论文stem课程实践研究

初中科学教学中stem教育理念的运用论文

在日常学习和工作生活中，大家或多或少都会接触过论文吧，论文是讨论某种问题或研究某种问题的文章。你知道论文怎样才能写的好吗？下面是我收集整理的初中科学教学中stem教育理念的运用论文，仅供参考，希望能够帮助到大家。

摘要： 课程教学的综合化是目前我国教育改革的重要教学目标之一。stem教育理念就是将科学、技术、工程与数学这四门学科进行结合的综合性跨学科的教育，在初中科学教学过程中，教师合理地融入stem教育理念，可以实现科学学科的综合化发展，提升学生的实际动手操作能力，高质量完成初中科学教学任务。本文将重点探究在stem教育理念的推动下，初中学科如何通过有效的教学策略适应教育改革的发展，高质量地完成科学教学任务。

关键词： stem；初中科学；教学探究；

stem作为一种全新的教育理念，不是简单地要求教师在教学中将科学、技术、工程与数学知识进行整合，而且需要教师将这四门原本分散的学科自然地组合形成新的教学主体，帮助学生在学习过程中不被单一的学科知识体系所束缚，促使教师能够在教学开展过程中更好地进行跨学科的整合，培养学生跨学科解决问题的能力。在初中科学教学开展过程中，教师合理地落实stem教育理念，可以为学生创建一个更为宽广的科学学习的平台，让学生能够在学习过程中得到综合性的学习锻炼，成为适应教育改革发展的优质人才，以此进一步提升科学教学的实效性。

一、stem对于初中科学教学的重要意义

初中阶段的学生逻辑思维能力还不够成熟，还需要具体直观的感性经验进行支撑。而stem教育理念主要是源于学生的生活、工程实践、新旧知识的结合以及直观的学习体验为出发点而进行的教学引导，它在科学教学中的合理融入，就可以有效地激发学生强烈的求知欲望与好奇心理，让科学课堂教学能够更富感染力，满足学生在科学学习发展中的个体需求。而且stem教育理念在初中科学教学中的合理融入还可以拉近学生与知识之间的距离，让学生能够在学习过程中将自己所学习到的科学知识与生活中所面临的各种问题进行互相联系，使得科学教学变得更具价值与意义。

除此以外，stem教育理念在科学教学中的合理融入，还可以改变传统以理论教学为主的教学模式，为学生创建一个更优质的发展学习空间，培养学生的实际动手操作能力，让学生能够在科学学习中的个性化发展与全面发展得到有机的结合，实现学生在科学学习中的综合性成长，促使学生今后能够快速地适应时代的复杂变化，成为新时代的优质创新人才。总而言之，stem教育理念对于初中科学教学的高质量开展来说具有非常深远的影响意义，它不仅可以从根本上提升科学教学的质量，还可以培养学生灵活的'科学学习思维与创新能力，让学生能够通过接受初中阶段的科学教育成为复合性的创新人才，以此从真正意义上完成科学教学任务，推动初中科学教学的高效开展。

二、基于stem的初中科学教学策略

（一）通过落实stem教育理念，提高学生的科学学习兴趣

众所周知，兴趣是学生最好的老师，是学生高质量开展学习探究的原动力。在目前初中科学教学开展过程中，激发学生的学习兴趣，让学生积极主动地进行科学知识的深入探索是所有科学教师在教学中所面临的重要教学任务之一。但是在实际教学过程中，很多教师由于受到传统教育观念的影响，在课堂教学中更多的是按照教材内容照本宣科地对学生进行知识的灌输，这种单一的教学模式很难活跃学生的课堂学习思维，导致学生的科学学习兴趣低下，甚至部分学生会因为课堂学习氛围过于沉闷而产生厌烦的负面情绪[1]。面对这种不容乐观的教学现状，教师在开展教学时就可以落实stem教育理念，合理地将科学教学内容与其他学科进行有效的整合，为学生创造一个优质的探究空间，让学生能够再深入探究过程中，逐步感受到科学学习的乐趣，以此提高学生的科学学习兴趣，保证学生科学学习任务的高质量完成。

