从验证到创造：基于STEM教育的初中物理教学设计研究.pdf

摘要

STEM教育最早源自美国，它包含科学、技术、工程和数学四

门学科，本质是跨学科整合，如何在它们之间建起一座桥梁，发现

其内在联系，而非刻意拼凑、流于形式，这是将STEM教育融入教

学的最大难点。为了解决这一大难题，本文认为就可以立足某一学

科进行主题式整合，以初中物理学科为例，选择验证型、探究型、

制造型、创造型四大主题作为切入点，这四大主题是根据学生的最

终成果进行分类的。本文基于STEM教育理论及物理学科特点，主

要从这四大模块展开分析，依据由浅入深的理解过程，从验证到探

究到制造再到创造，逐层递进，总体目标是让我们的学生知于科学、

乐于探究、勤于动手、敢于创新。

首先结合国内外STEM教育研究状况，分析STEM引入初中物

理教学的必要性与可能性。根据每个主题特点、目标、相互区别与

联系等方面的探析，找到适合每个主题的应用模式，再根据这些模

式科学合理地进行教学设计。通过四个具体教学案例的设计，从教

学分析、目标设定、设计思路、问题提出、课题确立、活动设计、

研究准备、具体实施以及教学反思等多个方面探讨了融入STEM教

育的过程和方法。

STEM教育融入某一学科的教学，并非要求面面俱到、四门学

科全部覆盖，可以有所倾斜。在教学设计案例中，验证型STEM教

学侧重于科—数整合，探究型STEM教学侧重于科—技整合，制造

STEM—STEM

型教学侧重于科工整合，创造型教学有更强的综合

性，核心是学生创意的实现。最后对这四大模块如何一体化实现目

标，包括初中阶段哪些内容可以开展验证型STEM教学（包括探究

型、制造型、创造型），什么阶段开展等问题提出了整体构想。

关键词：STEM教育；初中物理；教学设计；创造力

I

Abstract

STEMeducationoriginatedfromtheUnitedStates.Itconsistsof

fourdisciplinesofscience,technology,engineeringandmathematics.Itis

essentiallyinterdisciplinaryintegration.Howtobuildabridgebetween

themanddiscovertheirinnerconnections,ratherthandeliberatelypiece

togetherandform.ThisisthebiggestdifficultyinintegratingSTEM

educationintoteaching.Inordertosolvethisbigproblem,thispaper

believesthatitcanbebasedonasubjecttocarryoutthematicintegration,

takingthejuniorhighschoolphysicsasanexample,andchoosethefour

themesofverification,inquiry,manufacturingandcreationastheentry

point.Itisclassifiedaccordingtothefinalresultsofthestudents.Based

onthecharacteristicsofSTEMeducationtheoryandphysics,thispaper

mainlyanalyzesthesefourmodules.Basedontheunderstandingprocess

fromshallowtodeep,fromverificationtoinquirytomanufacturingto

creation,theoverallgoalistoletourstudentsawareofscience,