STEM理论下的初中物理实验教学应用

STEM理论下的初中物理实验教学应用摘要随着社会的快速的发展，我们的教育同时也要做出改进，在这里就引入了STEM教育。STEM教育(ScienceTechnologyEngineeringMathematicsEducation)，意指“科学、技术、工程学、数学教育”这四个的缩写。其教育过程强调将原本分散的四门学科内容自然组合形成整体，强调着科目的结合学习。STEM教育与新课标比较可以得出这两者有多相似之处。我们对于其概念、目标、特点都有所提出分析理解，相互融合，来实施初中物理实验教学。初中物理实验教学是必不可少的教学内容，它是让学生课堂与实际生活的结合，思考与动手操作结合，从科学的角度去认识现实世界，学习物理知识和技术，培养工程思维，为以后的生活和学习打好基础。初中的物理实验教学的形式较多如：教师演示实验、随堂实验、学生操作实验、课外实验等。但在传统的物理实验教学中有着枯燥无味、动手能力弱、理解不透彻、缺乏实际性、缺乏合作性等缺点，结合STEM理论与新课标的要求，重新进行中学物理实验教学策略。如：教师演示实验可以进行科—技结合，增添课堂的趣味性，营造一种舒适的学习氛围；学生操作实验内容贴近生活，最好就取决于生活、用现代科技改进教学手段、对学生进行基本的测量技能训练、培养学生的合作学习，探究性学习让学生养成一个好的学习习惯，知道科研的不容易；课外实验可以科工结合，做到实验与教学内容的有机集合,同时锻炼学生的动手实践能力，培养科学探究能力与解决问题的能力。根据各种实验的策略，设计“凸透镜成像规律”的实验课程，通过教学过程，了解教学反馈，边做一定的改进。关键词STEM；初中物理；实验教学

目录中文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3STEM教育的内涵．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.1、STEM教育概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.2、STEM教育目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.3、STEM教育特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5STEM理论与物理实验教学．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62.1、中学物理新课标的解读．．．．．．．．．．．．．．．．．．72.2、新课标下的物理实验教学．．．．．．．．．．．．．．．．．．82.3、STEM教育与初中物理实验教学．．．．．．．．．．．．．9STEM理论中学物理实验教学策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．113.1、物理实验类型及教育功能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．113.2、STEM理论下演示实验实施策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.3、STEM理论下学生实验实施策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.3、STEM理论下课后实验实施策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13STEM理论中学物理实验教学案例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14、教学设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14、教学过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15、教学成效的反馈．