例如，在学习华师大版科学九年级上册《物体的内能》一课时，为了帮助学生更好地探究温度与分子平均动能关系、分子势能与分子间距离关系、做功与热传递在改变物体内能上的关系，教师就可以合理地将物理知识与数学知识进行有效的融合，为学生创造一个更为广阔的科学探究空间，促使学生能够在深入地探究与思考中快速掌握这三个科学规律，以此帮助学生逐步挖掘科学探究的魅力，提升学生参与科学学习的积极性。如，教师在引导学生探究分子势能与分子间距离关系时，就可以引导学生运用二次函数图像来表示分子势能与分子间距离关系。这样就能够将科学探究的成果现象进行放大，让学生更加清楚地了解分子势能的大小与分子间距离的关系，帮助学生快速消化科学知识，逐步挖掘到学科之间的密切联系，感受到科学探究的乐趣，以此逐步提升学生的科学学习兴趣，为学生今后更高质量地开展科学探究创造良好的条件基础。

（二）通过stem教育理念，培养学生的实践操作能力

实验是初中科学教学中非常重要的一项教学内容，同时也是培养学生实践操作能力的重要途径。但是在传统的科学教学过程中，很多教师对于学生实验的认知程度并不高，有的老师会为了向学生传授更多理论知识点，而减少实验时间，而有的教师虽然会安排实验教学，但是更多的是以实验演示为主，学生只能作为一个旁观者进行实验观察。stem教育理念在科学教学中的合理融入就强烈地要求教师在教学中注重实验教学，引导学生通过实验来进行理论知识的理解与消化，提升学生的实践操作能力，帮助学生高质量地完成科学学习任务。例如，在学习华师大版科学九年级上册《滑轮》一课时，滑轮的实质其实就是一个变形的杠杆，但是由于初中学生的想象力与对动态知识的理解能力有限，学生在这个知识点的接受过程中，可能会存在着一定的困难[2]。为了让学生更高质量地完成课堂教学任务，教师在开展教学时就可以引导学生通过实验操作更直观地去辨认滑轮就是连续旋转的杠杆，是杠杆的变形，以此帮助学生顺利地解释滑轮的实质问题，促使课堂教学重点得以突破的过程中提升学生的动手操作能力，以此实现学生在课堂学习中的综合性成长。

如，在教学过程中，教师就可以让学生以组为单位用钩码代替重物，运用绳子和滑轮将其提到高处，探究使用定（动）滑轮是否省力？省距离？让学生在反复的实验操作中得出使用定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向，s=h，F=G。使用动滑轮可以省一半的力，但费一倍的距离，不改变力的方向，s=2h，F=G/2。在得出这个结论以后，教师就可以引导学生想一想为什么同样都是运用滑轮提升重物却会出现不一样的结果，学生分析过程中，教师还可以引导学生将一根杠杆挂在支架上，用力让杠杆旋转（越快越好），让学生直观地发现原来连续旋转的杠杆就是滑轮的雏形，而滑轮则是杠杆的变形。既然滑轮是杠杆的一种变形，用三种杠杆的特点，就很容易解释为什么定（动）滑轮会有不同效果问题。通过实验操作引导学生探寻科学知识的真理，不仅能够让科学理论知识变得更加透明、直观，便于学生进行理解，还可以有效地培养学生的动手操作能力与实验探究能力，实现学生在科学学习中的综合性成长，促使初中科学教学任务能够在stem教学理念的推动下得到更高质量的开展。

（三）通过stem教育理念，培养学生的探究意识

在目前初中科学教学中培养学生的探究意识，也是一项非常重要的教学任务之一。学生拥有较强的探究意识就可以拥有自己的科学探究思维，能够与教师进行有效的探究交流与沟通，这对于学生高质量地完成科学学习任务来说具有非常重要的帮助[3]。在初中科学教学过程中，为了让学生的探究意识得到进一步的增强，教师就可以合理地落实stem教学理念，依据教学内容为学生创设相应的探究活动来进一步激发学生的探究意识，培养学生的科学探究能力。

例如，在学习华师大版科学九年级下册《物质的转化》一课时，教师在带领学生进行钢铁的铁锈与防腐知识点学习时，为了让学生能够在课堂学习中得到更多的收获，教师就可以引导学生进行“钢铁的生锈条件？”的探究活动，在学生依据这个探究问题提出相应的假设以后，教师就可以引导学生以组为单位通过实验操作对各项假设进行验证。通过以探究活动的形式引导学生进行科学知识的学习，不仅可以有效地发挥学生在科学学习中的主观能动性，让学生能够在探究过程中形成自己的学习思维，寻找到正确的科学探究学习方法，还可以为学生创建一个优质的发展自我与锻炼自我学习的平台，增强学生的探究意识与探究能力，达到培养学生探究能力与问题解决能力的教学目的，以此最大程度地提升科学教学质量。

