摘 要：隨著社會與時代的不斷發(fā)展，人們的發(fā)展與教育理念也經(jīng)歷變革，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)步。在高中物理教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)理念更加重視學(xué)生對物理知識的理解，培養(yǎng)方式更加傾向于應(yīng)試模式，重點(diǎn)在于提升學(xué)生的物理成績。而這樣的教學(xué)方法很難提升學(xué)生的知識應(yīng)用能力，導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)知識與自然規(guī)律脫節(jié)的情況，對學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提升毫無益處。而STEM教學(xué)模式體現(xiàn)出了多元化的特征，采取綜合學(xué)科教學(xué)的方法提升學(xué)生的核心素養(yǎng)與綜合能力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。文章從STEM教學(xué)法的概念與內(nèi)涵、STEM教育在高中物理學(xué)核心素養(yǎng)方面的意義、STEM教育在高中物理教學(xué)中應(yīng)用存在的問題以及STEM教育在高中物理核心素養(yǎng)中的實(shí)踐策略等方面進(jìn)行相關(guān)論述。

關(guān)鍵詞：STEM教育;高中物理;核心素養(yǎng);實(shí)踐策略

一、 引言

隨著中國教育事業(yè)的不斷發(fā)展，人們對于人才培養(yǎng)的需求逐漸發(fā)生了變化，人們更加重視學(xué)生思維能力以及綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)與提升。針對這樣的發(fā)展背景，高中物理在教學(xué)的過程中提出了培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的STEM教學(xué)方法。這種教學(xué)方法能夠充分尊重學(xué)生的個體差異，突出物理課堂的靈活性與趣味性，強(qiáng)調(diào)課堂中的探究性與合作性，通過多學(xué)科融合的形式不斷提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，提高物理課堂教學(xué)的質(zhì)量。

二、 STEM教學(xué)法的概念與內(nèi)涵

STEM的主要內(nèi)容包含了Science，Technology，Engineering，和Maths，這其實(shí)代表的是4門不同學(xué)科的有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)調(diào)的是不同學(xué)科之間的融合教學(xué)。將其運(yùn)用于高中物理教學(xué)的過程中就是以學(xué)生活動為授課重點(diǎn)形式，同時以解決生活問題為任務(wù)驅(qū)動，在物理教學(xué)中促進(jìn)多學(xué)科素養(yǎng)的融合。而文章對微項(xiàng)目導(dǎo)學(xué)的內(nèi)容與流程進(jìn)行分析，就是將文本學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行項(xiàng)目化，通過情境化微型主題任務(wù)的設(shè)計(jì)開展高中物理教學(xué)，同時使用實(shí)踐活動的形式探索解決問題的方法。學(xué)生能夠在主題項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程中收獲知識，得到進(jìn)步，同時提高其他學(xué)科素養(yǎng)。

三、 STEM教育在高中物理學(xué)核心素養(yǎng)中的應(yīng)用特征

（一）學(xué)科融合性

在傳統(tǒng)的高中物理教學(xué)過程中，教師將物理教學(xué)任務(wù)獨(dú)立出來，在授課的過程中并沒有開發(fā)物理學(xué)科與其他學(xué)科的聯(lián)系性，導(dǎo)致物理教育與其他學(xué)科的教學(xué)之間出現(xiàn)了隔離現(xiàn)象，學(xué)生在接受高中物理教育的時候很難將其中的知識與生活中其他范疇的知識與現(xiàn)象聯(lián)系起來，嚴(yán)重影響學(xué)生的知識應(yīng)用能力以及創(chuàng)新思維能力發(fā)展。而STEM教育理念的出現(xiàn)啟發(fā)了更多的物理教師，使其能夠關(guān)注物理學(xué)科的綜合性特征，進(jìn)而轉(zhuǎn)變之前單一化的教學(xué)模式。在具體的教學(xué)過程中，高中物理教師應(yīng)該開發(fā)利用生活化案例，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，創(chuàng)建實(shí)踐性與綜合性的物理課堂。在充分挖掘高中物理課程中的豐富教學(xué)資源基礎(chǔ)上，教師還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生建立起物理知識與其他學(xué)科之間的聯(lián)系，通過這樣的方式提升學(xué)生的綜合能力。

