养中学生的各方面技能和认知能力，并在一定程度上促进学生艺术素养的提升。所以，Steam教育教学理念在初中物理课堂教学中的应用可以被看作是为新时代中学生提供的一次创造性机会。
　　三、 物态变化校本课程实施案例
　　在将Steam教育教学理念应用到初中物理《物态变化》的校本课程教学实验中，相关教师应把其分为两大教学模块，分别开展课堂教学设计，充分渗透及科学性、艺术性以及技术性为一体的设计思维。所以，本次校本课程教学案例将从以下两个模块着手展开：
　　（一）“温度计”的相关课程设计
　　1. 教学目标
　　（1）准确掌握温度的概念。
　　（2）了解日常生活中常见的温度值。
　　（3）熟练使用几种常用温度计测量周边环境温度，掌握温度计的使用方法和步骤。
　　（4）帮助学生养成运用实验器材时轻拿轻放的习惯，提升学生的实践能力。
　　2. 教学重难点
　　（1）理解并熟記温度计的基本构造和工作原理，掌握实验室温度计以及体温计等常规温度计的使用方法。
　　（2）清晰分辨出实验室温度计、寒暑表以及体温计在测量范围、分度值和使用方法上的差异。
　　3. 教学方法
　　（1）通过直观观察以及多媒体课件，鼓励学生自主发现并总结温度计的单位、量程、最小刻度值等基本信息，锻炼学生的观察能力以及物理知识发掘能力。
　　（2）开展液体温度测量实验，在实验中引导学生掌握温度计的智能机的使用方法，提升学生的实验能力和创造思维。
　　（3）开展教学活动，激发学生的创新意识和求知欲望，将生活化教学和初中物理教学巧妙融合，渗透Steam教学理念，培养学生的艺术思维和理性思维，激发学生探索并验证物理学道理的欲望。
　　（4）开展演示实验和引导实验，锻炼学生的实验室素养，督促学生掌握基本的物理测量工具使用技巧，培养学生小心谨慎、大胆创新的实验思维。
　　4. 教学用具
　　演示温度计;实验室温度计;体温计;寒暑表;烧杯若干;试管;不同温度的水;多媒体课件。
　　5. 教学过程
　　（1）导入新知
　　首先，运用Steam教学理念，可以选择借助多媒体向学生展示信息变化的图片，凉爽宜人的春天、酷暑难耐的夏天、秋高气爽的秋天以及寒冷刺骨的冬天，为物理课堂教学增添一份艺术色彩，令学生对本堂课的主题有初步了解，请学生探讨在日常生活中对不同季节以及不同温度的感知情况。
　　其次，借助简易的实验室仪器，在三个烧杯中分别倒入热水、温水以及冷水，选取有主观意愿的学生将右手食指分别放到三个烧杯中，亲身感知不同温度的差异。在这个过程中，热水的温度应以不烫手为宜，而冷水要和常温的水有明显差异。在实验中，为了增加“冷”“热”体验的趣味性，可以鼓励学生将右手食指放在热水中，左手食指放在冷水中，并同时取出两根手指，放入温水中，思索冷热差异所带来的不同感官体验。
　　在确保实验科学性的前提基础上，鼓励参与实验的学生畅谈并交流两根手指对温水的感觉，并结合生活实际进行举例，确保整个实验体系具有工程意义。以此为契机向学生阐述感官并不是衡量温度的标准，物理领域有专门衡量温度的仪器，即温度计，增加物理课堂教学的逻辑性和艺术性，自然而然的引出温度和温度计的相关知识。
　　（2）合作探究
　　在Steam理念为主旨的新时期初中物理校本课程教学中，要结合科学、技术、工程、艺术和数学的学科综合特点，培养学生全面发展的综合能力。因此，在本课时教学中，合作探究也是一大主要模块。在课堂教学中，为学生布置“自制温度计”的实验任务，鼓励学生充分发挥创新创造思维，运用已有的知识储备进行自主实验设计。在这个过程中学生可以按照既定的物理实验小组进行团队协作，并以团队为单位编写实验报告。
　　（3）实验设计
　　在正式带领学生了解实验室温度计、寒暑表以及体温计等仪器设备时，引领学生利用比较基础的科学原理自制温度计。例如，准备一些加入不同颜色水的广口瓶，用橡胶塞密封，并在橡胶塞内插入一根一端封闭的玻璃管，将玻璃管的一端插入到温度较高的水中，观察玻璃管内的液面变化。同理，将另一组实验设备中的玻璃管放入冷水中，观察玻璃管内的液面变化。在这样一组生动有趣的对比实验中，鼓励学生分析上述现象出现的原因以及温度计的工作原理，学生将会顺其自然地想到液体热胀冷缩的科学原理。 　　图1 自制温度计
