STEM与学科融合的教学模式初探
摘要
关键词
STEM教学 教学模式 初中物理
正文
我校通过实践尝试总结,探索出STEM与学科融合的教学模式“591”模式:也叫“五环九步一展”,即五环节、九步骤、一展示。通过提出问题、任务分工、实践完成、交流汇报、总结展示五个环节完成教学任务。具体包含教学九个步骤:1、解决怎样的实际问题。2、分组分工。3、设计任务单。4、反思改进。5、二次反思改进。6、组内交流。7、代表汇报。8、成果介绍(作品发布会)9、分享收获。展示作为一堂课的必需体,对学生的成果或作品进行展示。
如:初中八年级物理“汽化”是“物态变化”一章的重要内容,本节内容涉及到概念和实验较多,历来都是初中物理的教学重点。下面笔者就按照上述教学模型,以本节内容为例来进行说明。
一、创设情境,启发学生发现问题。(提出问题)
在课堂导入阶段,教师要从学生已有的经验中选取素材,创设情境由学生自主发现问题,展开科学探究。教师用手指蘸水在黑板上画了一个笑脸,很快这个笑脸就消失了,这是为什么呢?学生答道:这是因为水变成水蒸气。教师要求学生再举出一些例子,并引导学生结合实例总结“汽化”的定义。围绕学生所列举的实例,教师引导他们展开更加细化的研究,进而将汽化现象分为两类:沸腾和蒸发。为了进一步激活学生的思维,教师装作一不小心将一杯水洒在地上,以此启发学生发现问题:怎样可以加快地面上水的蒸发速度?这其实也就对应本节课的一个核心问题:蒸发的快慢与哪些因素有关?
二、任务分工(分组分工、设计任务单)
活动之前,引导学生建立合作小组,根据任务的难易程度或者其他条件的影响,小组人数控制在3到6人为宜。我通常按照教室的座位分4人组,小组人员相对固定。小组活动期间。每个小组有个性化的组名,口号,增强小组成员共同努力,相互合作的氛围。通过商量,推荐或者轮流担任小组长的形式,进行组织管理以及小组任务的分配,确保人人有事做,人人参与问题解决。每组有记录员、实验员(检验员)、解说员,设计任务单,参考实验报告册实验记录单,可以进行优化,引导学生从反思和改进几个方面入手。
三、实践完成(反思改进、组内交流、二次反思改进)
教师引导学生,分析问题,并展开合作探究,鼓励学生在相互探讨中获得启发,进而实现问题解决。学生围绕问题,联系生活中的经验展开思考和交流,在讨论中他们形成如下猜想:影响蒸发快慢的因素可能有温度、表面积、空气流动快慢等等。当然他们的探索并没有止步于此,为了验证自己的猜想,他们继续以控制变量法来建构验证方案:(1)为验证温度的影响,他们提出在玻璃上滴上两滴等量的水,然后用酒精灯对其中的一滴加热,比较蒸发快慢;(2)为验证表面积的影响,针对同样的两滴水,在其他条件不变的前提下,他们增大某一滴的表面积,比较蒸发快慢;(3)为了验证空气流动带来的影响,他们在一滴水附近架起电风扇,由此来比较蒸发快慢。
以上只是笔者选取学生所提出的部分方案,类似的设想还有很多,STEM教育理念要求学生以合作学习的方式来组织解决问题的方案,并完成探究任务。此外教师也要鼓励学生采用STEM方面的知识和方法来解决问题,比如上述过程中学生设计实验其实就与技术和工程有一定的关联。在合作探究中,每一个小组的方案设计与实验结果都会出现一些偏差,教师要引导学生针对存在的问题展开探索和讨论,通过分析、对比和反思来达成认识上的一致。此外,讨论的范围还不仅仅局限于本节所讨论的“汽化”的知识,学生也可以在问题探索中将认识拓展到其他领域:比如为什么灌开水时,皮肤接触到蒸汽时可能产生严重的烫伤?水沸腾时,水蒸气将水壶壶盖顶起时能量转化有着怎样的规律?夏天扇扇子可以让人感到凉爽,是不是扇扇子导致房间温度降低了呢?诸如此类的问题都可以成为学生组间交流的内容。
四、交流汇报、总结展示
只要交流环节没有偏离教学目标,教师就要让学生自由地发表自己的观点,同时也鼓励他们对别人的观点进行客观而合理的评价,这也是STEM教育开放性的一种体现。
在探究的评价环节,教师要引导学生对学习情况进行评价和总结,教师不仅要对优秀的实验设计和具有创新性的实验观点进行鼓励,也要对学生暴露出的错误进行分析和纠正。学生的很多认识都是来自于生活经验,某些内容还存在科学性错误,对此教师要坚持以学生为主体,引导他们展开分析和探索,让他们自己发现问题的存在,进而实现问题的解决。当然,在学生讨论结束时,如果他们在某些问题上依然存在争议,教师可以通过实验和举例的方法来帮助他们进行纠正。当然课堂的主体还给学生,让他们有主人翁意识,是他们解决的问题。是他们有所获有所得。他们研究的成果是他们的专利,是他们的自豪。
在科技高速发展的今天,以正确的理念来建构课堂对学生的发展非常重要,STEM教育综合当前最先进的教育理论,对学生的学习过程进行了系统化、多元化、方法化的处理,引导学生在合作探究中强化他们的学习兴趣,培养他们的科学思维品质,提升他们的STEM素养,这与我们初中物理的培养目标是统一的。
参考文献:
【1】吴立岗著的《教学的原理模式和活动》,广西教育出版社,1998。
【2】丁钢 教育经验的理论方式【J】,《教育研究》(北京),2003年第2期。
【3】黎加厚 信息时代的教育叙事与教师主体意识的觉醒【J】,《中国电化教育》2004年第1期。
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