比如，當(dāng)高中物理教師在進(jìn)行“豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動脫軌”問題教學(xué)時，如果按照純理論的教學(xué)方法，學(xué)生很難理解以上知識，照本宣科的后果就是學(xué)生無法理解和解決同類問題，嚴(yán)重影響課堂教學(xué)效率。而使用STEM教學(xué)方法，教師就可以將以上主題作為活動的目標(biāo)，為學(xué)生創(chuàng)造實(shí)踐學(xué)習(xí)的機(jī)會。教師可以利用3D打印設(shè)計(jì)技術(shù)，為學(xué)生設(shè)計(jì)提供一個豎直平面的軌道進(jìn)行實(shí)踐探索，讓學(xué)生親身經(jīng)歷物理實(shí)驗(yàn)，直觀地感受物體脫軌的實(shí)際情況。在實(shí)踐的過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過使物體沾墨水的方法記錄物體的運(yùn)動軌跡，同時讓學(xué)生對理論結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間產(chǎn)生差別的原因進(jìn)行分析，同時深入探索不同因素對其阻力帶來的影響。以上案例中應(yīng)用了3D打印技術(shù)，為學(xué)生展示了建模過程，而試驗(yàn)的處理過程更是體現(xiàn)出了工程思維，同時在探究推理的過程中體現(xiàn)出了數(shù)學(xué)邏輯思維，通過這樣多學(xué)科融合的教學(xué)方式，不僅能夠豐富學(xué)生的知識面，加強(qiáng)其對物理知識的理解，同時還能提升學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)造思維。

（二）學(xué)習(xí)合作性

在STEM教育理念中，教師應(yīng)該重視學(xué)生的課堂主體性，及時轉(zhuǎn)變自己的傳統(tǒng)教學(xué)理念，形成以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的課堂教學(xué)模式，注重師生之間、同學(xué)之間合作關(guān)系的培養(yǎng)。這樣就能夠增進(jìn)師生之間的感情，同時加強(qiáng)學(xué)生的合作意識，有效提高課堂教學(xué)效率。

比如，當(dāng)教師在進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時候，可以通過分組的形式引導(dǎo)學(xué)生開展小組活動，通過小組討論明確實(shí)驗(yàn)的原理、方案以及器材，合作完成實(shí)驗(yàn)探究。在這個探究的過程中，學(xué)生能夠相互糾錯、相互學(xué)習(xí)，最終實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步。

（三）教學(xué)情境性

從STEM的教育理念來看，其中涉及了科學(xué)、工程、技術(shù)以及數(shù)學(xué)，更加強(qiáng)調(diào)教學(xué)的實(shí)踐性與探究性，因此，物理教師可以在課堂中創(chuàng)設(shè)真實(shí)的教學(xué)情境與任務(wù)，讓學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)生活中以及情境中存在的問題，并通過物理手段解決問題。STEM教學(xué)方法的一大特征就是情境性，教師可以通過生活化情境創(chuàng)建以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式引導(dǎo)學(xué)生理解物理知識的深層內(nèi)涵，讓學(xué)生能夠掌握自主探究與學(xué)習(xí)的能力，進(jìn)而提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力。

比如，當(dāng)教師進(jìn)行“摩擦力以及勻變速運(yùn)動”內(nèi)容的教學(xué)時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)車禍現(xiàn)場的剎車痕跡對事故責(zé)任進(jìn)行分析。根據(jù)剎車痕跡的長度以及汽車的制動時間，學(xué)生利用物理知識就能夠計(jì)算出該汽車在剎車之前的速度，通過將真實(shí)速度與規(guī)定速度的比較就能夠判斷該汽車是否是超速運(yùn)行，進(jìn)而對車禍的責(zé)任進(jìn)行判定。這樣的教學(xué)方法能夠提升學(xué)生的邏輯思維能力，同時還能夠向?qū)W生普及法律知識，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

四、 STEM教育在高中物理教學(xué)應(yīng)用中存在的問題

（一）學(xué)生主體地位不足

受到傳統(tǒng)教育理念的影響，當(dāng)前部分物理教師意識不到學(xué)生在課堂上的主體地位，他們通常會采取教師主導(dǎo)的教學(xué)方法，這樣的課堂形式更加純粹，之后再通過題海練習(xí)的方法提高學(xué)生的物理成績，進(jìn)而幫助學(xué)生在高考中取得好成績。這樣一來，即使是成績比較好的學(xué)生，其學(xué)習(xí)的動機(jī)與目標(biāo)也會出現(xiàn)問題，部分學(xué)生只會完成物理習(xí)題，并不會去思考物理知識與實(shí)際生活的聯(lián)系。學(xué)生成為了被動學(xué)習(xí)的工具，在教師的教導(dǎo)下被動地接受知識，再機(jī)械化地通過做題的方式一遍遍記憶物理知識，這樣的教學(xué)方法無法提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，學(xué)生也很難構(gòu)建物理知識體系，同時也很難將物理知識內(nèi)化吸收，嚴(yán)重影響學(xué)習(xí)效率。

（二）STEM教學(xué)重視程度低

高中物理作為高考的重點(diǎn)科目，學(xué)生往往面臨著極大的升學(xué)壓力，因此，部分教師并不重視學(xué)生對物理知識的理解與應(yīng)用，只在意學(xué)生的做題情況，通過大量的題目練習(xí)增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解，很難達(dá)到理想的效果。其次，STEM教學(xué)理念中包含的內(nèi)容比較多，對于學(xué)?；A(chǔ)設(shè)施的要求更高，其需要硬件教學(xué)工具與軟件教學(xué)工具。但是部分中學(xué)并不重視STEM教學(xué)開發(fā)，因此在教學(xué)資源以及設(shè)備的資金投入方面也有所欠缺，這樣就會導(dǎo)致教師很難落實(shí)STEM物理教學(xué)，無法提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

