STEAM理念下的初中物理课程设计改进分析

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　　摘 要：新教学理念要求我们能够以学生为主体，培养学生的主体性地位。在初中物理教学的过程中，结合新教学理念和教学目标的指导方向，我们应充分培养学生聚焦问题、解决问题、延伸问题的能力，从而充分的培养学生的自主学习能力，提高学生的综合素质。STEAM理念作为一种新型教育理念，在我国得到了广泛的应用。本文将针对初中物理课程教学过程中在STEAM理念的指导下如何进行教学模式的创新进行分析，针对初中物理教学提出了课程设计改进方法，以期通过本文研究STEAM理念在初中物理课程教学过程中的应用，借助于STEAM理念更好地培养出综合素质全面发展的新时代人才。
　　关键词：STEAM理念;初中;物理教学;课程改进
　　STEAM理念是美国为了维持国家的可持续竞争力从而提出的新型教学理念，该理念一经提出在全世界范围内引起了重要的影响。STEAM理念主要包括科学将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）、数学（Mathematics）等学科，在该STEAM理念下进行人才战略的部署，从而使培养出的人才能够充分适应科技发展的需求。STEAM理念在我国的实施尚处于初级阶段，在物理学科教学的过程中借助于STEAM理念的指导，要求培养学生能够跨学科重应用，同时培养学生具有创新思维和动手能力。本文立足于物理学科，结合STEAM的教学特点，以求使物理课程能够充分的联系学生的实际生活，同时培养出学生能够跨学科、跨知识领域解决相关的实际问题，进一步突出学生的中心和主体地位，全面提高我国人才的培养质量。基于此，目标针对物理课程设计进行改进分析，对于全面提升现阶段的初中物理课教学质量，对培养新时代的人才拥有非常重要的现实意义。
　　一、 STEAM理念下课程的改革模式分类
　　（一）验证性模式
　　验证性STEAM教育模式应用的目标设计是为了让学生能够通过明确结果验证学习过程，其核心内容是为了培养学生能够针对实验过程和方法进行验证和分析，而并非验证学习结果。因此在引导学生针对STEAM理念指导下的验证型模式进行应用时应明确以下基本步骤，首先应明确问题，然后针对问题制订出设计方案，然后再针对设计方案对方案进行评估，评估合格以后实施，完成針对相关的方案进行数据分析，最后分享实施过程得出结论。
　　（二）探究型模式
　　探究型STEAM教育应用模式的目标主要是为了让学生能够通过综合运用STEAM理论知识，去发现问题，并针对相关问题进行探究解决，该模式的应用核心主要是让学生能够针对相关过程和结果进行探索研究，其实施的基本步骤是首先发现问题，然后收集相关资料针对问题进行分析，分析以后找到相关的理论进行解释，最后得出结论分享并反思学习成果。
　　（三）制造型模式
　　制造型STEAM模式的应用主要是让学生能够通过综合运用STEAM理念和相关知识完成对现有和客观存在的事物进行实际研究和改良，其主要目标是培养学生的实践能力，该模式的应用分为情景引入指导、模仿知识分析协同改进，然后针对成果进行反思。
　　（四）创造型模式
　　创造型STEAM模式的应用目的是让学者能够通过行学科集群知识的综合应用对新知识进行设计和创新，以进一步培养学生的创新思维开拓创新思想。创新模式的应用首先应通过情境引入引导学生拥有创新的意识，然后通过创新引导和协同设计，最后使学生能够针对创新出来的新事物进行验证并加以改进，最后针对成果进行反思分享总结。
　　在STEAM教育理念下进行初中物理课程教学改进，并不是引导学生创造出一个新的学科，而是基于STEAM理念的引导使学生能够将众多的学科进行有效的结合，并在学科之间建立起互相连结的桥梁，将所学的各科知识能够融合运用，并通过实际案例将各学科的知识进行应用，使孤立、零散的各科知识得到有机的结合，与真实情景或者实际案例中解决实际事物，提高学生对各科知识的综合运用能力，引导学生进行思考创新，全面发展。同时STEAM理念下将学生作为学习的主体，而教师作为引导者和组织者、支撑者，为学生做出引导，抛出一个问题一个任务或者是一个项目，激发学生的头脑风暴，然后引导学生进行探索思考和研究，使课堂真正地成为学生的天地，将学生作为课堂的主人，而教师则作为一个辅助者，为学生的学习进行更好的服务。
　　二、 STEAM理念下初中物理课程设计改进
　　（一）STEAM理念下的6E设计型学习模式