　　（4）探知温度计工作原理和结构
　　常规温度计的工作原理就是液体热胀冷缩规律，而常见温度计的主体结构大同小异，区别是液泡内液体可能是酒精、煤油或者水银。
　　（5）问题探究
　　①实验室温度计的主要构成部分是什么？
　　②温度计中液泡的作用原理是什么？
　　③为什么温度计内玻璃管内径很细？
　　④课程教学中涉及的三种温度具有哪些异同点？
　　（6）课堂总结
　　在一个个以物理学原理为依据的简单小实验的开展下，学生的课堂参与情况更加活跃，能够比较积极的设计趣味实验开展自主学习或合作探究，建立起关于温度知识深层次学习的基本框架，为物态变化的深入学习奠定基础。
　　（二）“物态变化”的相关教学设计
　　1. 教学目标
　　（1）了解水的三态变化过程。
　　（2）掌握物态变化的“吸热”以及“放热”条件。
　　（3）能运用物理学原理解释自然界的水循环现象。
　　（4）探讨日常生活中的节水措施，培养学生的节能环保意识。
　　2. 教学重难点
　　（1）解释自然界中的水循环现象。
　　（2）解释物态变化的“吸热”以及“放热”。
　　（3）运用Steam教学理念提高学生的自主探究学习欲望。
　　3. 教学过程
　　（1）带领学生复习“温度”的相关知识。
　　（2）利用多媒体技术为学生播放有关自然界中水循环往替的视频，以唯美自然的艺术画面激发学生探索物态知识结构的热情。
　　（3）列举生活和自然中的实际例子，小学生展现物态变化的自然规律及普遍性，可在课堂教学中适当增加实验设计。
　　 四、 Steam教学模式应用于初中物理课堂的注意事项
　　（一）Steam教育不是附加课程
　　Steam教學理念和物理知识是不矛盾的，而是在立足于基础知识构建全面的知识体系，加速知识的深化和创造，所以，Steam教育并不是附加课程，教师在开展实践教学的过程中要将其和物理课堂相结合，自觉调整师生角色，完善知识内容结构，以精湛的教学技艺促进教育思想的改革，促使初中物理课堂教学也具备艺术性和技术性。
　　（二）Steam教育不局限于小制作
　　开展Steam教育，不仅仅是要培养学生的创新创造精神以及实践能力，更是希望通过丰富、趣味的实验设计来促进中学生的综合素质和学科素养。所以，在运用Steam理念开展中学物理课堂教学室，就是要注重挖掘这一教育理念的五重内涵，而不是把目光局限在小发明和小制作上。
　　（三）Steam教学理念要开放包容
　　在初中物理课堂教学中，每一名学生都是具有不同个性、具备不同发展潜能的独立个体。所以，在利用Steam教育理念开展校本课程教学实验的过程中，学科教师要认识的Steam教学理念所遵循的自由开放、公正民主的特质，把结合现代科学发现、文化传播以及艺术创造融为一体，遵循其成果属性，练习发挥多元价值。
　　（四）注重学习体验
　　在以Steam教育理念为核心依据的校本课程实践案例中，教师往往倾向于从生活案例着手，借助学生最熟悉的工具来构建场景。在课堂教学中，学习情境的创设、学习内容的安排有必要遵循学生的自身基础和发展倾向，把学习者的学习体验作为教学侧重点，促使学生认识到学习内容和自身发展之间的交互关系，帮学生建构起具有长久价值的知识体系。
　　五、 结语
　　综上所述，Steam理念是一项集科学性、艺术性、技术性、工程性以及数学领域为一体的新时期教学手段。在设计以此理念为依据的校本课程教学实践时，初中物理教师要着眼于学生综合素养的提升，要在教学设计中融入多元化教学手段，在一点一滴的学习生活中铸就学生的创新创造能力。
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　　作者简介：
　　朱荣双，一级教师，广东省中山市，中山市东区松苑中学。
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