（三）綜合性人才缺乏

STEM教學(xué)模式涵蓋了工程、科學(xué)以及數(shù)學(xué)等多門學(xué)科的知識，當(dāng)前部分中學(xué)物理教師自身只具備單方面的知識能力，很難在實(shí)際的教學(xué)過程中落實(shí)STEM教學(xué)。從師范生培養(yǎng)的角度來看，STEM教學(xué)理念更加強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科融合發(fā)展的理念，但是當(dāng)前部分師范學(xué)校采取的還是分科制的培養(yǎng)方法，這樣一來，就會限制教師的發(fā)展，難以開展STEM教學(xué)。

五、 STEM教育在高中物理核心素養(yǎng)中的實(shí)踐策略與具體流程

（一）項(xiàng)目導(dǎo)入

以培養(yǎng)STEM核心素養(yǎng)為目標(biāo)的物理課程導(dǎo)學(xué)就是以高中物理學(xué)習(xí)作為項(xiàng)目學(xué)習(xí)的突破口，在學(xué)習(xí)活動以及過程中踐行不同學(xué)科的融合，以跨界知識作為學(xué)習(xí)載體，依托于物理學(xué)習(xí)的基本工具，不斷促進(jìn)不同學(xué)科之間的融合，對跨界知識進(jìn)行整合與激活，踐行技術(shù)與工程活動的教育理念。在教學(xué)活動開展的過程中，教師可以通過情境創(chuàng)設(shè)等方式開展教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生將舊知識與新知識聯(lián)系起來，通過課堂氛圍的創(chuàng)造激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

以《自由落體運(yùn)動》教學(xué)為例，教師首先就可以通過視頻展示的方法導(dǎo)入焦點(diǎn)問題，采取聚焦現(xiàn)實(shí)生活的方式引入有關(guān)“自由落體”的主題。課堂引入的視頻中可以為學(xué)生展現(xiàn)動態(tài)的小球自由落體的視頻，引發(fā)學(xué)生對重力問題的深度思考，同時在視頻觀看的過程中發(fā)現(xiàn)問題。接著，教師可以通過提問設(shè)計(jì)的方式引導(dǎo)學(xué)生對自由落體的速度變化情況進(jìn)行思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時鼓勵學(xué)生勇敢表達(dá)不同的看法。最后教師再通過項(xiàng)目探究以及合作的方法為學(xué)生提供交流合作的機(jī)會，進(jìn)而解決實(shí)際的問題。在這樣的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生能夠接觸到多學(xué)科的內(nèi)容與理念，同時正確處理Science，以及Technology之間的關(guān)系，對于科學(xué)、社會信息的充分挖掘能夠提高學(xué)科的融合性，同時還能夠培養(yǎng)學(xué)生的跨界學(xué)習(xí)意識。

（二）活動探究

課程導(dǎo)入之后，教師就應(yīng)該開展活動探究環(huán)節(jié)。通過教師的實(shí)踐操作以及示范，學(xué)生能夠增進(jìn)對物理知識的理解，進(jìn)而提升其物理學(xué)習(xí)的意識與認(rèn)知，尤其是能夠在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作過程中提升實(shí)踐能力。一般來說，在開展學(xué)生活動時，教師應(yīng)該采用分組協(xié)作探究的方式，在探究討論的過程中引導(dǎo)學(xué)生充分運(yùn)用已經(jīng)掌握的科學(xué)以及技術(shù)開展探索活動，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生對于學(xué)習(xí)材料的深層理解，在探究活動的過程中實(shí)現(xiàn)不同學(xué)科的融合。

以《自由落體運(yùn)動》為例，教師可以通過構(gòu)建物理知識思維導(dǎo)圖的形式引導(dǎo)學(xué)生對不同質(zhì)量物體的下落時間以及下落速度進(jìn)行思考，通過小組探究的形式提出不同的想法。之后再通過小組實(shí)驗(yàn)探究的方式驗(yàn)證學(xué)生的猜想，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)邏輯思維的形成，提升教學(xué)質(zhì)量。

六、 結(jié)語

綜上所述，在高中物理課堂中踐行STEM教育理念能夠促進(jìn)多學(xué)科的融合教學(xué)，因此，物理教師應(yīng)該重視學(xué)生綜合學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)，充分尊重學(xué)生的課堂主體性，不斷提升學(xué)生的實(shí)踐動手能力，引導(dǎo)學(xué)生在不同實(shí)踐的過程中知識的內(nèi)化，促進(jìn)學(xué)生的綜合發(fā)展。

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作者簡介：康錦光，河南省安陽市，河南省安陽市第二中學(xué)。