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16、教学实施方法总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

前言“新课标”教学要以学生为本，教师应该关注每一位学生，注重学生的全面发展，注重从生活走向书本，从书本走向社会。注重科学探究，注重学科渗透，关心科技发展。初中物理教育，目的是学生对现实社会现象的有一定深度的了解，然后加以学习和运用。初中物理实验教学是实现这些教育目标的最佳途径。实验教学能够帮助学生建立正确的概念，掌握科学规律，发展科学探究能力，体验科学探究的乐趣，并养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学的探究精神。中考题已经不再是刻板地重复物理课本上的实验，而是更多地考查对物理实验中一些教学器材的改进或实际操作中出现的问题，在这样的背景下，我们的实际教学应该对课本中设置的实验进行有益的拓展和创新，提高学生发现问题和解决问题的能力，真正实现从生活走向物理，从物理走向社会。但在现在的传统模式的教育下很难达到这样的效果，则我们就需要新的教育理论，而STEM教育理论提出，其教学方式更加有利于培养学生的认知能力、学习能力、转化能力以及动手能力，使学生在潜移默化中形成主动性、专研性的学习品质，符合现代教学所要达到的效果。STEM教育以是当前国际上颇具影响的教育思想之一，也对我国科学综合课程及科学领域内的分科课程标准的修订产生了一定的影响。其中物理又是实验科学，中学物理的教学目标是为了提高学生的科学素养，培养学生的实践操作能力、动手能力和创新思维能力。则在提出来的STEM教育理论中，STEM教育具有跨学科、趣味性、体验性、情境性、合作性，进而让学生通过实验教学，从理论方面的推演和探究，还有能力实际动手操作。并且能联合其他的知识一起解决问题。1、STEM教育的内涵1.1STEM教育概念STEM教育(ScienceTechnologyEngineeringMathematicsEducation)，意指“科学、技术、工程学、数学教育”这四个的缩写。其教育过程强调将原本分散的四门学科内容自然组合形成整体。这一教育理论来源于发达国家，在1986年，美国国家科学基金会发表的《大学的科学、数学和工程教育报告》就已经开始提出。在2013年6月发布的美国《新一代科学教育标准》（TheNextGenerationScienceStandards，以下简称NGSS）中，明确要求在科学教育中整合技术、工程和数学教育科学是建立在实践基础上经过实践检验和严密逻辑论证的关于客观世界各种事物的本质及运动规律的知识体系，技术是人类为实现社会需要而创造和发展起来的手段、方法和技能的总和。数学侧重研究现实世界空间形式和数量关系，是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具，工程是应用科学和数学产出成品的过程，打破单一的学习模式。把知识的获取、方法与工具的利用以及创新的过程进行了有机统一，以系统的、联系的思维面对全球化、多元化文化发展。1.2STEM教育目标STEM教育是以促进实际行动为目标，建立实践社区（Communityofpractice）,运用强有力的证据支持，在特定的STEM教育情境中培养适应多样化问题的学习者。同样在物理实验教学中，对学生也是有着同样的目标，帮助学生认识客观世界。【2】1培养学生的实践能力和创新能力。