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一、融STEAM理念于生活化教學，提高學生物理學科核心素養

筆者在物理實驗生活化教學中，將STEAM理念與物理學科核心素養融合，組織項目活動，運用數學、科學知識，融入審美要求，借助信息技術達成最終目標，培養適應社會的創新人才。（一）實驗生活化，實踐關鍵能力培養。物理學科核心素養是學生在接受物理教育過程中逐步形成適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化的帶有物理學科性質的品質，包括物理觀念、科學探究、科學思維、科學態度與責任。筆者認為，以實驗數據為基礎培養學生物理學科核心素養是必要且可行的。學生學習物理知識，認識物理規律，通過物理實驗的現象、效果可體現物質本來的樣貌。當前，一些視頻、軟件、平臺等確實解決了不少實際無法操作或現象不明顯等問題，但有些違背了自然規律（缺乏真實可靠性），如光傳播到界面只存在折射等。筆者專注物理生活化實驗教學，在尊重客觀規律的同時，引導以學生的真實感受為基礎，結合生活情境將真實的物理實驗應用到實踐中。以“光的折射”為例，光路斜射到不同介質的界面時，光不再沿直線傳播，會發生偏折，而由此引發的“潭清疑水淺”“魚叉扠魚”等活動可直接讓學生通過項目實驗完成。這樣既能呈現物理實驗生活化的真實性，又能展示物理現象的客觀性——突出了物理學科核心素養在物理實驗生活化教學中的地位。（二）融合STEAM生活化理念，踐行核心素養培養。筆者根據STEAM理念開展物理實驗教學，結合中學物理的學科特色和本質，針對某個或者多個問題組織實踐活動，培養學生創新與合作的能力。中學物理STEAM教學與科學、技術、工程、藝術和數學都存在交集[3]。根據認識發展階段理論，初中學生已初步具備抽象思維能力。教師可通過實驗教學讓抽象的物理規律變得具體，組織STEAM項目活動，激發學生的合作探究興趣，培養協同創新能力。現在一些初中學生學習興趣不高，學生主動性不強，為了解決這些問題，教師的教學應該變得“新潮”“時尚”，積極探究如何捕捉學生的注意力，引導學生進行科學探究。STEAM教學不僅可以整合學科知識，綜合所有能為初中物理學科所用的知識，而且能針對初中學生的思維特點，提高學生審辨式思維能力和創新合作意識。STEAM教學與傳統的探究教學共同之處是都強調學生的主體地位，重視學生主動探究，不同之處是STEAM教學更加注重跨學科整合知識，有針對性地處理問題，有策略性地培養小組合作創新能力[4]。因此，筆者主張借助STEAM理念開展物理實驗生活化教學，提高學生物理學科核心素養。（三）開展項目式教學，突解疑難問題。以項目式教學的模式踐行物理實驗生活化教學是一種新方法。教師設計并實施完整的項目活動，將生活化實踐教學提升到新高度，積極挖掘學生的創造潛能，促進學生綜合能力發展。教師開展初中物理實驗項目式教學，能為學生提供審辨式思維與創新生活化實踐的機會，有利于學生在生活化實踐中獲得知識，培養思維能力與創造能力，提高生活化實踐的應用能力，適應社會發展。