三、结束语

总而言之，stem作为一种全新的教育理念，它在初中科学教学中的合理融入，不仅可以帮助学生高质量地完成科学学习任务，还可以有效地培养学生的科学探究能力与问题解决能力，实现学生在科学学习中的综合性成长。所以为了更好地响应教育改革，初中科学教师在日常教学过程中一定要对stem教育理念有一个全面客观的认识，并将其合理地融入初中科学教学中，以此为学生创建一个更优质的科学探究环境，打破传统科学教学模式的限制，实现初中科学在教育改革前进道路上的进一步突破。

四、参考文献

[1]叶盛,陈迪妹.基于stem教育的初中科学教学模式探究:以”自制润唇膏”的教学为例[J].中学教学参考,2018.

[2]谢杰妹,黄静.基于stem理念的初中科学概念教学设计:以杠杆教学为例[J].物理教学探讨,2019.

[3]薛仕静.“stem教育+”:基于科学的学科融合教学的策略研究[J].教学月刊·中学版(教学参考),2019.

德国哲学家狄尔泰曾以“自然需要说明，人则必须理解”来区分自然科学与社会科学所使用的方法，而笔者想借此来表达我们龙岗如何与STEM建立连接，说明与阐释区域人文引领下的STEM教育的探索与实践。 STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）等理工科的简称，起源于美国，自提出到现在逐渐影响了全世界的教育改革，特别是科学教育。刚开始，STEM着重于单科，后来教育学者认为，仅推动单科的STEM教育是不够的，还要加强跨学科整合，于是产生了整合性STEM的发展潮流[1]。另外，因为STEM的局限性，产生了把Arts（人文艺术学科）纳入进去开展STEAM的做法，特别是美国众议院还通过了把STEM改为STEAM的决议（2013年）[2]。该决议认为：将艺术和设计（Art and Design）纳入STEM教育计划中，有利于美国创新和经济增长。原因是艺术家和设计师在制造业中扮演着重要的角色。他们的艺术和设计为我们日常生活提供了真正的解决方案，并将美国产品在全球市场中区分开来，为经济增长创造机会；其工具和方法也为在不断变化的世界提供创造性解决问题和跨学科合作的新模式…… 在国内，知名教育学者任友群、余胜泉等先后对STEM、STEAM的来源、演变及内涵等做了相关阐释。2016年，我国在《教育信息化“十三五”规划》的正式文件中首次提到“跨学科学习（STEAM）”。2018年，教育部在《教育信息化和网络工作要点》中再次提到“跨学科学习（STEAM）”。STEAM在中国变成了“热词”，是对国外STEM教育的回应与反思。 近年来，STEAM引领世界教育改革的潮流，固然有对STEM教育的反思，但也有其深刻的社会背景。从历史发展潮流看，全球化不可逆转，信息革命正如火如荼，从物联网到人工智能、智能制造、智慧城市，这一切改变了人类的生产与生活，人的精神与心灵却走向“孤岛”“隔离”；新时代，“立德树人”作为教育根本任务已明确，并影响着今后教育改革的方向。落实“立德树人”不仅要传授知识、培养能力，更要引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观。这一切都对教育发展提出了更高要求。正如率先提出STEM教育的欧美也逐渐认识到其作为“硬性技能神话的声音正在减退”，要想“引领学校走向全面儿童教育”，一定要将“身体、心理、社会情感和传统学术的认知发展相结合，才能作为全面教育的基础。” 作为区域教育行政部门，我们把A从STEAM中专门拿出来，放在前面，不是为了制造新词，其实是想更加强调A（Arts）的特性，人文精神的内涵和价值。这既是对当下STEM教育的深入反思，也是STEAM教育的一种变式。 深圳作为世界创新之都与移民城市，集聚了腾讯、华为、中信等高新技术企业，聚集了五福四海、天南海北的人，城市发展需要文化精神的培育与积淀，特别是责任与使命、理解与包容、公平与正义、创造与创新以及“同理心”等。