黃沖

摘 要：在中學(xué)物理教學(xué)中，開展STEAM教育，完成與課堂教學(xué)相關(guān)的各種各樣的小制作.不僅能幫助學(xué)生深化對物理知識的理解，還能拓展學(xué)生的思維能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力和培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作等能力.

關(guān)鍵詞：STEAM課程;中學(xué)物理教學(xué);創(chuàng)新能力;團隊合作

文章編號：1008-4134（2019）14-0014中圖分類號：G633.7文獻標識碼：B

近年來，許多中小學(xué)都試圖將STEAM課程應(yīng)用于學(xué)校教學(xué)，并進行了大量的探索和實踐.STEAM是科學(xué)（ Science）、技術(shù)（ Technology）、工程（ Engineering）、藝術(shù)（ Art）、數(shù)學(xué)（ Mathematics）幾個英文單詞的縮寫，簡而言之，STEAM教育是一門綜合性的教育，融合了科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué).STEAM課程在中學(xué)物理教學(xué)中開展，可以有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進一步加深對物理知識的理解，提高學(xué)生的綜合能力.

1 中學(xué)物理教學(xué)中STEAM課程開展的意義

1.1 STEAM課程可以提高學(xué)生的綜合能力

當(dāng)今很多初中生苦于在題海中掙扎，幾乎失去了學(xué)習(xí)的樂趣，每天只是被動地機械式地做題，學(xué)習(xí)效率相對非常低.這就好像教學(xué)生學(xué)籃球，在開始的時候，只告訴學(xué)生什么是籃球，籃球是多大的球，籃球有哪些規(guī)則等這些枯燥的東西.再把這些基本認識以試題的形式考他們.這樣肯定會抹殺很多人對學(xué)習(xí)籃球的興趣和籃球本身的熱愛.大部分籃球運動員，學(xué)習(xí)打籃球的過程，是先感受到籃球運動的美，然后自己愛上了籃球，有了興趣，再主動地努力地去學(xué)習(xí)打籃球.最后在學(xué)習(xí)籃球的過程中一步步了解籃球的歷史以及籃球的規(guī)則，更深地理解籃球這項運動的精神.學(xué)習(xí)籃球的過程也是世界觀、人生觀的塑造過程.

物理的學(xué)習(xí)過程也應(yīng)如此，先讓學(xué)生感受到物理的神奇，進而愛上物理，有了興趣，再去鉆研那些神奇背后的原因.因為興趣是最好的老師.STEAM課程開展能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而進一步提升學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力、團隊合作能力.

科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)和藝術(shù)之間存在著交叉影響和相互促進的關(guān)系.在STEAM教育中，它的任何部分都不能獨立.實現(xiàn)更深入的學(xué)習(xí)和對知識的理解，進一步擴大學(xué)生的思維能力.因為繪畫、音樂、影視等藝術(shù)都是創(chuàng)造力的來源.根據(jù)實際的生活經(jīng)驗，培養(yǎng)兒童的空間概念及其對藝術(shù)的敏感性非常重要.通過對生活經(jīng)驗，動手操作，物理觀察，想象，描述，聯(lián)想，模擬，分析和推理的記憶，我們可以更好地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力的隱藏力量.

STEAM教育要求學(xué)生利用他們的大腦使他們變得實際、快樂，并專注于這個過程.在創(chuàng)新意識下，結(jié)合實踐和知識探索，可以真正喚醒學(xué)生固有的創(chuàng)新意識.STEAM教育使學(xué)生在實踐的過程中力求有效解決問題，這就要求與他人或同學(xué)交流或交換思想意見，充分發(fā)揮集體的智慧，這有利于培養(yǎng)學(xué)生團隊合作的能力.

