深研突破 聚力启航——STEAM导向下构建物理项目化校本实践课程.pdf

第2 0 卷总第1 1 4期中学理科园地科学素养深研突破聚力启航-STEAM导向下构建物理项目化校本实践课程李勇（莆田市秀屿区毓英中学）摘要：基于新课改背景，校本课程开发建设已经成为了提高教学质量的重要方法，受到广大教育工作者的关注。初中物理教师需从长远的角度考量，切实发展学生物理探究、实践能力，积累丰富的学习经验，形成科学精神。所以，教师需有效依托STEAM项目化模式，驱动校本课程发展，为学生创造良好的学习条件，引导学生真正进入物理学科领域。文章将从初中物理校本课程视角出发，探究STEAM项目化教学路径，提出一些针对性建议。关键词：校本课程；STEAM模式；项目化受到应试教育机制的影响，加之中考升学压力，当前校本开发基本流于形式。而新课标的出台有效改变了这一现况，中学生已经不满足于课本内容，在初中物理教学中，教师需注重引人其他资源，根据STEAM理念，创设多元情境，实施项目化教学，一步步引领学生自主探索，动手操作，通过不断的推理实践解决现实问题。在这过程中，学生思维真正“活起来”，综合素质也得到了大幅度提升。在素质教育视域下，教师要学会利用STEAM项目式结构，整合多方面资源，努力设计校本课程体系，帮助学生构建科学思维，提高科学素养。1STEAM教育理念1.1概念STEAM是一种开放式的课程结构，涵盖科学、技术、工程、数学多个学科，它强调知识跨界融合、建立多元情境、问题生成、创新驱动，有针对性地培养学生的高阶思维和创新创造力，促进综合素养全面提升。1.2特点1.2.1调整理念,追求学科统一STEAM注重学科资源的整合，以全新的教育理念指导学生进行科学探究，有效培养学生的创新创造力，提高综合素质。初中物理属于一门实验探究性学科，围绕物理现象展开讲学，激发学生求知欲，通过亲身参与体验，形成良好的知识与技能体系，促进良性发展。同时STEAM模式打破传统教学壁垒，以跨学科的方式将零碎知识点整合，强调科学与生活的联系，要求学生在现实生活中实践!。因此,STEAM在初中物理的渗透,体现了理念的调整、学科融合，这也是它的核心价值。1.2.2重构课程，推进教学创新自新一轮的新课改实施以来，各式各样的新技术、新理念不断地涌人中小学教育，STEAM科创教育就是其中之一。从整体性来看,引人 STEAM更多在于重构课程,基于科学问题，改变以往的课堂形态，组织项目式教学，增强课程的可操作性,通过活动参与,培养学生的创新思维与创造能力。1.2.3展开实践，拓展课堂范围STEAM与初中物理的有机融合突破了传统课堂范畴。在教学过程中，围绕某个主题展开思考探究，组织学生动手操作，并依托资源平台，搜集相关学习材料，运用数学知识计算与分析数据模型，在反复的讨论与交流中解决科学问题，分享成果。这一阶段，实现了教学实践的重组，理论与实操融合，推动着课程教学模式的优化与完善。2中学物理学科校本课程设计要求近年来，随着教育体制的改革与深化，初中物理课程教学产生着巨大的变化，校本课程开发与利用成为了教育研究的焦点内容。但由于国内校本课程建设起步迟缓，在具体工作体系方面还不够成熟。所以，中学物理教师要从多个角度探索，结合物理学科教材内容，整合相关资源，创建多元化课程内容，促进学生学习质量提升。在前期设计阶段，需注意课程整合，以项目化学习为驱动力，从不同的知识体系中找到关联点，有针对性安排课程。课程有机融合可以帮助学生搭建完整的知识框架，避免知识断裂分割。其次，要注重拓展延伸。以物理教材为基础,根据班级学生学习状况,进行课程研讨开发。拓展后的课程内容必须与教材专题具有一致性,加强广度和深度；与此同时，要基于知识内容和思维方法原则，将项目学习导入校本课程体系，引导学生合作探究，寻找解决疑难的方法，促进个人能力提升。最后，加大课程创编力度，科学利用本土资源优势，设计项目化活动，让学生亲身体验和感受，从而获得学习成就感。莆田市教育科学“十四五”规划2 0 2 2 年度名师专项课题：基于STEAM教育理念下初中物理项目式学习校本课程开发研究(PTJYKT22318)研究成果34第2 0 卷总第1 1 4期3初中物理校本课程资源的开发与利用在物理教学中的价值校本课程资源的开发与利用是新课标发展的基本要求，符合教学需要。校本课程建设牵涉多方面因素，是一项复杂化的活动，随着教改工作的持续推进，校本课程开发重视度愈来愈高。物理校本课程的全方位建设，对教育教学具有多重意义，体现在以下几个方面。（1）丰富教学内容。物理教学设计编排都是依照班级学情展开，教材内容经过多方论证。中学物理学科知识点繁杂，且与现实生活有着紧密的联系，在实践教学中，需结合大纲指导及学生需求，从生活化视角出发，设计丰富化的课程内容，开展多元化的教学活动，激发学生兴趣，从而满足学生学习发展，扩展教材内容同时，也间接提高了学习质量。