基于STEM教育的高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)

熊亞莉

【內(nèi)容摘要】隨著新課改進(jìn)程的不斷推進(jìn)，STEM教育對高中物理教學(xué)的影響也越來越深入。所謂STEM實(shí)際上指的就是科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），數(shù)學(xué)（Mathematics）這四門學(xué)科，這種教育理念更加重視學(xué)科間的相互融合，以培養(yǎng)提升學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力為主要目標(biāo)。鑒于這種情況，本文首先對STEM教學(xué)的概念進(jìn)行了簡要分析，之后以“液壓傳動”為例展開了高中物理的STEM教育教學(xué)設(shè)計(jì)，希望通過本文的研究能夠?yàn)镾TEM教育理念在高中物理教學(xué)中有效應(yīng)用起到一定的指導(dǎo)借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】STEM教育 高中物理 教學(xué)設(shè)計(jì) 液壓傳動

STEM教育理念的有效應(yīng)用為我國物理教育改革工作的順利進(jìn)行提供了新的依據(jù)，這種教育理念是在20世紀(jì)九十年代初期由美國國家科學(xué)基金會提出的一種概念。隨著時(shí)代的發(fā)展和社會的進(jìn)步，越來越多的教育從業(yè)者認(rèn)識到STEM教育理念對物理知識教學(xué)的重要作用，應(yīng)用STEM教育理念進(jìn)行高中物理教學(xué)能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)興趣最大程度的激發(fā)出來，讓他們更為積極主動的投入到物理知識學(xué)習(xí)中去，為學(xué)生的創(chuàng)新、實(shí)踐以及思維能力的培養(yǎng)提供更有力的支持和保障。所以，本文以“液壓傳動”教學(xué)為例展開基于STEM教育的高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)分析探究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、STEM教育理念概述

所謂STEM教育理念本質(zhì)上就是科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），數(shù)學(xué)（Mathematics）這四門學(xué)科的總稱，這種教育理念強(qiáng)調(diào)的是四門學(xué)科的有機(jī)融合，能夠讓學(xué)生完成數(shù)學(xué)學(xué)科知識、工程、技術(shù)、科學(xué)與所學(xué)知識的充分融合學(xué)習(xí)，使他們利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力得到有效增強(qiáng)，從而使他們的表達(dá)交流能力、動手操作能力、科學(xué)探究能力、思維能力以及創(chuàng)新能力得到極大程度的提升，進(jìn)而為學(xué)生的綜合素質(zhì)全面發(fā)展提供更有力的支持和保障。

二、基于STEM教育里面的“液壓傳動”教學(xué)設(shè)計(jì)探究

1.通過情境創(chuàng)設(shè)的方式進(jìn)行課堂導(dǎo)入

在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，高中物理教師可以先利用多媒體播放如下一段視頻：在炎炎夏日，一輛在馬路上平穩(wěn)行駛的汽車突然出現(xiàn)了爆胎的情況，這個(gè)時(shí)候司機(jī)拿出了一個(gè)工具，通過工具手柄的反復(fù)按壓與提拉，很快的就把沉重的汽車頂了起來，完成了車胎的更換工作。這個(gè)時(shí)候教師就可以讓學(xué)生猜測這一工具究竟是什么，并引導(dǎo)學(xué)生說出液壓千斤頂?shù)拿?，然后對液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟磉M(jìn)行介紹，展開“液壓傳動”知識的教育教學(xué)，這種和學(xué)生日常生活完全匹配的真實(shí)情境可以將學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)熱情充分調(diào)動起來，讓他們將所有的注意力都集中到課堂上，為接下來的“液壓傳動”知識教學(xué)打下一個(gè)更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.組織學(xué)生圍繞問題展開合作實(shí)踐探究