因此，龙岗正式提出人文引领的STEM教育（A-STEM），其深层原因是区域对创新人才培养模式的思考 ，也是落实“立德树人”根本任务的实践取向与价值追求。 2017年初，笔者带领专业团队开展研究，历经从最初的想法，到概念形成，再到明确提出人文引领的STEM，始终是在不断论证中进行的。我们邀请专家、听取建议、不断修改，认识—否定—再认识—再否定，螺旋式前行。在学理论证过程中，我们先后得到原华东师范大学副校长任友群教授（现为教育部教师司司长）的肯定和支持，并在其带领下，组建了由正高级兼特级教师吴金财、吴向东等为代表的研究团队，邀请了任友群、罗星凯、丁邦平、王素、张军霞、叶兆宁、林君芬、李大维、詹娜、杨晓哲等专家，对课程开发、课程建设提出许多修改意见。前后历经8个月20多次易稿，终于在2018年8月27日，国内首个自主研发的A-STEM方面的课程建设指导意见正式出台[3]，这标志着龙岗A-STEM教育进入了新的里程碑。 特别需要说明的是， 龙岗A-STEM中的“A”表面上是指Art（艺术）或Arts（文科），其深层次是人文精神，是真善美的价值取向，突出追求崇高的生活意义，对人有仁爱之心（同理心），对社会有正义之责，对世界有审美之慧，强调人文引领STEM课程与教学实践，彰显其在塑造健全人格上统领作用 。于是， A-STEM在横向上倡导人文艺术与理工之间的跨学科交融；纵向上关注学科知识的深度理解，格物致知，学以致用，发展学生的实践能力和创新精神 。 因此，笔者认为 A-STEM是对STEM的发展和升级，立足整合STEM领域知识，强调人文艺术与理工科之间的深度融合，以人文精神为引领，以人文情怀与价值贯彻始终，以发现和创造性地解决现实生活问题为核心的跨学科实践课程 。 A-STEM主要有以下三个特征 ： 一是人文引领性，旨在突出其为人类福祉服务的意义与价值,其过程中贯穿知识产权、科研诚信、伦理道德等。二是生长共创性，明确项目实践的结果导向、工具资源、方法指引、问题疑惑及挑战，紧扣学生兴趣和研究进展而不断生长变化，并由师生共同推动课程建设与完成。三是重构融合性，立足国家课程标准对现有教材内容进行重构，同时融合真实的现实生活情境与跨学科内容，把知识获取和应用相统一。 总之，A-STEM是一门综合性的项目实践课程，着力培养人文精神引领下的学生发现和创造性解决现实生活问题的实践能力与核心素养，旨在为人类福祉服务的意义与价值。 A-STEM教育在课程内容上坚持人文引领，立足以跨学科概念为基础开展跨学科融合，聚焦学生挑战真实情境中的问题，并将严谨科学方法和先进研究手段作为课程内容，同时从国家课程内容、时代发展需要、学生兴趣爱好、区域教育资源等方面大力开发，并将其有机融合。 我们在推进举措上，充分借鉴笔者在多年工作与研究实践中构建而成的 “双力驱动”模型 [4]，依托“行政力”与“学术力”驱动A-STEM教育整体实施。“行政力”集中体现为以教育行政部门—学校教研部门—校长为核心，通过政策文件、指导意见、督查评选等方式统筹推进；“学术力”集中体现在师生的教与学变革，以学术追求、专业精神、价值取向为内在动力，通过课程领导力提升、课程研发、课题研究、课堂革命等来驱动。 在“行政力”方面，龙岗率先出台了《深圳市龙岗区A-STEM课程指导实施意见》，成立了A-STEM课程建设指导中心，建立了“区教育局——区教研室——区A-STEM课程建设指导中心——学校A-STEM课程建设部”的管理运行机制，实施“纵向指导、横向交流”的课程实施机制，创建实验学校与实验班。同时立足全区A-STEM教育建设需要，适度引进非师范类的优秀理工毕业生，与科研院校建立联动机制，积极开展教师课程专项培训与A-STEM案例分享交流，提升教师课程开发和实施水平。 在“学术力”方面，教师注重学生学习动机的引发与课程情感价值意义的挖掘；课程内容安排从易到难、从简单到复杂、从具体到抽象。如小学阶段侧重于入门级课程；初中阶段要求对跨学科概念有初步理解和掌握，并能对学生判断和行动产生影响。在教与学上， 课程建设立足开放式框架，主动寻求课堂动态生成。