　　通过对现有的课程进行有效的改进设计，从而设计出能够充分体现STEAM理念的特色STEAM课程，可以进一步地体现STEAM理念的有效应用，同时也为培养学生的创新精神和创新能力，培养学生的综合素质全面进步，落实素质教育改革和新课程实施而奠定坚实的基础。6E设计型学习模式是以科学探究思维为指导方向，然后将工程设计实践于学生的现有学习基础进行有效的结合，让学生能够通过洞察真实情景从而进行探索研究和思考，提出相关问题设计三关研究目标，在现有的学习基础之上运用所学的知识并结合教师的引导或许更深层次的知识，通常情况下我们将6E设计型学习模式分为6个阶段分层次递进开展：1. 吸引阶段，该阶段是有效地吸引学生学习相关知识的动机，引导学生积极地参与课程设计活动，提高学生的积极性。2. 摸索阶段，摸索阶段是培养学生能够基于现有的问题和相关研究目标有研究的能力，并构建自我知识体系。3. 说明阶段，每一阶段是通过教师的讲解和学生的交流讨论丰富相关的知识结构，从而细化设计方案。4. 建造阶段，引导学生将所学的理论知识与实践进行结合，在制造的过程中充分地用知识发现问题，探索未知领域。5. 评估阶段，通过评估充分地反映学生的学习成效。6. 扩展阶段，通过对学生的成果进行精打细磨，使学生的知识与技能得到同步进步，同时进一步拓展学生的知识面。
　　（二）课程设计改进案例分析 　　本文将以九年级物理教材中关于“电磁相互作用与应用”进行课程改进分析，教材中的内容针对电磁应用只是进行了简要介绍，要求学生通过课外查阅资料进行发电机原理的自主学习，然而学生通过自学对于发电机原理的理解仍然停留在浅显层面，因此基于STEAM理念指导下针对该部分内容进行物理课程设计改进，设计“发电机原理探究”的教学案例。
　　（三）教学环境准备
　　该部分内容需要在多媒体教室进行教学，以多媒体视频设备和资源向学生进行相关背景知识的介绍，将发电机的实际模型向学生进行展示，同时每位学生配备有简单绘图软件的电脑，为学生准备电流表、电压表、电线、铜丝、玩具车轮、磁铁、灯具、螺丝刀、橡胶管、剪刀、直尺、刀具等等。
　　（四）引导学生进入情景
　　教师通过播放发电设备在生活中的实际应用吸引学生的目光，引导学生进入课堂情景中。学生通过视频技术对相关知识进行探索研究时，教师给予相应的言语引导，从而进一步引导学生进入探索情景，然后结合相关内容为学生制订学习任务。将全班学生进行科学分组，采用小组合作的方式进行相关实验方案的设计，在老师的引导下准备相关的材料和工具，并结合实际发电机设备绘制简易的模型图。
　　（五）理论知识讲解
　　当学生完全进入情境以后，并针对实际模型有了详细的了解，此时教师对学生进行相关理论知识讲解，解除学生的疑惑，填补学生对相关理论知识了解不足的空白。并且采用多样化的教学形式引导学生针对关键技术点和重要理论进行交流探讨，结合实际模型和设备在大脑中构思设计方案。每组成员进行小组讨论分析，最终结合各小组的设计图案派出代表进行解说，在老师的指导下引導学生清晰地表达出设计原理、设计目标、设计方法和制作工艺等等详细的内容。
　　（六）实践操作
　　在完全相关的理论设计讲解之后，指导学生进行实践操作，引导学生正确的使用相关机械工具完成相关的设计项目，并针对学生动手操作过程中出现的困难和相关问题给予有效的指导。最后结合学生改进后的方案，采用STEAM理念针对各学科知识进行观点整合，在系统知识的指导下进行简易发电机制作。
　　（七）评价和优化结果
　　完成相关的设备设计之后，进行实际操作，首先由小组内成员进行评价，在评价之后进行不断的改进提升。然后开展组与组之间的评价，教师参与其中，引导学生从知识的迁移、设计创新等多个方面为学生进行评论和指导，并提出相关建议。最后以小组为单位在组间评价、教师评价的指导下再一次优化设计。
　　（八）知识拓展
　　以发电机原理模型为基础进行各学科知识的拓展，结合现有的设计改进结果为基础，提出进一步设计改进的方向和目标，拓展学生的知识面，同时拓展学生的想象力和创新思维，引导学生对相关知识进一步灵活运用，提高相关知识的综合应用能力。
　　三、 结束语
　　STEAM教育理念在初中物理教学中的应用符合素质教育改革和新课程标准教学理念指导下的新型教学方向，借助于STEAM理念的应用，在物理教学的过程中充分融入现代化的教学理念和教学技术，为学生创造一个多学科的学习背景，引导学生不断的针对所学的知识进行综合应用，全面提升学生的知识综合应用能力和创新能力，从而通过物理学科的教学使学生的综合素质得到全面的发展，实现素质教育改革教学目标。
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　　作者简介：刘世倩，甘肃省临夏回族自治州，甘肃省临夏回族自治州永靖县太极中学。
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