（2)促进学生个性化成长。物理学科是素质教育活动的重要板块，本质是通过学习活动，发展学生相关知识技能，养成自主性、独立性的学习习惯，促进健康成长。而进行物理校本课程开发，则能够迎合学生需求，引入丰富的教学资源，打破传统“校校同、齐步走”模式，采取适宜的教法,增强教学的针对性，引领学生稳扎稳打地学习。同时，要兼顾个体学生差异，因材施教，让全体学生都能够获得知识体验，促进各项能力的提高与发展。（3）提高教师专业能力,形成办学特色。以往物理授课都是由教师主导整个过程，照本宣科地讲授知识点，学生单向接收，缺乏自主思考，学习效率低下。基于新课改背景，开展校本课程建设，有效转变了授课形态，教师不仅仅是单纯的施教者，更是课程的设计者、参与者，在这一阶段，需发挥主观能动性，融人个人特色，在校本课程实践设计中，教师业务能力得到了有效的锻炼与提升。此外，校本课程的设计研讨需从学校现况切人，整合当地资源，打造品牌化办学，展现学校文化特色，实现跨越式发展。4基于STEAM项目学习的初中物理校本课程开发4.1开设物理实验校本课程，丰富学生科学探究经验初中物理是一门实验探究课程，以研究自然科学物质为主。而实验是物理学科的重中之重，对发展学生物理素养具有深刻的意义。通常情况下，每个章节都存在着实验探究板块，教师要正确引导学生参与，通过实验操作、观察、总结内化物理知识概念，掌握基本实验流程。因此，在开发实验性校本课程时，教师要将物理概念与现实生活结合，以STEAM理论指导项目实践，让学生自主实践探索，逐步发展物理思维，提高核心素养 2 。例如，在学习“光的折射”一课时,应用STEAM理念和项目式教学，指导物理校本课程开发，并进行实证探究。其中,S：教师要关注学生科学思维、态度的养成。开课前，让学生列举一些生活中的光折射现象，并说明其产生的条件，以此明确课程目标，引导学生观察生活物理现象。紧接着，说明具体的原理，让学生现场模拟江边叉鱼的过程。提前准备材料“小鱼缸、（鱼)模型、长竹签”，为了加快教学进度，将班级学生划分为两组，即叉鱼组、观察组，交替式体验，这样能够更好地对35中学理科园地比；期间,对于产生的疑惑点，学生要深人思考,运用所学知识来检验原理的科学性。T:围绕“江边叉鱼”,进行问题解疑、论证。为了让学生深入地经历实验过程，教师可利用摄像机全过程记录每个小组的项目实施。观察光斜射映入水面-在鱼缸外部贴上标记纸（画上十字），向里灌人适量的茶水，水面上用喷雾壶，还原散射现象，从而清晰地呈现光路，体现物理的实验、实践性。E：设置任务（自主设计有关“光折射”的工具模型，并画出光的路径图，集中展示成果，向同学介绍、解释、说明、演示及互动。A、M：对学生创作成品进行评价，检验实验流程的正确度。最后，可提出一些课后探究题“潭清水浅、错位筷子等”，指引学生以个性化的方式呈现，揭示物理实验生活化的开放性。4.2开设综合实践校本课程，提高学生动手操作能力物理实验是中考重点考察内容，主要检验学生对物理知识与技能的应用分析。基于当下的教育形势，教师要主动转变观念，精细化编排校本课程，引人STEAM理念，开展项目化学习，为教学提供另一种选择。它不同于传统授课模式，打破了学科壁垒束缚，主张创设情境，让学生解决真问题，以物理学科为基础，多科目融合，提升学生综合素养。在教学转型升级要求下，教师要立足实际，努力开发综合实践性校本课程,进行知识拓展与补充，丰富学生学习经历，不断优化科学探究力，为日后高中学习打下坚实基础。综合实践课程主要特点即综合性、交叉性，教师要紧抓这一点，整合已有的学习经验去分析解决问题，展开实践探索，这是校本课程设计的一大要点。例如，在教授“电路串联、并联”章节时，为了激发学生学习热情，真正认识电路结构与组装，教师可依托STEAM模式，模拟玩具小车运动，而后让学生利用导线、灯泡等器材进行电路还原。在综合实践导向下，举办科技周活动，开展项目化学习，让学生尝试设计制作一个“电力机器人”，自我检测评价，找出漏洞，及时采取措施弥补，深化知识理解。除此之外，可适当拓展活动范畴，如“孔明灯制作及原理”科技创作类项目学习活动。要求学生从物理学方向验证孔明灯升空的基本原理，了解热空气与浮力的关系；而后，从工程学视角选取孔明灯制作材料，如废弃箩筐、竹筏、油纸等，动手设计与制作实物；从数学视角上计算孔明灯的体积、面积，把握两者的关系；从艺术角度出发，对孔明灯结构框架、外形色彩进行二次美化设计，形成具有个人特色的孔明灯。通过参加项目活动，完成孔明灯制作，学生各项能力得到了全面的提升。又如，以声学知识为基础，开展“易拉罐口哨模具制作”活动；以平面镜成像为基础，开办“万花筒制作”活动。