课程 学习，教师少干预，多激励；多给予自我克服困难的时间和空间；强化“元认知和社会情感技能”的引领作用；注重建构与应用模型 ；注重沟通合作 与深度学习 等，促进学生自学自研，切实推动项目实践。 STEM教育的提出，源于美国希望借此来培养科技人才，振兴国内科技及经济发展，维持在全球领先优势。近年来，龙岗A-STEM教育则是立足于区域现实发展与人才创新培养的需求，是对“立德树人”根本任务的具体化的探索与实践。这种探索与实践在区域影响持续扩大，特别是A—STEM课程意见出台以来，区域A—STEM教育改革进程加快，也取得了较大收获。 1. 引领师生成长服务区域教育。 龙岗首届A-STEM案例分享暨培训活动隆重举行，全区有88位小学科学教师协作创建微A-STEM创意科学实验课程，有15位师生代表分享和展示了A-STEM课程及课题研究成果，吸引了近300名教师现场参会,特别是在百度与谷歌中都没“A-STEM”词条的情况下，仍有国内其他学校与教育机构的教师近2700多人，通过网络直播全程观摩，特别是以丁邦平老师为代表的来自北京、上海、江浙等地专家认为龙岗A-STEM教育抓住了STEM教育之魂，并形成了区域特色。可见，龙岗A-STEM教育很好地引领了师生，辐射服务了区域教育。 2. “双力”驱动A-STEM教育贴地前行。 笔者作为A-STEM政策制定者、引领者、实践者，前期积极推动A-STEM教育明确方向、意义和价值观，后续则坚持与同道们“贴地而行”，扎实实践。2019年3月27日，笔者为400多名老师做了“我是如何展开跨学科学习”“如何训练自己的同理心”的课堂分享，充分激发了老师们的思考和探索积极性。由此，我们前期的行政顶层设计、组织部署、落实执行与后期师生教与学的主动变革环环相扣，横向拓宽和纵深开展，两者互相交叉推进。在实践进程中，我们的队伍越来越强大，一所所志于变革的学校，一个个自觉提升自己专业能力和人生境界的老师不断涌现；吴金财、吴向东特级教师为代表的专家团队持续发挥着指导、示范及辐射作用，促进区域A-STEM落到实处，取得实效。 3. 师生人文精神的提升。 龙岗A—STEM教育实现了人文与科学的深度融合，一方面大大提高了学生学习科学的兴趣及参与度，以学生爱好、个性为出发点，突出其学习的主体性、体验性及实践性，提升学生学习效果；另一方面其直指教育对象——是“活生生的、具体的、流动的生命，必须加以同情的体验才能理解其意义和本质”[5]。我们纵观人类发展历史，无穷无尽的探索与实践，无外乎是对无尽空间、久远时间、深邃的心灵与精神世界，不管时间多久、空间多广、心灵与精神多深邃，终归是人类自己不断探寻“人之为人”的意义与价值，其核心为人文精神回归与提升。 新时代背景下，A—STEM教育如何在中小学克服优秀师资相对缺乏、学业成绩压力束缚前行？如何更加高度重视人文精神的培育，培养学生健全人格？如何聚焦核心素养整合内容，服务于每一个人未来的终身学习，引领其为人类福祉服务？这将是龙岗A—STEM教育的方向与未来。[1]National Academy of Engineering and National Research Council. STEM Integration in K-12 Education:Status,Prospects, and anAgenda for Research[M]. Washington, DC: The National Academies Press. 2014. [2] the House of Representatives. H. RES. 51[EB/OL]. （2013-02-04）[2019-03-15].. [3]深圳市龙岗区教育局.《深圳市龙岗区A-STEM课程建设的指导意见》深龙教通〔2018〕93号.2018-08-27. [4]叶德卫.广东省教育科学“十二五”规划项目结题报告《基于“双力驱动”的区域校本研修模式促进教师专业发展路径》，2014年. [5]埃德加·莫兰.复杂性理论与教育问题[M].北京,北京大学版社出版,2004.