STEAM教育理念以提高学生综合素养为主要目标,鼓励学生在学习中能够主动进行探索与表达。初中物理所包含的知识点较多,单纯为学生讲述知识点,虽然学生短时间内能够理解,但却难以用所学习的知识去解决真正的困难。STEAM教育理念下所开展的跨学科教学,注重物理学科与其他学科之间的联系,使学生能够更为灵活地运用所学知识,更好地解决实际生活中遇到的各类问题。
1.STEAM教育理念概述
STEAM教育理念本身就是一门多学科融合的综合教育理念,旨在帮助学生在学习的过程中可以运用综合知识去解决实际问题的一种教育方式。STEAM中每一个字母都有一定的含义,其中S表示的是科学、T表示的是技术、E表示的是工程、A表示的是艺术、M表示的是数学。基于STEAM教育理念所开展的教学,希望能够消除各个学科之间的壁垒,实现学科知识间真正的融合,让学生在掌握知识的同时,也能够提升自身的创造力与创新力[1]。早期的STEM中不包含A也就是艺术这一内容,但是随着时代的发展以及人们对于STEM的深入研究,把A也融入其中从而形成了如今的STEAM教育体系,传统的STEM教育也成为了如今的STEAM融合教育。
2.初中物理跨学科教学的内涵分析
2.1以核心素养为导向
随着我国素质教育的改革与发展,在这一时期中我国教育领域对于学生核心素养的培育也投入了更多的关注。以物理这一学科为例,其核心素养主要包含物理观念、物理思维以及科学探究态度等多个维度。这些核心素养的融合,成为了物理教学开展的主要方向[2]。在培养学生核心素养的过程中,单纯使用传统的记忆方式,其效果往往不够理想。为此,教师就需要以核心素养为导向,让学生通过跨学科的方式不断地进行实践,掌握获取知识的能力,并最终实现学生综合素质的全面化提升。
2.2以物理学科为原点
物理除了课本中的各类知识点外,同时也是帮助学生了解与认知这个世界的重要工具。跨学科教学的重点则是保持物理学科特性的同时,帮助学生了解物理学科背后的严密逻辑,让学生能够了解物理与其他学科之间的关联性,真正理解物理这一学科的精髓,而不仅仅是掌握一些简单的物理公式。在实际进行跨学科教学的过程中,教师也需要鼓励学生跳出物理学科的边界,能够尝试通过跨学科的知识去解决实际的问题,并最终对物理学科内的知识进行审视与反思。
3.基于STEAM教育理念的初中物理跨学科综合教学策略
3.1把情境教学融入其中
初中物理课程中包含了一些较为复杂的知识点,学生理解起来较为困难。基于STEAM教育理念开展跨学科教学的过程中,教师可以尝试为学生创设情境,让学生在特定的情境之中去进行主动地探究,激发学生的学习积极性[3]。以物体的浮与沉相关知识点的学习为例。在学习此部分内容的时候,教师可以先给学生简单介绍一下安平桥,为学生播放相关的视频,并让学生观看后提出问题,“古代各类设备都不先进,人们如何能够建造出这样一座桥呢?石板又是如何进行安装的呢?”通过视频所创设出的情境,学生可以了解到这座桥在进行铺设的时候,主要是通过水路来进行运输的。接着教师可以继续提问,为什么石板这么重,但是其却不会沉底呢?接着让学生带着这一疑问去观看视频,学生通过观察可以了解到船只都是空心的。这时教师可以让学生自己动手,用橡皮泥试着捏出一个小船的形状,并把实心的小球放入其中,看看是否会沉底。通过这一实验学生可以观察到,借助空心法的方式能够有效增强排水的体积,增强了船只的浮力,因此在对石板进行运输的时候,虽然石板很重但是并不会沉底。在理解了这一情况之后,教师可以继续追问“把石板运输到相关位置后,怎么进行铺设工作呢?”通过视频所营造出的情境,学生可以直观看到平安桥桥面的具体铺设方式,了解到古人对于浮力的有效运用。借助视频可以使学生进入真实的情境氛围之中,让学生学习到相关沉浮知识的同时,也能够感受到我国古代人民的智慧,从而也进一步增强了学生的民族自豪感。
3.2整合跨学科教学资源
随着时代的快速发展,人工智能技术在各个行业中的应用范围也在不断扩大。在初中物理教学中进行跨学科融合时,教师也可以借助人工智能技术来对相关的资源进行深度地收集与整合,为物理教学的开展提供更多的可能。依托于人工智能的新媒体技术、网络交互技术、大数据技术等,在当前物理教学以及物理实验中都获得了较为广泛地使用,通过此类技术的使用也有利于进一步增强学生的体验感,使STEAM教育理念下初中物理跨学科教学的开展水平大幅度提升[4]。以声音的特性为例,在学习此部分内容的时候,教师可以先引导学生对教材中的内容进行简单的了解。比如,了解振幅以及赫兹等相关的概念,使学生对于声音特性可以有一个基本的认知。接着,教师可以为学生准备一些小型的乐器,比如常见的小铜锣,让学生进行演奏,课堂整体的氛围可以被充分调动起来。在学生进行演奏的过程中,教师可以让学生尝试分辨其中音乐的声音和噪音,尝试对其进行判断。同时,教师可以利用人工智能收集一些打击音乐以及管乐等各类音乐,为学生播放,让学生可以形成一定的音乐敏感性,能够有效分辨出声音的特性,加深学生此次课程的学习体验。把物理教学与音乐这一艺术学科相融合,不仅把学生带入到了情境之中,同时也实现了跨学科的融合,充分激发了学生的积极性。
