基于STEM理念的初中科學融合教學

任愛娟

摘要：STEM理念是以提升學生學科素養以及工程素養為主要目標的教育，注重運用多學科知識，引領學生高效解決實際問題，從具體問題的發現到最后模型的構建，進一步體現了學生的學科素養，能夠為社會培養出更多高質量人才。因此在本文中筆者將圍繞STEM教育理念，以初中科學融合教學展開討論，論述如何進一步促進學生核心素養的提升。

關鍵詞：STEM理念;初中科學;融合教學

中圖分類號：G633.98文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2021）18-067

在新課程改革背景下，注重課程教學的綜合化，在具體教學中有效解決當前學生高分低能的現象，要求教師在教學中注重培養學生的動手實踐能力，借助不同學科之間的整合，全方位促進學生綜合素養的提升，當前各種不同教育理念逐步受到人們的關注，其中STEM理念則受到教師的重點關注，這一教學理念在科學教學中的應用可以進一步提升學生的創新能力，促進學生自身實踐操作能力的提升，因此在本文中筆者將針對STEM理念的初中科學融合教學展開分析。

一、基于STEM理念的初中科學融合教學原則

1.綜合性原則

STEM理念本身具有教育綜合性，因此要求STEM理念下初中科學教學環節中也應當具備一定綜合性原則，在具體教學中，教師應當注重將科學、數學以及工程技術等不同知識內容進行整合，讓學生在學習中善于運用綜合性知識解決實際性問題，進一步提升自己對STEM理念的理解，全方位培養學生解決實際問題的能力。

2.實踐性原則

STEM理念本身而言強調了學習實踐性，那么在STEM理念下注重設置科學課程內容環節中也應當注重實踐性，引領學生積極主動參與到科學實踐活動中去，同時對科學知識的學習不要僅局限于課本知識的學習，應注重積極鼓勵學生對科學知識進行大膽想象以及深入探索，在探索中提升學生的科學認知能力。

3.社會性原則

STEM理念下的課程注重社會性原則，也就是涉及的探究性話題一般都是與社會相關的主題，從而引領學生進行社會性思考，其對學生的思維能力培養具有一定的促進性作用，還可以進一步提升學生解決實際問題的能力，讓學生將所學習到的內容用于解決實際問題，全方位提升學生解決實際問題的能力。

二、基于STEM理念的初中科學融合教學策略

1.注重多學科的融合性，掌握基本知識

大量實踐研究表明，如果將學習內容劃分為單獨的學科，那么學生在學習中就無法將各個學科的內容聯合起來，實現跨學科教學，其主要目的是進一步幫助學生構建不同學科知識之間的相互聯系知識框架，幫助學生更加深入了解科學知識，這樣的跨學科學習理念，恰好是STEM理念所積極倡導的。STEM理念倡導讓學生學會利用跨學科方法進一步解決實際生活中所遇到的具體性問題，讓學生在做中學，學中做，其實踐則是學生對理論知識從認識到踐行的環節，并在具體實踐中深入感知到科學知識的魅力。對初中科學學科而言，利用STEM理念為學生營造跨學科教學情境，善于將不同學科知識內容融合在一起，引領學生在具體實踐活動中深入感知科學知識的魅力，有效掌握科學基礎知識，促進學生科學能力的提升。

例如，在《聲音的發生和傳播》教學中，教師借助PPT的方式為學生呈現不同物體在發聲的時候有什么樣的特征，讓學生深入實踐，進行探索與發現，并在發現中了解到發聲的物體在振動，然后設計科學小實驗，敲擊音叉，聽到聲音，發現音叉在振動，之后用手扶著音叉，音叉則停止了振動，那么學生就不能聽見聲音了，為了進一步驗證音叉在發出聲音的時候正在振動的現象，讓音叉觸及水面，發現水面濺起水花，則說明音叉在振動，發聲的音叉觸及了懸掛的乒乓球則會看到乒乓球被彈開，由此可以得出音叉在振動，之后深入探究音叉振動幅度和音叉發聲大小之間的關系，學生利用所學習的數學知識進行計算與探究，使用NB物理實驗，觀察不同頻率的音叉振動時波形有什么不同，在具體觀察中了解到音調高的波形更加密集一些，聲音的頻率也會比較高，低音調的波形則比較稀疏，聲音的頻率則比較低，學生在具體學習環節中深入體會到科學知識的魅力。

2.注重問題教學情境創設，培養學習興趣

STEM理念主要是進一步強化科學、技術、數學以及工程等多個學科的融合，踐行“STEM理念”教育方針，進一步培養更多科學技術人才，針對當前科學教學現狀，適當性融入其他學科知識，因此教師在具體展開科學課堂教學環節中，注重利用問題情境創設教學方法。在具體課堂教學中，善于激發學生科學學習興趣，確保學生在獲取知識過程中，善于啟發學生展開思考，提升學生自我認知能力，引領學生對具體問題展開深入探究與思考，積極尋求全新方法，設計科學小實驗，在具體實驗驗證中提升學生的科學認知，并激發學生的科學學習興趣，促進學生自身綜合能力的提升。