1.2 STEAM課程可以增強學(xué)生對知識的掌握能力

學(xué)習(xí)的過程應(yīng)該是快樂的，而且必須是快樂的.子曰：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者.”因為只有這樣才能使學(xué)生的學(xué)習(xí)從“要我學(xué)”變成“我要學(xué)”.但是一些考試的試題，給了教師一些錯誤的導(dǎo)向.讓教師不得不按照老一套傳統(tǒng)模式來教學(xué).比如有部分試題會考什么是重力、什么是牛頓第一運動定律、焦耳定律的內(nèi)容是什么等等.這就好像告訴一個剛學(xué)籃球的人，籃球是什么做的，籃球的球場有多大，籃球有哪些特定的規(guī)則一樣枯燥.其實這些當(dāng)學(xué)生有了興趣，學(xué)好籃球之后，會自主地去探索.

STEAM課程在中學(xué)物理教學(xué)中的開展，使學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣大大提高.會主動去探究學(xué)習(xí)物理應(yīng)該知道的知識，而不是被老師鞭策著前進，從而增強了學(xué)生對知識掌握的能力.

2 中學(xué)物理教學(xué)中STEAM課程開展案例

2.1 制作孔明燈

在學(xué)習(xí)浮力時，為了讓學(xué)生能直觀地感受到浮力，可以讓學(xué)生合作制作孔明燈，教師展示出幾種孔明燈后，讓學(xué)生討論分析出孔明燈和熱氣球的原理是燈內(nèi)氣體由于熱漲冷縮，密度變小，小于外部空氣密度，所以會上浮.

讓學(xué)生根據(jù)需要自己帶材料.然后在一定的時間內(nèi)讓學(xué)生完成設(shè)計組裝.評選出哪一組制作的最具有創(chuàng)意.然后比較自己的孔明燈和市場上買的孔明燈的不同點，比較誰優(yōu)誰劣.還有哪些可以改進的地方.

孔明燈的制作過程從以下幾個方面體現(xiàn)了STEAM的教育理念：

“S”：孔明燈的原理;

“T”：各個器材的連接技術(shù);

“E”：所有器材的組裝過程;

“M”：孔明燈的各個器材的裁剪過程中需要測量;

“A”：孔明燈的整體設(shè)計.

可能需要的器材：小蠟燭、垃圾袋、紙、細鐵絲等

2.2 利用平面鏡完成各式各樣的創(chuàng)意制作

2.2.1 利用平面鏡完成各種魔術(shù)

當(dāng)學(xué)習(xí)平面鏡成像時，播放劉謙春晚上從鏡子里伸出手的魔術(shù)，讓學(xué)生討論分析其原因.可以根據(jù)這個原理先模仿出這個魔術(shù)（如圖1所示）.然后再創(chuàng)造出自己的魔術(shù).

2.2.2 制作正方形鏡子箱子

準備兩面豎直、面對面放置的鏡子（鏡子越大越好），將頭放進中間，朝一面鏡子看去.可以看到無數(shù)個自己.讓學(xué)生討論分析其原因.然后根據(jù)這一現(xiàn)象，制作一個正方體鏡子（一面開口）.當(dāng)學(xué)生制作完成后，讓學(xué)生自己感受一下效果如何.當(dāng)他看到自己制作的鏡子里有無數(shù)個自己，那種興奮和激動會激勵他好好學(xué)習(xí).

可能需要的器材：鏡子、玻璃刀、刻度尺、小釘熱熔膠、紙板、小刀.還可以將兩面鏡子成120度夾角豎直放置在桌子上.自己坐在桌子前吃飯.會神奇地發(fā)現(xiàn)好幾個自己陪自己吃飯.

