摘要：初中物理课堂中，教师需要重点培养学生提出问题、解决问题以及延伸问题的能力，从而让学生充分发挥学习的主体地位。本文首先分析了初中物理教学过程中出现的各种问题及改革目标，并针对当前现状提出了一些可行性设计方法。同时通过实际案例，重点探究了如何有效利用STEAM理念开展创新设计。
关键词：STEAM教育理念；初中物理；案例设计
前言：
所谓的STEAM教育理念是指将工程、技术、科学、数学以及艺术教育进行有效结合，重点强调以科学知识为主的教育内容，通过数学工具正确引导学生参与学科工程技术实践，从而锻炼学生分析和解决问题的能力。在STEAM教育理念基础上，开展初中物理教学更加注重物理实践性，要求学生深入掌握相应的物理规律，同时联系物理实践，凸出学生课堂主体地位，在了解物理规律过程中及时有效解决问题。
1、初中物理教学的主要问题与改革目标
为了顺应时代发展要求，初中物理课堂需要积极改革，然而在实践教学中，仍有一部分学生不具备较强的创新能力和新知识迁移能力，课堂活动中，缺少参与的热情。新课程改革中，更加注重人文素养和科学观念的培养，当前课堂中，教师往往更加关注知识的传授，而忽略了物理课程三维目标的落实。为了不断提升学生的迁移和创新能力，教师需要创造生活情境，来拓宽学生思维；如果物理教师想要充分调动学生的主观能动性，课堂设计过程中，一定要凸显学生的主体地位。
2、STEAM教育理念
STEAM教育重点强调课堂设计的延展性，其目的是不断挖掘学生潜在的创新能和迁移能力，课堂上，要明确学生的主体地位，着重培养未来主导各个行业大战的全能型人才。科学、技术、工程、艺术及数学看似独立的五个学科，实际上彼此关联，是科技发展的重要基础，同时也是高素质创新型人才应具备的核心技能。所以，实际课堂教学中，STEAM教育理念是一剂催化剂，有利于基础教育课程改革的推进。现阶段，浙大附中、清华附中等全国60多所著名中小学已经开始实施STEAM教育课程。
3、基于STEAM教育理念的物理课程改革
具有学科特色的 STEAM 课程的开发与设计是实施 STEAM 一体化教育理念的重要环节，为培养学生的创新科技素养和实施课程改革奠定了坚实基础和有效途径。美国国际技术与工程教育学会提出的“6E设计学习模式”，将“科学探究”的思维与“工程设计”的进行有效融合，使学生能够进一步发现现实问题，充分利用跨学科知识，为整合性课程开发提供非常重要且准确的课程教学过程。”6E设计学习模式可分为六个渐进学习阶段，其简要描述和关系如图3-1所示。
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图3-1 “ 6E 设计型学习模式”学习阶段说明
4、STEAM教育理念下初中物理课程的创新与案例设计
4.1在科学实验研究中激发科学创新
物理教学过程中，科学实验探究必不可少。科学实验主要涵盖了提出问题、假设、设计实验以及观察结果等诸多要素。为了更好地完成STEAM教育目标及要求，教师有必要为学生搭建科学探究平台，组织学生在物理实验室中进行实践操作，让学生在实践过程中独立思考，同时还能培养学生科学严谨的态度，锻炼学生的创新能力和智力。在科学探究过程中，还应运用物理理论知识改造和优化原有的实验装置，从而掌握重难点，同时促进自身实验操作技能的不断提升。举个简单例子，在讲授《电阻和变阻器》时，教师鼓励学生结合以往实验经验和理论知识，大胆猜测下影响电阻大小的因素，之后教学在旁进行适当指导，将学生分成几个合作小组，分别设计实验方法，探讨物理实验方法，同时观察实验现象，记录真实的实验数据。因实验器材中提供了酒精灯，所以在实验操作时，一部分学生将直铁丝绕成螺旋状线圈，连接到原电路中，之后用酒精灯加热螺旋状线圈，仔细观察电流表示数变化。实验结束之后，学生会观测到，当螺旋状线圈温度升高时，电流表示数会减小；而当其温度下降时，电流表示数会增大。通过大量实践总结，学生会总结出电阻大小与温度、横截面积、材料以及长度有关。在猜想、设计以及具体操作过程中，学生的创新思维得到很好锻炼，从而掌握了更多实验操作技能，从而整体提升了物理实验课堂质量和效率。