例如，在《二力平衡的條件》教學過程中，教師為學生創設具體問題情景，在不破壞空罐子的形狀，同時不借助外物的支撐，如何才能夠將空罐子斜立不倒呢？之后教師直接往空罐子中加入水，讓空罐子斜立，讓學生具體探究，并吸引學生的學習注意力，帶領學生共同回憶之前所學習的物理知識——牛頓第一定律：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總是保持靜止狀態或者勻速直線運動狀態。之后教師為學生呈現靜止狀態的物體，一起探究靜止狀態下二力是否平衡，之后探索驗證二力平衡狀態下的條件：兩力大小相等，方向相反，作用在同一物體上，且必須作用在同一條直線上，并最終得到二力平衡的結論，之后教師為學生呈現證明二力平衡的實驗器材，讓學生根據所學習的知識選擇合適的實驗器材，并設計科學小實驗， 驗證二力平衡，深入探究二力平衡的條件，并在具體探究中了解相應知識，提升學生實驗學習水平，并在實驗探究中掌握科學知識。

3.提供強有力科學支撐，強化知識應用

為了進一步提升學生學習興趣，教師可以借助科學實驗教學讓學生深入掌握科學知識，進一步指導學生對具體知識的理解與掌握，同時強化科學知識具體應用，進一步引導學生注重科學知識在生產和生活中的應用。在具體科學課堂教學中，如果教師一直為學生講述科學基本理論知識，對學生而言可能會比較單調與枯燥，導致學生對科學知識的理解更多停留在表面，不利于學生對科學知識的深入把握。因此教師可以嘗試為學生設計擴展性科學作業，為學生提供實驗依據，之后對學生進行小組劃分，讓學生以小組的形式展開討論，并在實驗中形成對科學知識的認知，在動手實踐中深入理解科學知識，并具體運用到科學實踐問題的解決中去。

例如，在《水的組成》教學過程中，關于水在日常生活中學生經常會看到，但是對水的組成依然一無所知，并不是很了解，之后教師為學生呈現水是氫元素和氧元素所組成，之后設計證明實驗，學生以小組為單位共同探究實驗設計環節，先通過查閱資料了解到：水具有很高的熱穩定性，即使加熱到2000k，也只有0.588%的水才能分解，并在搜集資料中了解到霍夫曼水電解器、微型水電解器，并了解氫氣的性質，氫氣一般是無色、無味、氣體，難溶于水，密度比空氣小，并具有一定的可燃性，之后在水電解過程中，將水分子分解成為氧分子和氫分子，為了證明氧分子和氫分子，為了驗證氧氣的存在，則將帶有火星的木條靠近氣體，發現木條復燃，為了驗證氫氣的存在，用燃燒的木條點燃氣體，發現火焰呈現淡藍色，在具體實驗中帶領學生共同探究，了解水的組成，升華學生的認知，并有效運用所學習的科學知識解決生活中的實際問題。

4.強化課內外知識融合，恰當融入生活

STEM教育是四門學科內容的有效融合，在初中科學教學中不僅包含了基本的科學知識常識性內容，同時還包含了相關技術與數學知識等，因此在展開具體科學教學中，教師應當注重將課內外知識緊密結合在一起，并注重對科學課堂教學知識展開合理化教學，進一步保護學生的好奇心以及求知欲，全方位提升學生科學探究學習的積極性。在展開科學知識教學中，其中不僅涉及了科學知識，同時還包含物理、化學以及數學等不同知識，便于引領學生從不同視角了解與掌握科學知識，提升學生自我實踐能力，并適當融入生活，真正做到學以致用，讓科學課堂學習氛圍變得更加活躍。

例如，在《植物生命活動的調節》教學過程中，與學生共同走出教室，走進校園，在校園中能聞到了陣陣桂花的香味，為何桂花會同時開花呢？為何向日葵會對著太陽轉頭呢？為何含羞草對人的觸碰會害羞呢？等等，在生活中發現植物的不同行為之后，教師提出問題，不同的植物分別會對環境中的哪些刺激因素作出反應呢？讓學生對生活中的現象進行觀察，發現有的植物向著陽光長得非常好，這說明植物具有向光性。向性運動主要是指植物的運動方向與刺激的方向有關系，而感性運動則是植物的運動與刺激無關，還有向地性，背地性，植物的根向地生長，則是為了獲取更多的水分和養料。在學習中為了證明植物的向地性，設計了科學小實驗，將植物的種子朝著不同的方向放置，然后蓋上濕布，經過一段時間之后，就會發現植物的種子的根系無一例外都朝下生長，而莖則呈現出背地生長。在具體科學課堂教學中，更加關注學生實踐能力的培養，在實踐中運用所學習的知識解決實際問題，并善于從生活實際出發，激發學生的學習興趣，讓科學學習氛圍變得更加活躍。

綜上所述，初中科學知識比較貼合學生的生活實際，大部分知識是為了解釋生活中的一些現象，雖然很多學生對這樣的現象已經習以為常，并認為其背后沒有可以探究的奧秘，實質上恰恰是蘊含了豐富科學知識。因此，在科學教學中，注重關注學生的學習興趣，強化學生動手能力，鍛煉學生科學思維，注重恰當合理地引入STEM理念，提升自我專業素養，培養學生解決實際問題能力，真正成長為合格的社會主義接班人。

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（作者單位：浙江省杭州長河中學，浙江 杭州 310052）