STEM SOS模式下初中物理復習課教學規律探究

王忠騰

摘 ? 要：針對中學物理復習課堂中學生課堂效率低下，對教學內容不感興趣的情況，將結合了項目式學習和探究式學習法的STEM SOS教學模式應用于復習課堂。通過教學實踐和討論總結，發現并且解決該教學模式在實際教學中存在的問題，形成切實可行可推廣的課堂教學模式。

關鍵詞：復習課；STEM SOS模式；減負增效

隨著國家“雙減”政策的落地，在日常課堂教學中，如何達到“減負增效”的目標是廣大教師需要探索和突破的一大問題。通過對STEM SOS模式教學理論的學習和實踐，這種教學模式十分契合當下物理課堂教學的要求，是培養學生科學素養，實現物理課教學目標的有效途徑。STEM SOS課堂模式在新課的教學中取得了一定的成效之后，本校教師繼續探索了如何將STEM SOS教學模式運用在物理的復習課中，以達到提高復習課的課堂效果。

長期以來，復習課的課堂效率處于較低的水平。一方面，復習課以鞏固舊知識為主，對學生缺乏吸引力，課堂學習動力不足；另一方面，學生對學習過的知識掌握情況相差較大，既有“跟不上”，又存在“吃不飽”，課堂容量很大，側重點不好把握，容易顧此失彼，增大了課堂的設計難度?，F有的復習課堂中，主要集中在科學思維的提高，而在物理觀念、科學探究、科學態度與責任方面，缺乏足夠的設計空間。

1 ?案例分析

STEM SOS模式下的物理復習課堂與過往教學模式截然不同，如圖1所示，STEM SOS模式下的物理復習課從身邊的一些項目出發，啟發學生利用已學習的知識解決項目中部分問題，通過合作討論、動手操作、數據分析等科學探究過程得到設計方案或者制作作品。下面以“內能與熱機”單元復習課教學設計為例，討論STEM SOS模式下的復習課的模式探究。

首先，教師引導學生確定課堂要探討的項目

教師分享近期國家航天成果“長征五號B”運載火箭搭載“神州十三號”飛船將中國航天員送到天宮號宇宙空間站。之后，提出項目設想：假設你是一名火箭設計師 ，通過本單元的學習，需要考慮到哪些問題？

在教師的引導下，學生提出這些涉及本單元知識點的問題：（1）火箭的動力能量來源；（2）火箭的燃料選擇；（3）火箭的發動機的設計；（4）火箭的發射架降溫。

接著，學生通過小組探討，針對剛才提出的問題回顧相應的單元知識點。針對問題（1），復習了內能概念、影響內能大小的因素、改變內能大小的方法等知識點。通過討論得到結論，需要足夠多的內能通過做功的方式轉化為火箭的機械能，才能保證火箭獲得足夠大的速度，到達指定的高度。針對問題（2），復習了燃料熱值的概念和關于熱值的計算。提出火箭需要的燃料要放出足夠大的內能并且質量較小，因此需要選擇熱值較大的燃料。針對問題（3），復習了汽油機和柴油機的構造和工作原理、熱機效率，提出建議，火箭發動機應該盡量提高熱機效率，減少其它能量損耗。針對問題（4），復習了物質比熱容的概念和特點以及關于比熱容的計算。提出發射臺周圍需要用比熱容較大的水吸收火箭發射時產生的熱量，避免發射架過熱。

為了使學生能夠更加直觀地感受到火箭發射升空的過程，讓學生課前制作了火箭模型（如圖2），課堂上進行匯報?；鸺曰鸩耦^火藥為燃料，實驗前，將2根火柴頭磨成粉末狀后裝入銅管?；鸺牡鬃迦脬~管，發射時用酒精燈加熱銅管使火藥燃燒釋放內能，推動火箭上升。

在觀察過火箭上升的現象之后，教師提出要測定該火箭模型的熱機效率，學生開展火箭熱機效率的測定設計（如表1）。

最后，教師布置實踐作業，讓同學們在課后優化火箭模型，提高火箭的熱機效率。

本節課中，學生思維活躍、求知欲強，在復習原有知識的基礎上，課堂生成資源豐富，形式靈活多變，充分體現了STEM SOS教學模式在復習課中的優勢。

2 ?STEM SOS教學模式的優勢

2.1 ?STEM SOS教學模式在復習課中激發學生學習的積極性

興趣是最好的老師，是學生學習知識的動力之源。復習課中，簡單地重復陳舊的知識點難以引起學生學習的興趣，使得復習課的氣氛較為沉悶，缺乏活力。而在STEM SOS模式下的復習課中，教師選擇最新的國家科技成果、身邊的熱點事件或者生活中的小發現為背景，調動了學生的求知欲，學生希望利用所學知識來解釋這些現象，從而主動去回顧知識，運用知識。