高中物理教師在知識教學(xué)的過程中，完全可以通過問題設(shè)計(jì)的方式讓學(xué)生圍繞相關(guān)問題展開合作實(shí)踐探究，這樣能夠把學(xué)生的主觀能動性充分調(diào)動起來，讓他們更為積極主動的投入到知識學(xué)習(xí)問題探究中去，并通過這種方式使他們的實(shí)踐探究能力得到有效增強(qiáng)。例如，教師在進(jìn)行“液壓傳動”相關(guān)知識教學(xué)的時(shí)候，完全可以先通過簡易液壓傳動裝置的有效利用進(jìn)行知識教學(xué)，讓學(xué)生充分了解到液壓傳動的本質(zhì)就是一種利用液體進(jìn)行動力傳遞的方式，之后分別放置150g和300g的物體到大小活塞上，進(jìn)行輕物體托起重物體的演示，然后設(shè)置“輕的物體為什么能夠通過簡易液壓傳動裝置托起重物體”這一問題，引導(dǎo)學(xué)生展開合作實(shí)踐探究，這樣才可以將STEM的作用充分發(fā)揮出來，為學(xué)生的綜合素質(zhì)全面發(fā)展提供更有力的支持和保障。

3.通過組間交流展開觀點(diǎn)的分享，實(shí)現(xiàn)研究視角的拓展

STEM教育的核心理念之一就是“整合”，所以，高中物理教師在應(yīng)用STEM教育理念展開“液壓傳動”知識教學(xué)的時(shí)候，當(dāng)學(xué)生完成上述問題的探究之后，引導(dǎo)他們展開組間觀點(diǎn)的討論和探索，以此來使學(xué)生的研究視野得到更大程度的拓展，讓他們學(xué)習(xí)別人的問題探究解決方式以及思路，彌補(bǔ)自身存在的缺陷和不足，這樣才可以使學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐探究能力得到進(jìn)一步提升，為他們?nèi)蘸蠊ぷ?、學(xué)習(xí)、生活的順利進(jìn)行打下一個(gè)更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.做好評價(jià)反思工作，通過反思完成認(rèn)知的深化

評價(jià)反思環(huán)節(jié)是師生之間進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流、成果貢獻(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其對師生的共同成長有著極大的促進(jìn)作用。比如，在進(jìn)行“液壓傳動”知識教學(xué)的過程中，教師完全可以讓學(xué)生分組進(jìn)行液壓千斤頂模型的制作，在學(xué)生完成模型制作之后，引導(dǎo)各小組的學(xué)生進(jìn)行自己制作的液壓千斤頂模型展示，之后讓他們從創(chuàng)意、外觀、演示效果等角度入手展開組間評價(jià)以及自我評價(jià)。除此之外，教師應(yīng)該對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的整體評價(jià)，并對表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生不吝表揚(yáng)，同時(shí)給予表現(xiàn)相對較差的學(xué)生以鼓勵(lì)，避免他們的學(xué)習(xí)自信息受到打擊，為他們的綜合素質(zhì)全面發(fā)展夯實(shí)根基。

結(jié)束語

總而言之，目前STEM教育在我國高中物理教學(xué)中的應(yīng)用依舊處于初期階段，在這方面的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)還比較少，怎樣將STEM教育的作用最大程度的發(fā)揮出來，已經(jīng)成為了很多高中物理教學(xué)需要解決的關(guān)鍵性問題。所以，本文以“液壓傳動”為例展開STEM教育探究，希望可以為STEM在高中物理教學(xué)中的進(jìn)一步應(yīng)用及其作用發(fā)揮起到一定的指導(dǎo)借鑒作用，從而使學(xué)生的知識綜合運(yùn)用能力以及創(chuàng)新實(shí)踐能力得到有效增強(qiáng)，為他們的綜合素質(zhì)全面發(fā)展提供更有力的支持和保障，進(jìn)而為中華民族偉大復(fù)興中國夢的實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)出更多綜合素質(zhì)優(yōu)秀的后備人才。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉曉利，張軍朋.基于STEM教育的高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)——以“液壓傳動”的教學(xué)為例[J].物理通報(bào)，2019（2）：71-75.

[2]尹慶豐.基于STEM教育理念的高中物理教學(xué)實(shí)踐研究——以“傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)”為例[J].物理教師，2018，39（8）：24-26+31.

【本文為重慶市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2017年度重點(diǎn)課題“新高考背景下高中物理STEM教育的實(shí)踐研究”（課題編號：2017-13-209.）】

（作者單位：重慶市長壽中學(xué)校）