隨著科技的日新月異與全球競爭的日益激烈，教育領域正面臨著前所未有的挑戰與機遇。培養具備STEM（科學、技術、工程和數學）素養的人才，已成為教育的重要目標。STEM教育強調跨學科整合、實踐性與創新性，這與新時代的教育需求高度契合。它不僅能夠培養學生的科學素養，更能夠提高其實踐能力和創新思維。

初中物理，作為自然科學的基礎學科，承載著培養學生STEM素養的重要使命。物理是一門以實驗為基礎的學科，它涉及自然界的各種現象及其規律，對于培養學生的觀察力、分析力、實驗能力以及邏輯思維具有不可替代的作用。然而，在傳統的初中物理教學中，我們常常過于注重知識的傳授，而忽略了對學生實際操作能力和創新思維的培養。為了改變這一現狀，本研究致力于探索基于STEM教育的初中物理教學策略。

一、STEM教育理念的內涵與價值

STEM教育是一種強調跨學科整合、實踐性和創新性的教育模式。STEM教育中的四個學科并不是孤立的，而是相互聯系、相互滲透的。科學是工程和技術的理論基礎，數學則是科學、工程和技術的重要工具。STEM教育通過讓學生參加跨學科的學習和實踐，以解決問題為中心來發展他們的創造力和實際技能，以此提高學生的科學素質和競爭能力。

STEM教育在初中物理教學中的應用有如下價值：推動跨學科知識的集成和應用，STEM教育注重學科間的交叉和滲透，把物理和其他科學學科如化學、生物等相結合，幫助學生找到各種學科知識間的關聯，從而提升他們對所學知識的綜合應用能力。STEM教育旨在培養學生的創造力與解決問題的能力。將STEM教育融入初中物理教學中，能夠使學生對物理現象進行積極探究，發現問題，并給出相應的解決辦法，從而使其具有較強的創造力和解決問題的能力。以STEM教育為基礎的初中物理教學，能讓學生在掌握物理知識的同時，培養其數學應用能力、技術設計能力、工程思考能力等多學科能力。

二、當前初中物理教學的問題與挑戰

盡管STEM教育在初中物理教學中具有較高價值，但當前的教學實踐中仍存在一些問題與挑戰。

（一）教學方法單一  

部分教師在初中物理教學中過于依賴傳統的講授式教學，過于強調知識的灌輸，忽視了學生的學習主動性和實踐操作的重要性。這種教學方式導致學生對物理學習產生厭倦和抗拒心理，缺乏對物理學習的興趣和動力。學生的學習積極性得不到調動，課堂氛圍變得沉悶乏味。學生沒有機會通過親身體驗去探索和發現物理現象，對物理概念和原理的理解停留在抽象層面，進而難以真正掌握和應用。因此，為了提高初中物理教學的效果和質量，教師要改變傳統的教學理念，注重學生的主動性，以調動他們學習的積極性。

（二）缺乏實踐機會

由于教學資源有限或課程設置不合理等原因，部分學生缺乏參與物理實驗和實踐活動的機會，這導致學生無法通過親身體驗來加深對物理知識的理解，對物理現象和原理的認識僅停留在理論層面。實驗和實踐活動的缺失，使學生失去了在探究過程中培養創新思維和解決問題的能力。沒有實驗的物理教學變得枯燥無味，學生的學習熱情和興趣大大降低。因此，為了提高初中物理教學的質量，學校和教師需要提供充足的教學資源，合理設置課程，增加實驗和實踐活動的機會，幫助學生通過親身體驗來深入理解物理知識。

（三）創新能力培養不足

目前，我國中學物理教學在培養學生創造力方面存在明顯欠缺。在教學中，教師過分注重知識的灌輸，忽略了培養學生的創造性思維與動手能力。在這一過程中，教師缺少有針對性的教學策略與實際操作，從而影響了學生的創造性思維與動手能力。教室里的氣氛太過嚴肅，太過傳統，缺少一些因素來激勵學生去探究，去創造。在實驗教學過程中，教師示范，學生模仿，缺少讓學生自己去設計和探究的機會。這種教學方法制約了學生的思維發展，影響了其創造力的提高。所以，在初中物理教學中，教師要注重對學生創造力的培養，用各種教學策略和實際活動來促進他們的創造力和動手能力。