2.2 ?STEM SOS教學模式在復習課中開發學生的創造力

創新精神是科技進步、社會發展的動力，正是有了各種奇思妙想，使得生活更加舒適、便捷。中學生思維活躍，與時俱進，眼界開闊，具備有強大的創新能力。STEM SOS模式下的物理復習課為培養學生的創新能力提供了廣闊的平臺，課堂中，學生利用已有的知識為項目設計方案或者進行科技制作，通過不斷地優化設計，推陳出新，完善作品，激發了學生的創新意識。

2.3 ?STEM SOS 教學模式在復習課中培養學生知識的綜合應用能力

在階段性復習中，往往涉及到知識的綜合應用，STEM SOS教學模式能夠更好地串聯各單元的知識點，形成更加完整的知識體系。STEM源于科學、技術、工程、數學學科的綜合課程的開發，注重跨學科的綜合應用，而初中的物理知識就涉及到這四個方面的應用。將STEM的概念移植于復習課堂，進行跨章節、跨模塊的知識的應用，有利于構建完整的知識結構，提升了學生的整體綜合應用能力。

2.4 ?STEM SOS 教學模式在復習課中激發學生愛國熱情，培養民族自豪感

STEM SOS以國家最新的科技成就為項目背景，通過課堂學習，學生了解了宇宙空間站、北斗衛星導航、“蛟龍號”潛水艇等科技成果，了解了最新的戰斗機、航空母艦、導彈等軍事成果，了解了5G網絡、高速鐵路、核能電站等民用科技。通過項目學習，學生能夠感受到祖國的強大，同時知道國家發展的需求。從而，將自身發展與國家的現狀連接在一塊，看清發展方向，不由自主產生學習的動力。

2.5 ?STEM SOS 教學模式在復習課中提供實踐機會，培養創新意識

實踐是驗證理論的根本途徑，學以致用是知識學習的最終目標，STEM SOS為學生提供了動手實踐的機會。通過項目設計、制作，學生充分發揮想象能力，展示創造能力。在眾多作品中，既有水火箭、照相機、電動機、拋石機等簡易裝置，也有無接觸式垃圾桶、聲控水龍頭、4G遠程控制滅火車等創新裝置。課堂培養了學生的創新意識，使他們勇于創新、樂于創新、擅于創新。

3 ?在探索教學模式的過程中，遇到了一些問題并且進行研究

3.1 ?課堂中知識點復習和設立項目的先后順序

項目的建立需要已有知識的支持，而知識的應用又需要項目的引領，知識復習在前還是項目建立在前，在探索過程中出現了一定的困惑。通過多個課例的實踐發現，若先進行知識點的鞏固，則降低了進行項目的難度，有利于后續課堂活動的開展，但教學缺乏思維的啟發，不利于創新思維培養。若一開始就進行項目的設立，利用問題來驅動學習，學生帶著問題進行知識的復習，則課堂資源生成更加豐富，參與率更高。因此，STEM SOS模式下的復習課中應該先設定項目，然后用項目引導知識的鞏固。

3.2 ?項目的確定與物理模型的建立

生活中的實際問題往往涉及多學科的知識，涉及到物理方面的也利用了跨單元的知識，如何將真實情境簡化并且提取有針對性行的物理模型，是設計STEM SOS模式下物理復習課的重要問題。例如，關于北京冬奧會的冰雪，就可以設計出關于物態變化、密度測定、壓強計算等方面的課程。教師要針對教學目標，構建針對熱點問題的適合初中生探究的物理模型，項目模型具有真實性、科學性、適切性，便于課程的設計和教學目標的實現。

3.3 ?課堂中生成資源的開發與利用

STEM SOS模式下的復習課以現實情境為背景開發學生的創新思維，當思維發散的青少年遇上當下的熱門話題，就能產生豐富的且意料之外課堂資源，教師要探究如何在課中處理好它們。首先，教師從項目中提取與教學目標有關的內容，提出指向明確的問題，將學生引導到所要探討的方向上，避免無關問題的產生。其次，將課堂延伸至課前與課后，課前收集學生對項目的想法，做好問題預設，鼓勵學生課后對課堂的生成進一步地進行探討。課堂中，以學生為主體，不拘泥于原有設計，以設計、討論、匯報、相互評價為主要手段，鞏固知識點的同時培養學生合作、表達、動手等方面的能力，提高綜合學科素養。

通過近幾年對STEM SOS的教學模式的探索與實踐，促進了教師的課堂教學水平，對課堂教學效率的提升，學生的科學綜合素養的培養起到了促進作用，對新模式下出現的一些問題還需要廣大教師的進一步的探究與總結。