网络现在发展的非常迅速，可以把各种相关的资源（如:教师，学校，企业，博物馆等）相结合，大大的方便我们把STEM教育渗透到初中生生活的方方面面，提高他们的参与度，扩宽了他们学习物理的渠道。在做物理实验的时候，遇到难题就可以自己寻找解决的方法，提升自己的实践能力和创新能力。2培养学生用跨学科的方法解决问题。STEM教育的提出就是促进教师跨学科融合，解决学生被单一学科知识束缚的困境。现在的初中生对于物理实验的操作是单一的、片面的，老师怎么说，就怎么做，不会联系自己所学的知识。老师要改变这样的现状，就要提倡用科学的角度，严谨的数学表达、以及合理的技术和工程视角去重新了解我们的客观存在，树立正确的世界观，优化教学策略，运用在我们的物理实验教学中来，鼓励各个年龄阶段的学生勇于挑战、运用多种跨学科方法思考解决问题。3培养学生联系生活学以致用的习惯。把STEM思想融入到游戏中，激发学生的设计与创造的欲望，发展性思维得到鼓励，能够更好地通过团队合作去解决真实生活中的问题。让学生在学习中玩耍，在玩耍中学习。就可以把物理实验换成更贴近生活中的现象，让同学们观测并动手去做。4培养学生自主学习、合作学习、探究式学习的习惯。运用创新技术去支持多样的学习模式，在现在虚拟技术的快速发展下，多媒体工具的应用的成熟下。能给学生带来给多的学习模式，更加的灵动。同时为老师的备课提供大量的素材。使初中物理实验教学上丰富多彩，在模拟的环境中鼓励学生去创造性思维，合作学习和实践探究。为以后学习高等知识或工作有着良好的习惯。5创新且操作性的学习测量。我们带入STEM教育理念优化学习测量，在新的测量中不要占用学生太多的课堂时间，还能给予教师有关学生的可靠的、不带偏见的信息。6普及STEM教育，打造STEM教育环境。打造一个促进多元化且多机遇的未来STEM社会环境。促进社会的多元化文化交融，提升包容性，逐渐减小隐性偏见，让不同地域和社区的学生能够处于同样关注STEM的社会文化和大众媒体里。1.3STEM教育特点【3】STEM教育具有以下几个特点：综合性与开放性，动态性，回归性，实践性，多样性。1综合性与开放性传统的教学，学科是独立的。但在STEM教育，学习综合利用科学、技术、工程和数学四方面知识与技能。把单一的学科综合起来。这样的特点，在对于初中物理实验教学上是非常实用的，对一个初中物理实验，我们就可以用多种方法讲解，在各个层面剖析，让学生更加的了解与学习。做实验时，能开放自己的思维。2动态性STEM教育认为知识是不断更新的，是动态与发展的。不仅仅知识把知识放在科学、技术、工程与数学领域内的知识，而还要显现于科学的社会应用、技术与工程中的科学及数学原理等维度。就是我还要学习课外的知识。这一点很重要，在物理实验的教学上，一个很普通的物理现象，但学生缺乏课外知识，而往往不能理解。他们的思维就固定在课本中，走不出来，如静止般一样，缺乏动态性。3回归性指出课程要具有可反思的价值和余地。在课程的实施实践中逐渐凸显反思的价值。如，实验教学，不是所有的实验都能一次就成功的。实验都是经过一次次的改良，反思才成功的，而现在的初中生孩子在这一阶段是兴趣最浓厚的，同样是最爱反思的，我们的教学就不能剥夺，还要去体现他们这方面的价值。4实践性学以致用，这是从古至今就提出来的。可现在的教学却忘了，让学生只注重课本，而不懂得实践。但STEM教学又从新提了出来，把所学的知识实践起来。在初中物理实验教学起到很大的作用，实验本就是一个操作性的学习，只是老师讲解，不自己去实践，学习起来就很困难。很难理解到这事物发生的本质。5多样性科技在发展，多媒体在逐渐成熟，教师的课堂同样可以多样性。课堂不在拘束在黑板，讲台上。初中物理实验的讲解，已不再只是听从老师的口中的叙述和书本上的图画。可以通过现代技术去演练，播放给同学观看。打破物理实验课堂的局限性，使课堂更加的灵活与生动起来。