基于STEM理念创新设计实验的课堂实践,是在几位资深物理教师和STEM课程开发教师的指导和听课中进行的,课堂效果和氛围营造都非常好。在课后与部分学生就当堂学习体验进行交流,大部分学生表示很有乐趣,自己完成设计和制作很有成就感,还能和其他学生一起合作解决问题,有几位动手能力强的学生甚至表示可以适当加入更高难度的制作环节,以丰富课堂的成效展示。以下记录了与STEM课程开发教师的访谈过程,该教师有30年以上的物理实验教学经验,担任该校STEM课程开发的指导教师。
(1)您认为基于STEM理念开发设计的物理课程或实验主要是培养学生什么能力呢?
实施STEM教育理念的物理课程最希望培养学生的形象思维能力。物理是一门自然科学,要研究的是物质世界的基本结构、相互作用,还有运动规律等。当然,实验手段、思维方法也是物理学习的一环。物理这门学科在初中阶段有大量的物理现象,之所以设立这么多物理现象是为了给中学生的大脑提供一种形象思维的模型,这种模型可以激发学生学习物理的兴趣,学生学习书本上的知识有些会忘记,但是眼睛看到的实物一般是不会忘记的,这就是形象思维的好处。用这种方法去教学,去教物理实验,学生能真正学到东西,记住重要的东西。
(2)您认为新教师在物理教学中要贯彻STEM理念的话,应注重哪些方面呢?
开展STEM教育理念的物理教学就是要让学生觉得学习是一种享受的过程,感受到越学越聪明,要体现原来物理学科是把人变聪明的学科。实验本身就是物理特殊的教学方式,也是体现素质教学及高效课堂有效的方法,STEM教育和实验融合也是一种新的、重要的教学方式,我现在说个故事你听听:一个领导让工厂里的采购员去买“木螺钉”,那个采购员在外面跑了一天都没有买到,最后回到厂里说跑遍了所以的五金店都没有买到“木螺钉”。你知道为什么吗?这个采购员以为“木螺钉”就是木头做的螺钉,他这样找肯定是找不到的,木螺钉根本就不是木头做的,他为什么会犯错?就是因为他潜意识里觉得木螺钉就是木头做的,所以眼见为实,学物理也是一样的。你们在教物理的时候,首先要让学生爱上物理这门学科,不能让他们觉得学物理是在遭罪,还有要教学生那些生活里面真的用得到的知识和技能,让他们养成良好的思维习惯。目前,实施的这些STEM教育的实验对学生的创造性提升是很有帮助的,这些经验都是应该落实在物理教学中的。这样,学生才能有扎实的功底,既能考出高分,又能有良好的操作能力。
(3)之前设计的STEM理念的实验案例里面有一些是偏向教具制作类的实验,您对这类实验有什么看法呢?
用物理实验培养学生的创新能力,这是我们做实验的一种追求,物理学科还能培养学生在日常生活中动脑动手的能力,这是创新能力的一种方式,要做好物理教育,就得坚持开展课题,做好实验准备,平时我们说这个实验怎么做,这是知其然,说这个实验为什么这么做,这是知其所以然,这个实验还可以怎么做,这叫知其所尽然,自制教具的灵活性很强,你又要构思选材,又要创意策划,在这个过程中时间也有可能不确定,主要是材料方面的不确定,有时边做边思考,达不到实验要求还要停下来修改。对于同一个课题,灵活性还体现在它的表达形式上,比如我们在动量守恒定律这个实验仪里面,就有很灵活的教学手段。在研制的时候,各个球都是可活动、可取出的,大小不一样,质量也不一样。这个实验仪是经过很多次实验调整成的,选最好的摆长和球的大小配合,在演示探究碰撞不变量关系的实验中是特别好用的仪器,工业品和这个是没得比的。在新课程里,也提倡广大教师和学生参与制作、使用自制教学仪器。
(4)可以说说您听完我这堂课(“魔壶”与“魔杯”)的感受吗?
总体来说,课堂的氛围是好的,STEM理念的工程部分,可以说是到位了,学生肯跟着教师去做这两个东西,肯学,就是好的,但是学生有没有具体真的理解,教师后面才会知道,不过作为一种教学尝试是很好的。本来现在我们国家的STEM教育在物理这一块就很需要你们这些新老师来做这个事,学生很愿意看你们拿一节有趣的物理课来上,他们自己听着都舒服,他们也很愿意去做那些实验,只是学生的机会真的很有限。还有,你们这些刚开始教书的老师,一定要学会形成自己的教学方法,这一节课的STEM目标我都看了,你也是按照那上面的来设计这个课的,你最大的需要改进的地方是,要把这个东西变成你自己的教学方法,每一个教了很久的老师都觉得自己的教学方法是成功的,但是有没有效果就是在教的过程中打的这些基础,如果在平时就用很好的理念去教学生,时间长了教学方法自然就是效果好的。
以上是访谈的记录,经过这一次的教学实践,笔者对物理教师的施教理念有了更多的想法。正如这位教师所言,物理应该是一门将人变聪明的学科,教师之所以将STEM理念融入物理实验教学,正是因为传统的物理课程确实还有很大的提升空间,对教师来说这应该作为新的思路,也是新的挑战。如果有更多的新、老物理教师一起投入STEM理念的教学模式,对物理教学中把实验还给学生的呼声应该就不只是一句口号了。现今,STEM教育理念和国内的物理教学融合有很多的尝试,如校本课程、创客教育……这些好的教学尝试都应该得到更多家长和社会的支持,这位教师让我辈教师以好的科学、工程理念融入自己的教学理念之中,将物理课程变得更趣味化,让学生欣然接受物理的课堂教学,是值得笔者在日后的教学工作中铭记的。这次教学实践不会是结束,而是另一个开始,好的教学理念不应该作为天上的繁星来仰望,而应该埋进每一位教育者的心中发芽生长。
【注释】
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