（四）家校合作不足

家庭教育與學校教育的配合，在STEM教育中起著至關重要的作用。然而，當前家長對STEM教育的理解和支持有限，導致家庭教育和學校教育之間存在銜接問題。家長往往更關注孩子的成績和升學情況，對STEM教育理念的認識不夠深入，忽視了學生實踐能力和創新思維的培養。同時，家長也缺乏與教師的有效溝通，無法及時了解學生在STEM教育中的需求和困難，也無法給予適當的支持和指導。因此，學校和教師需要加強與家長的溝通合作，提高家長對STEM教育的認識和支持，促使他們積極參與到學生的STEM教育學習和實踐中來。只有家庭與學校共同合作，才能為學生的STEM教育學習提供更加全面和有效的支持。   

三、基于STEM教育的初中物理教學策略

針對當前初中物理教學中存在的問題與挑戰，基于STEM教育理念的教學策略可從以下幾個方面展開：  

（一）創設真實情境，激發學生興趣

在物理教學中，教師應該充分利用生活中的真實情境，為學生創造一個與他們生活經驗緊密相連的學習環境。這種教學方式，不僅能夠幫助學生在輕松的氛圍中理解抽象的物理概念，還能夠激發他們的好奇心和探究欲望。

以“光的折射”這一知識點為例，教師可以引導學生觀察日常生活中常見的折射現象。當筷子插入水中時，我們會發現筷子似乎彎曲了，這就是光的折射造成的現象。通過觀察這一現象，學生不僅能夠直觀地理解折射的概念，還能感受到物理與生活的緊密聯系。為了進一步激發學生的探究欲望，教師還可以鼓勵他們從生活中尋找其他與光的折射相關的現象，并嘗試用所學的物理知識去解釋。這樣，學生不僅能夠深入理解光的折射原理，還能培養他們的問題意識和解決問題的能力。

通過這樣的教學方式，物理學習變得有趣且有意義，學生也會更有動力去探索和學習。因此，教師在教學中應積極創設與學生生活經驗相關的真實情境，讓學生在輕松愉快的氛圍中掌握物理知識。   

（二）跨學科整合，拓展知識視野

在教學中，教師應主動探索物理與其他學科之間的緊密聯系，尤其是通過整合化學、生物等科學知識，促使不同學科之間的知識相互滲透和融合。以“能源與可持續發展”為例，教師可以將物理與化學知識結合，深入講解化石燃料的燃燒過程及其對環境的影響，同時引入可再生能源的開發和利用。通過這一跨學科的教學方式，學生不僅從物理的角度了解了能源轉化過程，還理解了化學反應在其中的作用。教師可以生動地演示化石燃料的燃燒反應，引導學生思考其中產生的廢氣對大氣環境和氣候變化的影響。然后，教師順勢引入可再生能源，如風能、太陽能等，通過化學和物理的原理解釋這些可再生能源是如何環保的。

這種綜合性的教學方法，不僅能夠激發學生對物理學科的興趣，還能夠提升其對化學、生物等其他科學領域的理解。因此，教師在設計課程時應注重跨學科的整合，通過多學科的知識互通，為學生提供更為豐富和深入的學習體驗，以培養他們更全面的科學素養。   

（三）優化教學方法，培養創新能力

在物理教學中，教師要不斷探索和創新教學方法，以適應新時代學生的學習需求。為了更好地激發學生的主動性和創造力，教師應采用多元化的教學方法和手段，如項目式學習、探究性學習等。

以“電路初探”這一章為例，教師采用項目式學習的方式，讓學生在實際操作中掌握電路知識。教師讓學生自行設計一個小型電路系統，通過實際操作了解電子線路的基本理論與應用。這種方法不僅能夠幫助學生更好地理解和掌握電路知識，還能培養他們的創造力和實際操作能力。

在項目式學習中，學生要自行設計電路系統，通過實際操作來驗證自己的設計。這樣的學習方式能夠培養學生的主動探究和合作精神，讓他們在實踐中發現問題、解決問題。同時，學生在設計電路系統的過程中，需要充分考慮電路的基本原理和實際應用，這有助于培養他們的創新思維和實踐能力。   

（四）利用信息技術手段輔助教學

為提升教學效果，教師要充分運用信息技術手段，其中包括虛擬實驗室和仿真軟件等工具，這些先進的教學輔助工具能夠極大地提高教學的直觀性和生動性，為學生提供更具體、實際的學習體驗。

以“電磁波及其應用”為例，通過引入虛擬實驗室，教師可以創造一個數字化的學習環境，讓學生在計算機上模擬電磁波的傳播和變化過程。這種互動性的學習方式不僅使學生能夠親身參與實驗，而且能夠觀察和分析電磁波的行為，從而增強對這一抽象概念的理解和掌握。