2、STEM理论与物理实验教学随着《义务教育中学物理教学新大纲》和《全日制义务教育物理课程标椎》的颁布实施，拉开了中学物理教学变革的大幕，人们对学习物理的目的与自身价值和功能的认识更加全面化、人性化。2.1中学物理新课标的解读【5】传统教学中以老师为主，学生为辅的教育模式也不适用于现在。这样的应试教育往往限制了学生的发展，让学生只是为了学而学，但学而不能运用。同样在应试教育的评价下，往往只是以成绩作为评价的标准，老师做不到关注到每一个学生。【6】所以在2011年版“新课标”课程基本理念中提到：面对群体学生，提高学生科学素养；从生活走向物理，从物理走向社会；注意学科渗透，关心科技发展；提倡教学方式多样化，注重科学探究；注重评价改革导向，促进学生发展。同时我们要达到提高学生的科学素养，让学生：学习终生发展必需的物理基础知识和方法，养成良好的思维习惯，在分析问题和解决问题时尝试运用科学知识和科学研究方法；经历科学探究过程，具有初步的科学探究能力，乐于参加与科学技术有关的活动，有运用研究方法的意识；保持探索科学的兴趣与热情，在认识自然的过程中获得成就感，能独立思考、敢于质疑、尊重事实、勇于创新；关心科学技术的发展，具有环境保护和可持续发展的意识，树立正确的世界观，有振兴中华、将科学服务于人类的使命感与责任感等课程目标。其中我们选取几点基本理念进行分析：①面对群体学生，提高学生科学素养，注重学生的全面发展。孔子曰：“知之者莫如好之者，好之者莫如乐之者”。在物理教学中，教学成为学生愉悦情感体验的过程，同时改变我们以往的压服、抑制、独断的方式，真情关注每一位学生，为每一位同学提供相同的机会，建立民主、和谐的师生关系。要以学生为主，老师为辅的教学。在教学中多增加趣味性，一些活动，来调动学生的积极性。根据每一个学生的特点进行教育。例如：物理的教学上，在讲参照物的时候，教师可以问到：“在生活中，假设一颗子弹向你射来，你能否伸手抓住？可在第一次世界大战中，就发生了伸手抓子弹的新鲜事，可能吗？请看书……”这样以奇特的事情激发学生的求知欲，轻松的把他们带入下面的课堂学习。②注重从生活走向物理，从物理走向社会。传统的应试教育，老师是把知识“灌进”学生的脑袋里。相对于这种“灌输式的教育”能给学生带来良好的成绩，但以只能带来好的成绩，对于生活中的应用就明显的不足。只会理论知识，而不能实际的应用。“新课标”则要改善这种情况。老师在物理教学的时，要多用生活中的例子。取材取决于生活中，对学生进行讲解，学生对其所学的知识在运用到生活中来。让学生从熟悉的生活现象中去探究认识物理规律并将其运用到生活、生产中去，对物理随时保持着兴趣。例如物理教学中，可以让那些喜欢玩乒乓球的，从乒乓球的比赛中的上旋球与下旋球来分析气流对压强的影响，慢慢衍生到列车站的安全线的作用等，可见只有生活走进物理，学生才知有趣，只有物理走向社会，学生才能体会到物理知识的价值所在，为以后的学习、工作打好基础。③提倡教学方式多样化，注重科学探究。在传统教育的下，学生的教育都是在老师的安排下学习。缺乏一种自主学习的能力。所有的学习都在一种强硬的状态去学习，学什么，要了解什么都是老师安排好的。在“新课标”的理念下，我们要打破这种现象，要使学生被动学习变为主动学习，让他们像科学家进行科学研究一样，在探究中发现规律，体验乐趣，要求教师做好学生探险的领航员。让学生在知识的海洋里，能自主的探索。老师不是一个“放牛人”来鞭笞“牛群”前进的方向，而是一个引路着，指明前进的方向，让学生自我的去探索，去发现沿途的风景。这就要老师灵活采用教学方式，提供多样的教学方法。例如：“电压表”的教学中，我采用了边讲边实验的教学方法，先让学生结合电流表的学习，去“猜”电压表的使用，再让他们去“议”，然后让他们动手去“验”，最后让他们去“合”，这样便将教师的讲授与指导与学生手脑并用的研究和探索有机的结合起来，体现了“学生为主体，教师为主导”的新课程教学理念，同时，有利于培养学生观察实验的能力、逻辑思维能力的培养以及自始至终保持高昂的学习兴趣和旺盛的学习精力，便鼓励在物理教学中合理运用信息技术。