［摘要］STEM项目与物理科技活动的案例研究，形成了一系列有价值的物化成果，如科技创新作品、专利作品、科技案例、课件、视频等。STEM项目与物理科技活动教育教学互动，先从“特色教研”到“教研组特色”，融合民族学校特点，然后以此为基础推动“特色学校”，展开特色办学之路。

［关键词］STEM；物理科技；案例研究；初中物理

STEM教育是一种融合了多种方法与手段的科技特色教育，它以数学分析为逻辑，以科学理论为基础，以工程思维为手段，以合理技术为途径，综合探索和解决学习中所遇到的各种问题。从本质上来讲，STEM整合了多种学习探索方式，同时跨学科融合了多方面知识，因此对学生的成长是有益的。STEM通常采用项目方式，其与物理科技活动的案例研究，能够让学生基于真实情境，学会综合运用多学科知识，采用多种手段思维来探索解决学习问题。

一、STEM项目与物理科技活动的案例研究的意义

初中物理知识声、光、热、力、能量等为基础，以STEM项目方式将初中物理科技活动内容作为素材融入物理课堂教学中，使教学更加形象生动。将STEM项目融入真实生活场景的实践活动中，能切实提高初中生的科学素养。

物理学科教学的基础目标是培养学生的科学知识与逻辑思维，同时引导学生能运用所学习的物理知识去探索解决现实问题。在STEM教育理念下，学校的物理科技活动内容与组织方式可以更灵活、更生动、更有吸引力。物理教师可以在学校的支持下，在课堂内外，以及线上线下等方式来开展科技探索活动，具体方式可以是校园科技节、学生科技社团活动等，然后融入STEM教学理念，让学生在科技活动中不仅学运用知识，还会“做中学”，提高实际操作能力。

在STEM理念下的初中物理科技活动，对于学生的创新意识与创新能力培养也是极有价值的。很多初中生之所以不愿意创新，或者不懂得创新，原因之一就在于他们不知道该如何做。STEM项目让学生能动手，多参与，并且运用综合思维来探索解决物理问题，自然可以提升学生的创新兴趣，促进他们创新思维与能力的发展。

初中物理教师主动收集和提炼STEM教育的物理科技活动典型案例，把STEM课程基地建设与校本课程的研发紧密结合，推动学校教学、教科研再上新台阶，引领师生走向幸福完整的STEM教育生活。

二、STEM项目与物理科技活动的案例研究的实施策略

（一）制订教育目标

把STEM项目与物理科技活动的总目标（包括培养STEM项目意识、营造物理科技活动竞赛氛围和提升学生物理科技创新实践能力）进行年级STEM项目目标细化，制订切实可行的年级分解目标，如下表。

（二）优化教育方法

1.镶嵌式教育法

有意识将STEM项目的知识镶嵌在日常教育教学工作中，不着痕迹地增强学生STEM项目意识。如物理、生物、化学老师、科技老师等不同科目的教师，在自己的学科教学活动中都有意识地渗透STEM教育理念，并以此设计知识、内容，提高学生对STEM项目的认识。如每期开展“六个一”的实践活动：看一本科学家的书、写一个科学创意方案、做一件STEM创新作品、编撰一份STEM科技小报、参与一次社会实践调查、参加一项STEM科技创新竞赛等，从七年级到九年级逐步提高要求，学生参与率达100%，学生STEM教育创造力在系列化的实践活动中逐步提升。

2.项目式教育法

组织开展STEM项目教育专项主题活动。比如给初二学生进行《走近STEM项目与科技活动》讲座。举办全校“七个一”科技活动，即每年举办一次科学家进校园讲科普活动、流动科技馆进校园巡回展览活动、科普大篷车进校园实践体验活动、科技创新教育成果评选展示活动、中小学生智力动会活动、中小学生实践创新征文大赛活动以及省、市、县青少年科技创新奖评选表彰活动等。