在综合实践活动课训练上，学生的创新思维、创造能力显著提高，对物理原理的认知也更加透彻。4.3开设研学性的校本课程,发展学生物理学科素养校本课程设计研发是初中物理教学改革迈出的关键一步，是创建优良教育环境的重要条件，对发展学生学科核心素养具有深刻的现实意义。与此同时，新课标的出台，让核心素养理念深人各学科，研学类教学逐渐成为教育的重点工科学素养第2 0 卷总第1 1 4期作，物理教师需结合学生成长规律及现实需求，引导学生走出课堂，以集体旅行的方式开展研学活动，丰富学生体验，有效发展思维品质 3 。例如，在学习“透镜成像”单元时，物理教师可以照相机为切入点，带领学生现场参观“照相机生产流程”，了解其内部构造，学生间相互讨论成像的原理，并做好研学记录表，将所见所想嵌人表格中。从宏观视角来讲，研学活动不应该局限于物理领域，教师要充分利用各种资源来设计研学旅行计划，如在“新材料及其应用”学习中，教师可开展研学旅行，引中学理科园地导学生探究自然资源类别及应用领域，着重分析纳米技术、绿色能源等，学生组合可以自由搭配，以调查的形式了解能耗情况，了解新材料对自然和社会经济发展的意义，形成可持续观念。又如“眼睛和眼镜”一课中，先让学生模拟眼睛的近视远视和矫正实验（如表1），弄清原理及矫正方法后，再次研学，鼓励学生到一些眼镜商店打工，在专业技术员的引导下学习验光、配镜技术，展开深人的物理探索，增强科学认知能力。在项目化学习过程中，学生真正实现了学习进步，带动了各项能力的成长。表1科学素养实验图近视是晶状体变厚对光线折射能力变强原理远视是晶状体变薄对光线折射能力变弱材料光具座、蜡烛、焦距不同的凸透镜和凹透镜，用橡皮膜做的水透镜，注射器水透镜内注入适量水，调节光屏、蜡烛位置使之成清晰的像。然后适当再注人水，可见像模糊了，当用一合适凹透镜置水透操作步骤镜前像恢复清晰；如从水透镜内抽出一定量的水，像也变模糊了，当用一适当凸透镜置于水透镜前时像又变清晰了校本课程建设是一项系统化的工程，它也是促进初中物理教育改革的主要方向。在新时期教育背景下，教师要积极开发整合资源，根据班级学情创建校本课程体系，为学生个性化发展提供开放式平台。与此同时,教师需严格遵循STEM教育理念，组织项目化活动，在任务导向下，诱发学生思考，并通过实践来解决问题，从而发展学生核心素养，为日后学习做好充足的准备。2522222852825252228528528285282828528252828228282852825282252828285282528285282525282528（上接第3 3 页）基础上进行知识的构建。同时也在利用模型解决问题的推导过程中培养了学生的科学推理的科学思维。3总结论文从一个简单的生活工具一一锤子人手，对不同情境中的锤子及其涉及的物理原理进行分析描述，并在此基础上进行了“动量定理”“变力做功”2 个相关教学流程设计，对其生活情境的教学效果进行了分析。研究说明在物理教学过程中结合学生的生活经验，灵活运用情境，可激发学生原有认知，搭建新旧知识的桥梁，逐步渗透物理观念，提高学生的科学探究能力、论据意识、科学表述能力和应用物理原理解释生活现象的能力。参考文献：1中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2 0 1 7 年版2 0 2 0 年修订)S.北京：人民教育出版社,2 0 2 0:2,52.参考文献：1柳向辉.浅析 STEAM+理念下高中物理创新实验校本课程的开发和实践 学周刊，2 0 2 2(1):2.2张华.校本课程：落实学科实践的有效载体：以初中物理电在我家 校本课程建设为例 J.基础教育课程，2 0 2 2(6):5.3李晓雪.STEAM教育理念下高中物理校本课程研究 J数理化解题研究,2 0 2 2(3 3):3.2杜威.杜威教育论著选 M赵祥麟,王承绪，译.上海：华东师范大学出版社，1 9 8 1:3 7 5.3杜威.民主主义与教育 M.王承绪,译.北京：人民教育出版社,1 9 9 0.4谭琳赫尔巴特四步教学法与杜威五步教学法之比较 教育实践与研究(小学版),2 0 0 8,1 59(1 1):4-7.5李小静.基于“生活即教育”的发展性任务在初中化学教学中的应用 .化学教学,2 0 2 1,41 3(8):52-55.6陈威.建构主义学习理论综述 J.学术交流,2 0 0 7(3):1 7 5-177.7 朱海涛.高中物理：用情境教学培养学生的核心素养 人民教育,2 0 2 2,8 8 3(2 4):6 5.8秦黎.注重物理模型构建提升科学思维能力：以“电场线 教学为例 J.物理教学,2 0 2 2,44(1 2):1 1-1 4.36