④注重学科渗透，关心科技发展。学科的教学要从以前单一学科的学习模式改变过来，不在把每一学科分的很详细，师生应注重学科间的渗透，关心科技的发展，树立起科学的世界观。在教学时，对知识的讲解，可以融入其他科的理解方法，其它科目的知识。在学习时，相互的渗透。就如在学习物理速度这一章节时，我们就可以运用数学的知识进行理解和运算来讲解，这能让学生更好的接受，也能更好的理解数学知识。2.2新课标下的物理实验教学【7】与传统意义上的初中物理课堂相比，新课改背景下的初中物理课堂更加重视培养学生的创新能力与综合素养，更加注重学生实验能力与动手操作能力的提升。新课程理念指出，要重视学习的体验、感悟和亲身经历，重视实验探究式的学习。初中物理是同学九年义务教育必修的一门学科，物理同时是一门实验性较强的学科，同学就要开始接触实验。在做实验时，让学生通过观察、去实际操作、亲身感受等方式，经历一系列的科学探究，同学在此过程中能能学习物理规律，构建物理概念，学习理科的学习方法，建立自己的科学观。物理很多定律，概念，规律都是通过实验所得，这样让学生明白我们所学的知识都是经过重重困难得到的，使学生更加的敬畏知识，敬畏这些伟人。进行一定的思想水平教育。如：“声音的传播需要介子，用真空罩闹钟实验。”就是通过实验的演示，然后通过对实验分析，得出声音的传播需要介子，真空不能传声的规律。物理实验是物理物理素质教育非常重要的方面，通过实验培养学生动手、动脑能力，是现代教育的重要特征，所以应加强实验教育，重视分析实验原理、实验误差，实验中注重科学态度和方法。促使学生更深刻的更牢固地掌握物理规律，激励学生热爱科学，培养科学素质建立正确的世界观。2.3STEM理论下的物理实验教学1传统实验教学的缺点（1）枯燥无味：在传统实验教学上，多数情况都是教师直奔主题讲解，把观点直接抛给学生，就进行题目训练。感受不到实验的乐趣。（2）动手能力弱：由于教育资源缺乏等一些因素，学生很少能自己动手做实验，大多实验就是根据老师讲授，书上的描述，题目中知道的。没有自己去做，自己去感受，减弱了学生的动手操作能力，只会理论知识。（3）理解不透彻：前面提到物理是一门实验学科，很多定理、规律、定义都是根据做实验得来的，但在传统的实验教学，却不怎么重视实验，学生感受的少，理解起来就会很困难，还有可能会产生一定的理解误差，进行错误的理解。（4）缺乏实际性：传统实验教学，没有讲究要去贴近生活，所以在一些实验演练，太过于专业化，就只是器材演练，缺少生活小实验，同学不能融入其中，不能应用于生活。（5）缺乏合作性：同学在自己都很少能做实验的情况下，就更不用说，团体实验，同学们的合作。2STEM理论下实验特点①一定情境下的教学，引起实验兴趣对于课堂。对于学生，要提高他们的学习兴趣。如对一个物理实验讲解，不要一开始的就直奔主题，把过程告诉学生。这样的教学，让学生枯燥无味，对已经知道的问题，就缺失探索的意愿。但学生实际是没有搞懂这个问题，没有自己去思考。对实验的理解就有一点缺陷。一个学生最好的学习就是来之与兴趣，对一件事有了兴趣，才有学习的动力，才会用自己的热情去学习。同样需要把这种思想代入我们的初中物理实验中。初中物理实验本身就具有一点的趣味性，但我们需要一个好的开端，在教学中会有事半功倍的效果。提升学生兴趣最好的方法，让学生产生矛盾，提出违背学生日常认知的物理现象。如：“再讲电压的时候时，大家都知道人去摸电线，都会有生命危险，可是，高压电线工作人员在带电的高压线上工作时，却没有什么事，这是为什么？”创造这样的一个情景，来提升学生的学习兴趣。