4.2深入探索问题，培养学生的问题意识
众所周知，传统物理教学主要关注知识的累积和传授，学生也是通过常规思维来看待解决问题。为了冲出传统思想的束缚，教师需要充分发挥引导者的作用，以问题为重心，引导学生积极探究，努力培养学生问题意识，在发现问题、提出问题过程中，锻炼学生的思维转化能力。同时，教师要有意识地引导学生发现和提出问题，让学生在全面教学指导下，构建物理知识体系，进一步掌握物理概念和理论规律，掌握更多物理相关知识，从而更好地锻炼学生思维能力。举个简单例子，在学习《能量的转化与守恒》时，教师通过前面知识的导入，设计问题：“请同学们仔细回想下前面所学知识，同学们了解了动能和势能之间的相互转化，那么，在我们自然界中，不同形式的能量是怎样相互转化的呢？在转化过程中，又有那些规律可循呢”之后，教师通过演示实验。让兵乓球从一定高度落下，让学生仔细观察，同时提出疑问。有的学生会疑惑：“为什么兵乓球弹跳的高度越来越低？这些能量都去哪了？”结合学生问题，教师有意识引导学生进一步探究能量守恒定律，培养他们的问题意识，让他们在观察和分析中掌握更多理论重点，通过逐渐引导，建立健全知识结构体系。
4.3在小组之间分享不同的观点，以扩大学生的探究视野
以STEAM教育理念为核心进行有效整合，从而充分体现学科知识和不同概念之间的有效整合。在进一步探究实际物理实验时，各小组设计的实验方案，实验步骤和结果存在一定偏差。教师应针对学生存在问题，积极进行探讨和交流，同时，在相互分析，比较和反思中达成共识。举个简单例子，在讲授《光的色散》时，为了让学生真正感受世界的美好和绚丽色彩，使他们更加喜欢科学，教师给学生准备了白色光屏、三棱镜以及挡光板，让学生积极主动实验。学生需要将三棱镜置于太阳光下，及时调整位置，仔细观察、描述实验现象。教师需要鼓励学生一一列举一些与光色散相关的物理现象，让学生合作探究过程中，开阔知识面，从而感受物理知识给生活中带来的美好。
4.4评估实验内容，反思错误并加深认识
当物理探究环节结束之后，教师需要有针对性地评价学生实验结果，同时鼓励学生积极总结和评价自己的学习情况，教师在评价过程中，需要及时肯定学生的优秀实验设计方案和创新观点，与此同时，还应及时指出实验不足之处，让学生及时改正自己的错误，在反思中，不断加深知识的理解，同时促进知识掌握能力。举个简单例子，在学习《物态变化》中“温度”时，教师可以让学生加热自来水3分钟，之后用实验室温度计进行测温。目前大部分学生都不能全面认识实验室温度计，在测量液体温度时，决不允许脱离液体读数，温度计玻璃泡必须始终停留在被测液体中，并且带示数稳定后才能进行读数，与此同时，视线需要与温度计凹液面最低处相平。当教师发现学生出现操作错误时，不应第一时间指正，可以让学生尝试自己总结实验操作步骤和注意事项，之后再加以点评。教师在总结时，应及时表扬和肯定学生正确操作，之后指出大部分学生操作错误。为了让学生进一步认识到问题，教师可以做错误操作，将温度计脱离液体读数，且仰视读数，之后高速学生这是错误的操作，随后教师再进行一遍正确读数操作。
结束语：
综上所述，为了更好地创新开发初中物理课程，教育工作者应及时引入STEAM教育理念，助力教育改革，将现代教育技术有效融合到日常教学活动中，为学生营造一个跨多学科的学习背景中，锻炼学生动手能力，从而扩大他们的知识，提高学生的整体素质。
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