二、用STEAM理論指導項目實踐，革新實驗教學

筆者在“光的折射”教學中應用STEAM理念和項目式教學模式（如圖1），對物理生活化實驗教學進行了實證探究。（一）“S”趣味導入——檢驗科學性和真理性。初中物理實驗生活化實踐中，STEAM中的科學（Science）指學生的科學思維、創新思維、質疑能力、科學態度、物理實踐。無論采取哪種模式教學，教師都應關注學生，兼顧知識學習和能力發展。如果采用某種模式教學，激發了學生學習興趣，培養了一定的能力，卻忽略了對知識的學習，也是有失偏頗的。以“光的折射”教學為例，教師在設定學生的學習目標時，應關注學生是否知曉光發生折射的條件，能否列舉生活中光的折射現象。學生探究光的折射規律并了解折射的原理后知道折射現象中光路是可逆的，這是教學應該達成的目標。教師要引導學生關注生活中的折射現象，用已有的知識解釋生活中因光的折射而發生的現象。筆者結合科學知識，直接以生活中的折射現象導入，讓學生模擬漁民扠魚的過程。在用亞克力制作的魚缸中，用氣球代替魚，用長竹簽代替魚叉。學生分成扠魚組和觀察組交替體驗。這樣能更好地對比、呈現用魚叉不能全部扠中魚的現實情況，對此，學生頗為疑惑。學生針對此情況深入思考，啟動對相關知識科學性和真理性的檢驗工作。（二）“T”有效設計——貫徹實驗性和實踐性。筆者運用STEAM理念將其中的技術（Technology）手段應用于初中物理實驗生活化教學中，結合初中學生的認知特點，既抓住學生的興趣點，又保證學生完成相應設計項目和任務活動。初具抽象能力的初中學生對事物的認知有一定的經驗，對新鮮事物比較好奇。筆者針對學生參與“模擬漁民扠魚”活動中遇到的疑惑，設計了有效的實驗讓學生去解疑、驗證。當前在教學中，教師習慣通過各種投屏軟件將學生的實驗過程實時共享。作為初中物理教師，有效開展物理實驗生活化教學關鍵在于讓學生親身經歷真實的實驗過程。教師可以通過各種信息技術手段記錄這樣的時刻并進行分享，但不能忽略學生實驗的真實體驗。筆者設計分組實驗，讓學生觀察光斜射入水面時候的情況——在亞克力箱體外部貼上一張自制的標記紙（畫大十字架），向箱內加入一定量的紅茶水，水面上方用噴煙壺充滿煙霧，通過散射現象來呈現光路，清晰明顯，效果很好。學生通過觀察，確定光斜射時候在界面處發生偏折的客觀事實。筆者運用巧妙有效的設計，體現了初中物理教學的實驗性和實踐性。（三）“E”精準實施——展現生活性和動態性。之所以在中學物理中引入STEAM的工程（Engineering），就是因為物理學科與工程息息相關。筆者進行項目式課程設計，讓學生在“光的折射”實驗中分擔任務——通過精準設計并實施教學過程，解決學生的實際問題，同時注重學生在參與物理實驗教學（工程研究）中的情境體驗。在光的折射分組實驗中，學生通過常規的探究，發現入射角增大時折射角也隨之增大，但折射角增至某一角度時折射光線突然消失。學生對這一現象頗為好奇，教師有必要針對這一特殊情況加以說明，解釋“全反射”的相關知識。即便此項知識不在初中物理考綱之中，不必深究原理但要講明事實。學生用強激光筆（綠光）來做此項實驗（光路通過工程性的設計來實現），用亞克力透明板圍成一個箱子，并注入一定量的水，再利用噴煙壺噴入足夠的煙霧，觀察光路徑。如此，效果非常明顯——在入射角的動態變化過程中，學生觀察到折射光突然消失。在教學中，筆者融合工程性的特點，精準設計并實施實驗，展現了實驗的生活性和動態性。（四）“A”“M”個性展評——彰顯開放性和時代性。筆者在初中物理實驗教學中，吸收STEAM中的藝術（Arts）與數學（Mathematics）思想，整合學生學習能力和解決問題能力評價體系，實施過程性和結果性個性評價。筆者認為，物理實驗生活化重點仍然是實驗，融入藝術審美和數學分析是為了促進初中物理實驗生活化教學。在“光的折射”教學中，筆者給學生布置了一些任務，比如繪制光路圖。在用綠色激光呈現漂亮的光路圖后，有學生想到在紙板上記錄每條“光線”上的兩個點，根據兩點確定一線的原理，呈現光的傳播路徑，并通過預制作的大量角器測量并記錄入射角和折射角，將數據運用信息化的方式分析，得到折射規律。對于光學知識的學習，學生可以運用信息化的方式，并做數據分析。光學知識的學習關鍵還在于體驗光呈現的真實美感。教師可以引導學生，對類似于“潭清疑水淺”“錯位的筷子”“紙杯中看不到的硬幣”等問題進行探究。學生可以用個性化的方式展示成果，彰顯物理實驗生活化的開放性和時代性。將物理學科核心素養要求和STEAM模式理念融合用于項目式物理實驗生活化教學，目的就是培養學生解決問題的能力——以共同創新與合作的方式，激發學生物理學習興趣，讓學生在多樣的項目活動中融合多學科知識，解決實際問題。物理實驗生活化教學是培養學生物理學科核心素養的有效途徑[5]，它符合物理學習的特性。

作者:梁喆