通過虛擬實驗，學生可以在安全的環境中進行實際操作，盡管是在虛擬空間，但依然能夠獲得與真實實驗相媲美的學科體驗。此外，運用技術手段進行虛擬實驗，還能培養學生運用技術解決問題的能力。在模擬電磁波傳播的過程中，學生要運用計算機和科學知識解決實際問題。因此，通過信息技術手段的巧妙運用，不僅使教學更富有趣味性和實用性，同時也有助于學生在學科知識、信息素養和問題解決能力等方面的發展。    

（五）拓展課外活動，豐富學生的實踐經驗

為了給學生提供更多的實踐機會和體驗，教師要積極組織課外拓展活動。這些活動可以包括科技制作、社會實踐等，旨在培養學生的動手能力和創新思維。例如，教師可以組織學生參觀當地的科技館或天文臺，讓他們親身體驗科學的魅力，了解科學技術的最新發展動態。這樣的活動能夠幫助學生拓寬視野、增長知識，提高他們的科學素養和技術素養。

在活動中，教師還應鼓勵學生進行獨立的探索與學習，培養他們的自學能力。通過實踐，學生可以更好地理解理論知識，提高發現問題、分析問題和解決問題的能力。同時，這些活動還能培養學生的協作意識和創造力，為他們未來步入社會奠定堅實的基礎。為了確保活動的順利進行和學生安全，教師在組織課外拓展活動時要注意活動的安全性和可行性。在活動前，教師應充分考慮活動的各個環節，并做好安全防范措施。在活動中，教師要全程關注學生的表現，及時發現和解決問題，確保活動的順利進行。

總之，組織課外拓展活動是培養學生實踐能力和創新思維的重要途徑。通過這些活動，學生可以更好地理解理論知識，提高自己的科學素養和技術素養，為未來的發展奠定堅實基礎。   

四、實施建議與展望

為了更好地實施以上教學策略，學校和教師要采取以下措施。

更新教育觀念：教師應轉變傳統的教學觀念，充分認識STEM教育在初中物理教學中的重要性，積極探索和實踐基于STEM教育的教學策略。

加強教師培訓：學校應組織教師進行STEM教育培訓，提高教師的STEM教育素養和教學能力。教師要學習跨學科的知識和方法，掌握一定的科技、工程和數學知識及技能。

完善教學資源：學校應提供必要的教學設備和教具，建立完善的物理實驗室和科技活動中心，滿足學生實踐操作和探究學習的需求。同時，教師也要積極開發適合學生發展的教學資源。

建立科學評價體系：學校應建立基于STEM教育的初中物理教學評價體系，注重學生的實踐能力和創新精神的培養和發展。評價方式可以采用多種形式，如作品展示、口頭報告、實踐操作等。

加強家校合作：學校應加強與家長的合作與溝通，向家長宣傳STEM教育理念，取得家長的支持和理解。同時，學校也可以邀請家長參與學校的STEM教育活動，促進家長與學生的共同成長。

展望未來，基于STEM教育的初中物理教學將更加注重學生的主體性和個性發展，更加注重培養學生的創新精神和實踐能力。隨著科技的不斷進步和教育理論的不斷完善，STEM教育將逐漸成為主流的教育理念和方法。基于STEM教育的初中物理教學將為培養具有國際競爭力的復合型人才發揮重要作用。同時，STEM教育也將促進教育改革和教育創新的發展，推動我國基礎教育質量的全面提升。

結果表明，STEM教育為初中物理教學注入了新的活力，有效地提升了學生的科學素質和動手能力。在STEM教育的指導下，學生不僅能夠深入理解物理知識，更能培養他們的獨立思考和解決問題的能力。這不僅有助于學生在學術上的發展，更對其未來的職業生涯產生深遠影響。

為了有效實施“以人為本”的教學策略，我們要從多方面進行改進。首先，教育理念的轉變是關鍵。教師應從傳統的知識傳授者轉變為引導學生探索知識的引路人。其次，加強師資培養也是必要的。只有具備STEM教育思想的教師，才能培養出具備STEM教育素養的學生。此外，教學資源建設也不可忽視。學校應提供豐富多樣的實驗器材和教學資料，以滿足學生的學習需求。同時，建立科學的評價制度也是關鍵。評價不應只關注學生的成績，更應注重其在學習過程中的表現和發展。最后，加強家校合作也是必要的。學校和家庭要共同努力，為學生創造一個良好的學習環境。

作者單位 甘肅省涇川縣高平中學