3.3借助信息技术实现远程互动
如今,我国已经步入到信息化时代,在这一时期中学校在开展教学时,也可以尝试把信息技术融入其中,为学生建立起一个高校的在线学习平台,实现师生之间的高效互动,在促进物理跨学科融合教学效果的同时,也确保学生能够满足STEAM教育理念的发展需求。比如,教师可以开展线上教学,在教学中融入互动白板以及问答功能等,在进行授课的过程中,教师可以利用互动白板为学生演示相关的知识点,还可以通过在线投票等方式,及时了解到学生的学习情况,十分地方便快捷。传统课堂开展过程中,受时间等诸多因素的限制,使得教师无法顾忌到每一名学生的情况,也难以对教师及时作出调整,使得最终的教学效果不够理想,依托于信息技术所开展的线上教学则可以很好地解决这一困境。不过需要注意,在线上教学的过程中,资源是十分关键的,同时也是线上教学开展的基础。为此,教师需要积极搜集各类高质量的公开课等,把此类资料与线上教学相结合,进一步拓宽学生的知识面。除此之外,在信息化背景下,教师也可以及时通过移动设备与学生进行沟通,如果学生在学习中出现困惑,可以及时与教师进行沟通。这种立体化的互动方式,可以保证师生之间的高质量互动,同时也可以有效提高教学的互动性,为STEAM教育理念下物理跨学科教学的开展提供了一定的保障。
3.4物理与工程相融合
液体压力所表示的主要是液体对于容器壁内所产生的压强。在学习此部分内容时,为了帮助学生更好地进行理解,教师可以在教学中加入一些实验,使学生能够对液体压力的概念及其相应的测量方式有更加深刻地理解。比如,在教学中,教师可以为学生准备一个装满水的容器,在内部安装上一个压力传感器,借助这一设备来对液体压力进行测量。同时,可以把容器的形状以及高度等进行调整,使学生可以对其调整后的数值进行记录,以此来感受液体压力和容器形状以及深度之间的练习。与此同时,还可以让学生亲自开展一些实验,以获得更为深刻的感受。基于STEAM教育理念下开展的物理跨学科教学,教师也可以尝试在教学中引入工程的相关内容,使学生能够进一步感受液体压力和实际生活之间所具有的关联性。比如,教师可以为学生讲述一下,在对日常生活中的管道进行安装的时候,需要如何对液体压力进行考量与处理,应该如何选择更加适宜的管径以及管道材质,使学生可以意识到此部分内容并非毫无意义,而是与生活之间有着十分密切的联系。在这一基础上,教师还可以尝试引入一些数学概念,比如,在学习的过程中,学生可以通过计算液体对容器底部的压强,了解到液体压力和深度之间的具体关系,并可以在这一过程中让学生完成相应的数据分析,尝试计算不同液体的密度及其对于液体压力的影响,通过跨学科的融合,帮助学生意识到了物理与工程以及数学之间的联系,使学生在未来生活中面对此类问题时,也能够采取更加灵活的方式进行解决。
3.5分组合作学习
基于STEAM教育理念开展物理跨学科教学的过程中,教师也可以尝试借助小组合作这一方式来完成教学,使学生在学习物理知识的同时,也能够提高自身的沟通能力以及团队合作能力等。详细而言,在教学中教师可以基于学生的实际情况,对学生进行分组。首先教师可以先为学生设置与此次课程相关的问题,并让学生通过小组的方式对其进行讨论。在讨论完毕后,可以开展相应的实验,通过实验来验证此前的讨论是否科学。在过程中教师也需要发挥出自身的引导作用,及时对学生进行引导,使学生的合作能够始终朝着正确的方向前进。
结语:总之,基于STEAM教育理念所开展的初中物理跨学科综合教学,并非要求教师单纯地把物理这一学科与其他科目相结合,而是希望在这一理念下所开展的跨学科教学,能够使学生意识到物理学科与其他学科之间的关联性,在未来生活中遇到问题的时候,也能够灵活运用自己所学习的知识去解决,真正做到学以致用。
参考文献:
[1]周晓霞. 基于STEAM教育理念的初中物理教学策略研究 [J]. 学周刊, 2024, (17): 83-85.
[2]卢燕. 新课标背景下跨学科融合在初中物理教学中的应用探讨 [J]. 数理天地(初中版), 2024, (06): 78-80.
[3]杨雪香. 基于新课标的初中物理跨学科教学策略 [J]. 名师在线, 2024, (06): 14-16.
[4]董月华. 人工智能视域下的初中物理跨学科教学 [J]. 新教育, 2024, (23): 48-50.
作者简介:于倩(1993.11.20)女, 汉族, 辽宁大连人, 理学硕士,初中物理教师。