同时满足新课标中保持探索科学的兴趣与热情，在认识自然的过程中获得成就感，能独立思考、敢于质疑、尊重事实、勇于创新的目的。②与生活实践紧密相连。物理实验讲究的是让学生理解物理知识。特别是才接触物理学习的初中生。如果是太过于复杂的物理实验现象，脱离学生平时所接触的事物，这是在加深学生的学习负担。他们在理解学习方面都不经如意，同时加大教师的教学负担。则教师在选择物理实验的时候，尽可能选择生活中常见的物理现象，联系实际，这样是在学生一定认知基础上在进行学习，学生会更有学习的动力，会有想去探索。引用生活中问题，给学生讲解，在举一反三，在遇到相同问题是就会去自己解决解释。达到新课标中学习终生发展必需的物理基础知识和方法，养成良好的思维习惯，在分析问题和解决问题时尝试运用科学知识和科学研究方法。③【8】综合教学。新课标中提倡学科渗透与相互联系。而STEM教育同样是把“科学、技术、工程学、数学教育”这四方面综合教学，在这一点都相同。则在初中物理实验中，我们就需要这样去教学。如“探究匀速运动实验”要用数学方法计算，推导，在讲解时，还能让学生观察一些科技，工程，有没有运用这物理现象，提高他们的兴趣。用科学的理论来解释。不再是单一学科教学，让他们养成互惠贯通的习惯。④课堂具有多样性。这不仅在是STEM教育所要求的，新课标中同样这样要求。教师的教学不能在过于单一，可以通过多种多样的模式教学，如：“团体合作，制作小玩具、记录身边物理现象、游戏亲身感应、多媒体视频播放。”等方式来进行教学。⑤具有较高的操作性。新课标中和STEM教育都明确的提出要加强学生的实践动手能力。在设计物理实验时，我们就要具备这样的特点。学生都是一害怕失败的一个群体，大多不敢自己操作，或者想操作，却不能操作，这样教师就要去提供。STEM理论，新课标都对此提出，多让学生实践，学生动手，培养他们吃苦耐劳，永不放弃的科研精神，同时还提高他们的动手能力。不在知识学习理论知识，还要有实践能力。3、STEM理论下中学物理实验教学策略3.1物理实验类型及教育功能物理实验的按形式的不同，可以分为四种：教师演示实验、随堂实验、学生操作实验、课外实验教师演示实验：演示实验过程有较强的直观性，实验的关键过程核试验结果一定要在学生的共同参与下完成。这样的实验要直观简单，有一定的可视度，现象简单易见，能很好的展示主题能容，为了方便同学观察，尽量的用大型的仪器或用实物投影仪放大。随堂实验：主要体现在简单方便上，如材料简单易得，操作简单，时间所用的少，实验现象明显的特点。学生操作实验：学生操作实验不同于演示实验，它强调学生的操作过程，是为了让学生对实验现象观察的更仔细，培养学生的观察能力；有的是增强学生的感官刺激，激发浓厚的兴趣；有的是为了使学生更深入地了解仪器的结构和性能，提高学生的操作技能。课外实验：课外实验是学生对物理知识的由认识到理解的一种桥梁，它能激发学生学习的兴趣，培养学生的实验技能，科学态度和良好的学习习惯，也是培养创新精神、实践能力的一个重要途径，是课堂教学的延伸，是创造发明的基础。3.2STEM理论下演示实验实施策略【9】STEM理论下，演示实验可以科--技结合起来教学。课堂教学是实施素质教育的主渠道，是学生学习、实践活动的主阵地。要改变以前的教育方式。要让老师走下讲台，融入学生当中去。但以前基础设施的不完善与科技水平的不高，长期以来的物理教学的主要形式就是教师讲解教科书使学生掌握物理知识的内容，形成了一种恶性关系，学生学习没有兴趣，参与度低。现在的学校基础设施完善了起来，科技水平同样的达到了一定的高度。演示实验就不在是只从教师的口中出来，一些难以把实验器材的带入教室的实验，教师就可以运用计算机模拟物理实验，传输在多媒体上让学生直接明了的观察物理现象，营造一种舒适的学习氛围，增加课堂的趣味性。课堂上，老师不在解决学生的所有问题，而是学会怎么引导学生自主的研究探讨解决这问题。让学生转变学习中的这种被动的学习态度，能自主探究与合作的学习方式。