STEM教育理念下基于物理核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)-以“聲音的特性”教學(xué)片段為例

STEM教育理念下基于物理核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)——以“聲音的特性”教學(xué)片段為例在STEM（Science,Technology,Engineering,andMathematics）教育理念下，物理學(xué)是一門(mén)核心學(xué)科，它涵蓋了聲音、光、電、力等多個(gè)領(lǐng)域。物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在物理學(xué)方面的理解、應(yīng)用和創(chuàng)新能力，它們對(duì)于學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)思維的培養(yǎng)具有重要作用。本文將以“聲音的特性”教學(xué)片段為例，探討如何基于物理核心素養(yǎng)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。一、教學(xué)目標(biāo)設(shè)定在設(shè)計(jì)教學(xué)片段之前，我們首先要明確教學(xué)目標(biāo)。通過(guò)學(xué)習(xí)“聲音的特性”，學(xué)生應(yīng)該能夠：1.了解聲音的產(chǎn)生和傳播原理；2.掌握聲音的特性，包括音源的高低音識(shí)別、聲音的調(diào)和與共鳴；3.能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段驗(yàn)證聲音特性；4.了解聲音在生活中的應(yīng)用。二、教學(xué)內(nèi)容安排1.聲音的產(chǎn)生和傳播原理首先，教師通過(guò)直觀的例子和圖片，引導(dǎo)學(xué)生了解聲音是如何產(chǎn)生的，例如樂(lè)器演奏、聲源振動(dòng)等。然后，引入“空氣振動(dòng)傳播聲音”的概念，解釋聲音是如何通過(guò)物質(zhì)傳播的。2.聲音的特性接下來(lái)，教師介紹聲音的特性，包括音高和音量?jī)蓚€(gè)方面。通過(guò)示意圖和具體實(shí)例，教師引導(dǎo)學(xué)生理解音高與頻率的關(guān)系，并通過(guò)聲音劇場(chǎng)等活動(dòng)讓學(xué)生能夠感受不同頻率的聲音。然后，教師介紹音量與振幅的關(guān)系，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生探究振幅對(duì)聲音大小的影響。3.聲音的調(diào)和與共鳴在學(xué)生掌握音高和音量的概念后，教師引入聲音的調(diào)和和共鳴的概念。通過(guò)演示音叉共鳴和水杯與北風(fēng)共鳴等實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)聲音調(diào)和和共鳴的現(xiàn)象，并讓學(xué)生試著解釋現(xiàn)象背后的物理原理。4.聲音在生活中的應(yīng)用為了讓學(xué)生了解聲音在日常生活中的應(yīng)用，教師可以介紹聲音的放大和變聲技術(shù)，例如擴(kuò)音器、變聲器等。同時(shí)，教師也可以引導(dǎo)學(xué)生思考聲音在通信、音樂(lè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，并組織學(xué)生參與相關(guān)實(shí)踐活動(dòng)。三、教學(xué)方法選擇在教學(xué)過(guò)程中，教師需要運(yùn)用多種教學(xué)方法來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。1.啟發(fā)式教學(xué)方法：通過(guò)提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和探究活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲望，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。2.合作學(xué)習(xí)方法：鼓勵(lì)學(xué)生合作學(xué)習(xí)，進(jìn)行小組探究活動(dòng)和討論，促進(jìn)學(xué)生之間的合作和交流，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。3.實(shí)踐活動(dòng)和觀察法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察和體驗(yàn)，讓學(xué)生親身感受聲音的特性和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和觀察能力。4.多媒體輔助教學(xué)法：運(yùn)用多媒體技術(shù)，結(jié)合圖像、音頻和視頻等素材，提供生動(dòng)形象的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和增強(qiáng)理解。四、教學(xué)評(píng)價(jià)方法在教學(xué)設(shè)計(jì)中，我們也需要設(shè)定相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法，以檢驗(yàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的掌握情況和能力發(fā)展。1.平時(shí)表現(xiàn)評(píng)價(jià)：教師通過(guò)觀察學(xué)生的參與度、合作能力和實(shí)踐操作水平等，評(píng)價(jià)學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。2.實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)：要求學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)并記錄觀察數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)論，通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)踐能力和科學(xué)寫(xiě)作能力。3.小組探究評(píng)價(jià)：對(duì)學(xué)生在小組探究活動(dòng)中的合作和貢獻(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力。4.問(wèn)答和測(cè)驗(yàn)評(píng)價(jià)：通過(guò)問(wèn)答和測(cè)驗(yàn)等形式，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)聲音特性的理解程度和應(yīng)用能力。五、教學(xué)資源與環(huán)境配置為了支持教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)施，我們需要準(zhǔn)備相應(yīng)的教學(xué)資源和配置良好的教學(xué)環(huán)境。1.教具和實(shí)驗(yàn)設(shè)備：準(zhǔn)備對(duì)應(yīng)的教具和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如音叉、擴(kuò)音器、變聲器等，以支持學(xué)生對(duì)聲音特性的實(shí)踐探究。2.多媒體工具和素材：利用多媒體工具和素材，如投影儀、音頻和視頻等，提供豐富的教學(xué)內(nèi)容和互動(dòng)體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。3.教室配置：為了保證良好的教學(xué)效果，教室需要具備一定的配置，如投影儀、音響設(shè)備、實(shí)驗(yàn)臺(tái)等，以滿足教學(xué)需求。總結(jié)：基于物理核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)需要從教學(xué)目標(biāo)設(shè)定、教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方法選擇、教學(xué)評(píng)價(jià)方法和教學(xué)資源與環(huán)境配置等方面進(jìn)行綜合考慮。通過(guò)合理設(shè)置教學(xué)目標(biāo)和安排教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。同時(shí)，