2.2.3 自制溫度計

在學(xué)生學(xué)習(xí)液體溫度計原理時，當(dāng)學(xué)生了解了液體的溫度計原理是由于液體的熱漲冷縮，以及溫度計上的刻度是選擇標準大氣壓下冰水混合物的溫度為0℃和水沸騰的溫度為100℃，然后將其分成100等份，每一等份為1℃之后，讓學(xué)生動手自己設(shè)計、組裝溫度計.然后讓學(xué)生思考如何給自己制作的溫度計標上刻度這里會遇到一個常見問題，自制的溫度計由于長度問題沒有100℃的刻度值.怎么來給自制的溫度計標上刻度.這個問題可以讓學(xué)生討論解決.通?？梢杂靡槐渌鸵槐瓬厮寽囟扔嬒葴y量出其真實的溫度.然后根據(jù)這兩個溫度來標注相應(yīng)的溫度.

制作完成之后比較自己的溫度計和市場上買的溫度計的不同點，比較誰優(yōu)誰劣.自制的溫度計還有哪些可以改進的地方（如圖2所示）.比如有精確度、外觀造型、量程等方面.

可能需要的器材：小玻璃瓶、紅墨水、細筆芯、紙板、熱熔膠、溫度計、一杯熱水、一杯冷水.

2.2.4 自制桿秤

在學(xué)習(xí)杠桿平衡條件時，知道了杠桿的平衡條件是動力×動力臂=阻力×阻力臂等.基本知識時，讓學(xué)生討論分析桿秤的原理.

然后比較自己的桿秤和市場上買的桿秤的優(yōu)缺點（如圖3所示）.市場上的秤有兩個拎的地方.這樣做的好處是可以增大桿秤的測量范圍.還可以讓學(xué)生思考一下.以前桿秤缺斤少兩是通過增加秤砣的質(zhì)量還是減小秤砣的質(zhì)量.

可能需要的器材：小鉤碼、細線、硬紙板、木棒

2.2.5 自制電動機

在各式各樣的玩具和器械中都有電動機.其實電動機的原理很簡單，是由于磁場對通電導(dǎo)體具有力的作用.在學(xué)習(xí)了電動機的原理時，播放一個電動機制作的視頻.讓學(xué)生參照視頻，自由選材，制作一個電動機.做好后讓學(xué)生思考給電動機加上一個什么外觀讓他看上去更有意思，或者用這個電動機組裝成一個什么玩具.這里最難理解和制作的就是換向器，很多學(xué)生沒做成功就是因為換向器沒做好.當(dāng)學(xué)生理解了換向器的作用，就基本上理解了電動機的原理.

當(dāng)學(xué)生看著自己制作的電動機（如圖4所示）通上電后能夠神奇地轉(zhuǎn)動起來時，那種興奮和成就感，會讓他們積極主動地學(xué)習(xí)物理.

可能需要的器材：電池、導(dǎo)線、磁體、小刀、老虎鉗

中學(xué)物理教學(xué)中通過STEAM課程的開展，使學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做，充分體現(xiàn)了現(xiàn)在物理學(xué)習(xí)的STSE理念.

3 結(jié)語

中小學(xué)階段的信息技術(shù)課程目前處于一個快速發(fā)展以及不斷研究的進程，還沒有統(tǒng)一明確的規(guī)范和形式，不同地方的教學(xué)方式存在著比較大的差異，每個學(xué)校的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)設(shè)備也有不同，但云時代、大數(shù)據(jù)時代對教育人才培養(yǎng)提出了更高的要求，不斷提高和重視中小學(xué)教學(xué)中信息技術(shù)課程的地位.通過STEAM課程在初中物理學(xué)科中培養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生的STEAM素養(yǎng)，STEAM教育理念與中小學(xué)的“研究性學(xué)習(xí)”課程緊密結(jié)合.在理論研究基礎(chǔ)上，提出基本思路，充分認識 STEAM教育理念下研究性學(xué)習(xí)活動變革的具體內(nèi)容，進而通過實施過程加以驗證，最后分析了兩者融合產(chǎn)生的價值，即學(xué)生自主力與探究力提升、知識教育向綜合素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變以及學(xué)生社會基礎(chǔ)能力建設(shè)，同樣也提高了初中物理課程的教學(xué)效果.

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