在做演示实验时，轮流邀请2、3名同学到讲台上辅助老师组织实验。有效的刺激学生参与实验的热情，又利于上台的同学得到最佳的实验观察效果，提高师生的相互沟通，使教学气氛更加的和谐。在演示初中物理实验的过程中要立足与培养学生的独立性和自主性，引导他们质疑、调查和探究，在实践中学习，合作学习。教师在课堂从以前的“抓”，变成以后的“放”，多让学生动脑、动手、动口，自己发现问题并解决问题。但“放”也不是意味着放任自流，而是科学的引导学生自觉的完成探究活动，当学生在演示时中遇到困难时会加大学生探究的兴趣。在初中物理实验教学上，我们摒弃学科的界限，在演示的时候，渗透别门的知识来对物理实验教学，相互融合、相互理解。如做“摩擦起电实验”时，为了让学生更加了解是怎么带电的，教师运用科技技术，模拟电子运动的模型，把微观物质的运动搬在宏观的世界中来，利用多媒体播放，让学生直观的去观察理解，同时提高学生学习的乐趣。3.3STEM理论下学生实验实施策略物理学的基础是实验，尤其是在初中物理教学中，实验教学从始至终贯穿整个物理学习。物理实验蕴含着丰富的物理思想和物理的教学与研究方法。STEM教育与新课程都强调学生的操作性，实践能力，对学生的操作实验比较重视。但在初中学生这个阶段，他们的生理及心理特征决定了他们对抽象的物理概念理解是比较困难，难以接受。所以学生的操作实验不再像以往那样严肃和规范，而是更注重趣味，更贴近生活，更简单易行，更突出某一方面的教学功能。①实验内容贴近生活，最好就取决于生活，用生活中的常见工具来做个实验。像小孔成像、覆杯实验、小纸锅烧水、用铅笔芯控制小灯的亮度等实验都有以上的特点。这就需要教师自己多关注生活，从生活中取材，方便学生自己动手做实验。②用现代科技改进教学手段。在物理教学中，能用实验讲解的时候，尽量用实验讲解，多让学生做实验。自己动手做了这一件事时，自己会更加印象深刻，在做的同时也把知识与原理学习了一遍，比单纯的老师讲解有效。再不能用课堂做实验的实验，就要学会利用身边的科技，用多媒体进行演示实验，让学生自己操作。③对学生进行基本的测量技能训练。学会对基本仪器的使用和数据读出能力，仪器，设备的组装或链接能力，故障的排除能力等三方面的培养。这些在对以后的学习都有很大的帮助，则教师要在这几个方面多下功夫，把仪器讲解清楚。在学生实验时，认真观察自己的实验，培养学生的观察能力。在做新的物理实验的时候，提前的告诉学生预习，可以去查找资料，看视频，科学，技术，初步的了解，在跟教师做完演示实验的时候，可以根据自己查的资料和才看的演示实验来进行简单的讲解。④培养学生的合作学习，探究性学习。学生的实验要能足够体现学生的操作能力，合作能力。学生进行分组实验，每一个小组选取小组长管理自己的小组，合理的安排小组成员任务，在遇到问题时，共同的探究与讨论。同时结合各个成员的意见，还可以对实验进行改良，发挥每一个学生的聪明才智。3.4STEM理论下课后实验实施策略【9】课后实验可以科工结合，做到实验与教学内容的有机集合。在学过“凸透镜”成像特点后，指导学生做“照相机”的课外实验，学习了热机知识后，指导学生自制蒸汽机风车等，以深化和巩固知识，同时锻炼学生的动手实践能力，培养科学探究能力与解决问题的能力。在以前传统的教学，课后的活动，就是疯狂的刷题，让学生在题目中对知识进行巩固，只进行理论的学习。根据“新课标”的要求，我们要求学生从理论知识转化为实践探究。但课堂时间是有限，45分钟学生的学习，就很少有机会自己探索，教师就要好好的利用课后时间，同时也要解放学生的课后时间。虽然课外实验在课下进行，但能反映出的物理规律仍然是科学、严谨的，所以也同样要以严格认真的科学态度进行。工程的实施研究同样需要这些要素，同时课外实验以工程设计任务为框架让学生做实验，更能激发学生的兴趣爱好，愿意动手实验。