摘" "要：STEM教育理念是包含科技與數(shù)學(xué)工程的綜合教育理念，具有跨學(xué)科、趣味性與情境體驗(yàn)性等特點(diǎn)，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)技術(shù)與數(shù)學(xué)工程素養(yǎng)。物理是高中階段的重要學(xué)科，中學(xué)物理學(xué)科以實(shí)驗(yàn)為主，然而在實(shí)際教學(xué)中，大多數(shù)教師以實(shí)驗(yàn)演示為主，學(xué)生缺乏完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)。近年來，STEM教育理念逐漸受到師生的關(guān)注。高中物理教師可以根據(jù)STEM教育理念，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)，了解技術(shù)設(shè)計(jì)與開發(fā)過程，結(jié)合情境提出問題，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究解決問題。本研究概述了STEM教育理念的內(nèi)涵，分析了高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，提出了基于STEM教育理念的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：STEM教育理念 高中物理 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有重要作用，學(xué)生通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，可以激發(fā)學(xué)習(xí)熱情?！靶抡n標(biāo)”要求教師傳授科學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新思維能力。STEM教育是科技與數(shù)學(xué)工程等多學(xué)科的綜合教育，注重學(xué)科間的整合與聯(lián)系，可以激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

一、基于STEM教育理念的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

STEM教育理念將科技與數(shù)學(xué)工程學(xué)科有機(jī)融合，以問題為導(dǎo)向，加強(qiáng)現(xiàn)實(shí)世界與知識(shí)規(guī)律間的聯(lián)系，是多學(xué)科有機(jī)融合的綜合教育形態(tài)。在STEM教育理念下，學(xué)生可以將各學(xué)科零碎的知識(shí)系統(tǒng)化，結(jié)合相關(guān)科學(xué)工程知識(shí)，利用信息技術(shù)手段提出問題解決方案。STEM教育理念契合“新課標(biāo)”的要求，基于STEM教育理念的高中物理教學(xué)具有綜合性與動(dòng)態(tài)多樣性等特點(diǎn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力與解決問題的能力，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作與交流表達(dá)能力，使學(xué)生懂得物理知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值。

二、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問題分析

STEM教育理念旨在發(fā)展學(xué)生的綜合素養(yǎng)，教師在高中物理課堂教學(xué)中融入STEM教育理念，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與合作意識(shí)。同時(shí)，STEM教育理念契合“新課改”的要求，以STEM教育理念指導(dǎo)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，受到多方面因素的影響，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在許多問題，這些問題影響了STEM教育理念在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，因此教師需要分析物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，探索有效應(yīng)用STEM教育理念的策略。

當(dāng)前，在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，存在一些顯著的問題，如學(xué)生缺乏創(chuàng)新思維，實(shí)驗(yàn)態(tài)度不端正，缺乏完整的知識(shí)體系，學(xué)科融合能力較弱；教師缺乏STEM教育理念的相關(guān)知識(shí)，教學(xué)模式的創(chuàng)新能力較弱；在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用STEM教育理念受到諸多因素的限制，包括物理課程與STEM教育融合的教學(xué)案例較少；我國(guó)的教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制以考試為主，應(yīng)試教育給師生帶來較大壓力，限制了STEM教育的發(fā)展，等等。

三、基于STEM教育理念的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

物理是以實(shí)驗(yàn)觀察為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，優(yōu)質(zhì)的物理實(shí)驗(yàn)課程可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。要培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，教師需要在教學(xué)中融入STEM教育理念，堅(jiān)持理論結(jié)合實(shí)踐，從多個(gè)方面采取措施，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

（一）優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

物理課程是高中自然科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)課程，實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，教師要鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)問題，設(shè)計(jì)探究方案。高中階段的物理知識(shí)大多枯燥乏味，對(duì)此，教師可以采用演示實(shí)驗(yàn)的方式，揭示生活中的物理現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要將生活實(shí)際問題與學(xué)科知識(shí)融合，讓學(xué)生以小組為單位動(dòng)手解決問題，促進(jìn)學(xué)生的交流與分享。學(xué)生通過“收集材料—相互討論—解決問題—得到結(jié)論”這一過程，可以提高自身的協(xié)作能力。

STEM教育是一種跨學(xué)科教育理念，強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個(gè)學(xué)科的整合。這種教育理念注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力，使學(xué)生能夠更好地應(yīng)對(duì)未來的挑戰(zhàn)。在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以基于STEM教育理念，采用以下幾種模式：第一，基于問題的學(xué)習(xí)模式，即教師設(shè)計(jì)一些與物理實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問題，引導(dǎo)學(xué)生通過自主探究、合作學(xué)習(xí)等方式，解決這些問題。這種模式可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的自主學(xué)習(xí)能力。第二，設(shè)計(jì)與制作模式，即教師提供一些材料和工具，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，這種模式可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

（二）在STEM理念下創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法

STEM教育理念強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科整合，通過解決復(fù)雜的問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，提高學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。STEM教育理念符合“新課標(biāo)”的要求，可以解決目前高中物理教學(xué)中存在的學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)少、邏輯思維能力不足、學(xué)習(xí)內(nèi)容與實(shí)際生活缺乏有效聯(lián)系等問題。教師在STEM教育理念下開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，要選擇合適的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)多元融合的教學(xué)目標(biāo)。

當(dāng)前，在我國(guó)高中物理教學(xué)中，存在教師對(duì)物理實(shí)驗(yàn)重視不足、教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際生活脫節(jié)等問題，影響了學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。對(duì)此，在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入STEM教育理念時(shí)，教師要開發(fā)“第二課堂”，建立多元化的評(píng)價(jià)體制。學(xué)校也要集合社會(huì)力量，加大資金投入，開發(fā)課程資源，組織專家編寫有效的學(xué)習(xí)資料。

（三）在高中物理教學(xué)中融入STEM教育理念的實(shí)例

高中物理教學(xué)注重科學(xué)精神的滲透，在課堂教學(xué)中，教師要采取科學(xué)的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。將STEM教育理念融入物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力。教師可以分析學(xué)生的學(xué)情，確定STEM教學(xué)的目標(biāo)，并采用問題探究式教學(xué)法、項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)法等多種教學(xué)方法，提高物理教學(xué)的效率。

以“自由落體運(yùn)動(dòng)”為例。學(xué)生雖然前期已經(jīng)學(xué)過勻速直線運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)，初步掌握了相關(guān)的物理規(guī)律，具備一定的邏輯思維與自主探索能力，但對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的概念缺乏全面、清晰的認(rèn)識(shí)。本課的教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生了解自由落體運(yùn)動(dòng)的概念，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量重力加速度，分析相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡，提高自身的協(xié)作能力。在教學(xué)中，教師可以通過播放相關(guān)視頻來創(chuàng)設(shè)情境，向?qū)W生提出問題，從生活角度出發(fā)引入自由落體運(yùn)動(dòng)的物理概念，幫助學(xué)生進(jìn)行思考。接下來，教師可以利用各種材料，做自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生探究影響不同質(zhì)量物體下落速度的因素。

總之，實(shí)驗(yàn)是高中物理教學(xué)中的重要內(nèi)容，教師要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入STEM教育理念，對(duì)教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整與拓展，提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

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（作者單位：江蘇省啟東中學(xué)）