（三）采取相应做法

一是学科教学中的STEM项目创新，把STEM项目创新作为学科教学必备的拓展内容加以检查，这一项工作主要是教师来完成，同时学校也提供各项帮助。

二是创新STEM项目成果的转化，如鼓励学生进行科技创新制作、撰写科技文章发表、申请科技专利等。在课堂内外要积极开展课外科技兴趣小组活动，让学生基于STEM项目方式开展科技探索。如“水火箭的探索”科技活动，学生开展了水火箭的探索，设计和操作了有关水火箭的实验，通过水火箭发射的原理、基本构造、从工程的角度出发提出水火箭发射基座该如何设计、箭体形状如何设计等问题。从数学角度可以提出计算得出“水与空气的比例达到最优的解是多少”等。通过一系列对水火箭项目的探索活动，对其科学原理、工程制作技术以及数学计算等方面内容都有更深认知，并且学生的创造思维与动手能力也得到了发展。

三、STEM项目与物理科技活动的案例研究的效果

本项目实践达到了普及STEM项目创新知识，培养STEM项目创新意识，树立STEM项目创新理念的教育效果，得到了各级主管单位及领导认可，也促进了学生物理学科素养与能力发展。

（一）发展了学生科学素质

通过项目实践，发展了学生的STEM项目创造力，提高了学生科学素质。近五年我校80%学生接受STEM项目与物理科技活动教育，创新方案、创造成果、创新作品大量涌现，师生科学素养与创新能力得到发展。近五年我校师生科技活动创新获奖100多项，参加科技竞赛获省市级以上奖励超过100人次。开展学生物理科技竞赛学生获奖100多人。丰富了学生物理科技实践活动资源，包括社会实践基地资源和学生科技实践成果资源。社会实践基地资源，是指通过社会实践方式来拓展学生的物理学科素养，内容涵盖面很广，如农业生产、劳动时间、生存拓展等，并形成了社会实践特色的课程体系。学生物理科技活动资源，主要是指学生参加物理科技创新竞赛的作品，如科技小发明、小制作、小论文、小绘画等获奖作品资源。通过丰富的物理科技实践活动资源，发展了学生科学素质。

（二）增强了教师科研能力

通过项目实践，教师的科技创新能力和STEM项目意识显著增强。总结的STEM项目和科技创新教育论文和案例，获省级以上奖励超过20项，我校邓德坚老师2019年被评为“南粤十佳优秀科技教师”，黄灵万老师“南粤优秀科技教师”，2020年授予广东省科技教育名师工作室主持人。共撰写STEM项目与物理科技活动5篇论文在省级刊物发表，获省级论文一等奖2篇；编写校本教材一本，其中《STEM教育在初中物理科技活动实践》校本课程获2021年广东省首届中小学科技教育特色课程一等奖。

（三）推进了学校STEM科技教育持续发展

通过项目实践，凸现了学校的STEM教育在初中物理科技活动和创新教育特色，使我校由原来传统的学科教育变为全国STEM科技创新实验学校。我校因创新教育成绩显著，近五年获全国STEM教育实验学校和广东省基础教育实验基地学校、广东省人工智能实验学校等超过10项省市级荣誉。近年来，整理20项STEM教育与初中物理科技活动创新思维的案例，让学生启发借鉴，快捷走向发明创新的丰收和成功。

实践证明，STEM项目与物理科技活动的案例研究，充分体现了物理学科的核心素养，为学校科创和STEM教育搭建了新的平台。通过STEM教育理念与物理科技活动融合，让物理教学变得更有质量，更有趣味，更能吸引学生，从而有利于实现物理学科育人的目标，让学生形成科学意识与素养。通过相关项目活动开展，可为STEM教育与物理科技活动案例研究提供依据，帮助学校完善课程改革，形成地方课程相互补充的校本课程体系之一，提升科创教育的品质，能够让STEM教育落地生根，持续健康发展，让STEM教育与物理科技活动提供了新的生长点，实现STEM教育与学校特色发展的融合，凸显粤北少数民族山区学校的办学特色。

本文系广东省教育研究院2020年STEM专项课题研究《STEM理念下初中物理科技活动的实践》部分成果。

参考文献

[1]卢大明.发明不是梦[M].北京：科学出版社，2013.

[2]刘志伟.青少年科技创新实践[M].北京：清华大学出版社，2015.

[3]徐长发.创新人才从这里起步——特色学校精彩案例[M].北京：教育科学出版社，2011.