科学与工程相互结合，在激发学生学习兴趣、提到学生的动手能力时，同时还把所学的科学知识巩固的一遍。在课后活动中，还可以进行分组活动，一些工程设计需要多人完成，这样可以培养同学的协调合作能力。每个人都发挥自己的价值，体现自己的独特魅力，加大同学们的信任与团结，同时发现生活中乐趣。【8】新的教材中，添加了新的元素“想想做做”，是教材的有机组成部分，是新教材的优越性之所在，对培养学生各方面能力有很大的帮助。教学中若把这些内容放在恰当位置正确使用，与相应的知识点有机的联系起来，能起到事半功倍的效果。这一部分内容在课后活动中同样可以安排给学生来做。

4、STEM理念下中学物理实验教学案例教学设计

声音、光线、以及电是现在生活中常见的物理因素，是在初中物理带入学生进入物理殿堂的“引路者”，让学生了解物理，则要用实验来提升学生对物理的兴趣，喜欢上这一门课程。则我根据STEM理论下来设计“凸透镜成像规律实验”教学。设计：凸透镜成像规律【13】S(科学)：学生知道透镜的光心、主光轴、焦点和焦距，凸透镜成的像的虚实、大小、正倒跟物距的关系。①物距大于焦距时成倒立的实像，物距小于焦距时成正立的虚像。②物距大于2倍焦距时成倒立缩小的实像，像距在焦距与2倍焦距之间；物距等于2倍焦距时成倒立等大的实像，像距等于2倍焦距；物距在2倍焦距和焦距之间时成倒立放大的实像，像距大于2倍焦距；物距小于焦距时成正立放大的虚像。③凸透镜所成的虚像都是正立的，凸透镜所成的实像既有放大的，又有等大的和缩小的，但实像都是倒立的。④成实像时，物体越靠近焦点所成实像越大，越远离焦点所成实像越小；成虚像时物体越靠近焦点所成虚像越大，越远离焦点所成虚像与小。T(技术)：学生能够利用凸透镜去观察物品，达到自己想要的结果，能让自己在观察物体的时候出现放大或缩小的像。E(工程)：学生通过自己学习了解后，可以自己动手去制作简单照相机或者投影仪。用一块凸透镜和其它的一些辅助性的材料简单制作，并用自己制作的照相机或投影仪，去观察某物体或放大视频影像。M（数学）：学生能够统计观察，在已经确定焦距的时候，我们一步步地靠近凸透镜，改变物距，记录每一次物体的距离并记录相应改变的相的距离。观察像的大小，方向，经过数学统计与计算归纳，得出凸透镜成像的规律。教学过程课前先播放一段关于凸透镜成像科学视频，提起学生的学习兴趣，并进行简单的讲解，导入这节课的主题，凸透镜成像规律的物理实验。教师先拿出实验器材：光具台，蜡烛，光屏，凸透镜，尺子等。介绍它们的作用与用法。教师在讲台上完完整整的操作一遍，把一些注意现象讲解给学生。然后进行分组实验，把实验器材发给学生，整理好桌面，因为要用到蜡烛、火，还要提醒学生的安全问题，以免发生火灾等事故。在学生整理好，教师检查后，在给学生点上蜡烛，学生进行实验，教师在一旁巡视，一是为了学生实验安全，二可以观察学生做的情况，进行一定的了解。等学生做完实验，记录好数据，就让学生进行讨论，对自己才做的实验，进行总结，让学生上台进行讲解，自己在做实验时遇到了什么困难，怎么解决的，展示自己小组的实验数据。教师在根据自己巡视观察与同学的展示相集合进行点评，指出错误，进行讲解，观察学生的实验数据是否正确，有没有认真的观察实验，好好地利用数学方法进行归纳。再在课堂上对学生进行一定的检测。布置课后作业，进行课后安排，收拾实验器材，离开实验室。教学成效的反馈STEM教育理论下，这样的教育下可以很好的帮助学生认识客观世界。提高学生学习兴趣，让学生从一个僵硬的课堂进入活跃，生动的课堂中来。从理论知识转化到实际中的探索与实践。加深学生对未知事物的细微观察和联系思考，带领学生了解课外的万千百态，让学生留心身边的细微之处，就能发现大自然给我们的启示，然后通过所学的物理知识重新认识自己在没有学习物理知识之前的不足加以调整，然后通过实验，思考能不能运用到实际生活中去。充分激发学生的创造潜能，从开始就培养一种