STEM理念下開展中學(xué)物理綜合實(shí)踐活動(dòng)的策略與途徑

滕云雪 張勇

【摘要】綜合實(shí)踐活動(dòng)有內(nèi)容豐富多彩、形式靈活多樣的特點(diǎn)。STEM是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的英文縮寫，是一種偏理工科的多學(xué)科交融的概念，STEM教育已經(jīng)發(fā)展為一種綜合的教學(xué)方法。利用STEM理念開展中學(xué)物理社會(huì)實(shí)踐，有利于培養(yǎng)學(xué)生多角度解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。

【關(guān)鍵詞】綜合實(shí)踐活動(dòng);STEM教育;策略;途徑

科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）是密切相關(guān)的知識(shí)領(lǐng)域。是一種理解相互關(guān)系和解決現(xiàn)實(shí)問題的方法。工程是將科學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)計(jì)算應(yīng)用于設(shè)計(jì)過程和解決技術(shù)問題。技術(shù)反過來促進(jìn)科學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí)以及工程設(shè)計(jì)的進(jìn)步。根據(jù)社會(huì)的發(fā)展要求，擁有足夠的STEM知識(shí)，和將這些知識(shí)資源進(jìn)行整合并針對(duì)新出現(xiàn)的問題提出解決方案的能力是創(chuàng)新型社會(huì)的核心能力。一個(gè)國(guó)家STEM知識(shí)的創(chuàng)新能力決定了它在世界上的地位。因此，人們對(duì)綜合性STEM教育的興趣日益濃厚。

一、用STEM教育理念開展綜合實(shí)踐活動(dòng)的必要性

物理實(shí)踐活動(dòng)對(duì)于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力具有非常重要的作用。STEM教育理念最初旨在重視各自領(lǐng)域的教學(xué)水平，現(xiàn)如今強(qiáng)調(diào)學(xué)科融合，培養(yǎng)人的綜合科學(xué)素養(yǎng)。物理綜合實(shí)踐課程正是實(shí)現(xiàn)STEM教育理念的良好形式。綜合實(shí)踐活動(dòng)可以充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新性與探究性，把STEM教育理念引入綜合實(shí)踐活動(dòng)課程，在活動(dòng)中關(guān)注生活中的工程問題和技術(shù)革新，感受多學(xué)科在生活中的應(yīng)用，使理論知識(shí)更加貼近生活，這能培養(yǎng)學(xué)生的興趣和運(yùn)用多學(xué)科解決問題的能力。

二、利用STEM教育理念開展物理綜合實(shí)踐活動(dòng)的策略

（一）活動(dòng)主題的選擇應(yīng)貼近工程和技術(shù)問題

物理是揭示自然科學(xué)奧秘的學(xué)科。我們學(xué)物理知識(shí)，一方面是解釋生活中的科學(xué)現(xiàn)象，另一方面是運(yùn)用知識(shí)改變生活。在實(shí)踐活動(dòng)中通過對(duì)技術(shù)問題和工程設(shè)計(jì)的探究，參與到問題的解決當(dāng)中去，體會(huì)理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成實(shí)踐應(yīng)用的成就感。把理論知識(shí)與社會(huì)需求結(jié)合，這需要?jiǎng)?chuàng)造力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。例如，生活中的液位計(jì)有多種多樣，有翻板式液位計(jì)、雷達(dá)式液位計(jì)，其在生活中各有其獨(dú)特作用，通過對(duì)液位計(jì)的探究加深對(duì)理論知識(shí)的理解。

（二）活動(dòng)過程中應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的自主探究能力

綜合實(shí)踐活動(dòng)的精髓是能發(fā)揮學(xué)生的自主性，這是判斷綜合實(shí)踐活動(dòng)開的好不好的評(píng)價(jià)因素之一。讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)問卷做市場(chǎng)調(diào)查，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)，自己制作模型等，這些活動(dòng)對(duì)于學(xué)生的發(fā)展受用終生。例如，來自塞浦路斯一所城市公立學(xué)校的學(xué)生，通過開發(fā)模型來重建受損的明尼阿波利斯大橋，學(xué)生計(jì)算了桁架，拱形，懸掛，斜拉橋四種橋的成本，在模型中考慮了橋梁類型，所用材料，橋面板的每表面單位成本，各種橋梁類型的美觀，橋梁設(shè)計(jì)工作量，施工難度，長(zhǎng)度，安全性等，最后通過調(diào)查和討論得出了最佳設(shè)計(jì)方案。

（三）探究活動(dòng)結(jié)果的展示應(yīng)體現(xiàn)包容性

結(jié)果的展示形式可以包容并蓄，可以是過程講述形式，可以是結(jié)果呈現(xiàn)形式，也可以是作品展示形式。學(xué)校可以像召開產(chǎn)品發(fā)布會(huì)那樣為學(xué)生創(chuàng)造展示的機(jī)會(huì);學(xué)生可以講述探究過程中遇到的困難，和自己解決困難的方法;學(xué)生也可以把自己制作的作品與大家交流分享。

三、STEM視域下物理實(shí)踐活動(dòng)開展的途徑

（一）加強(qiáng)教師STEM領(lǐng)域內(nèi)的培訓(xùn)

各個(gè)學(xué)科在社會(huì)中的融合有復(fù)雜性、隱蔽性、深入性的特點(diǎn)，各個(gè)學(xué)科的知識(shí)在生活中的應(yīng)用往往復(fù)雜地交織在一起，一個(gè)學(xué)科教師對(duì)其他科目并不了解。此外，教師在制定活動(dòng)的主題時(shí)往往要考慮學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、可操作性等一系列因素。這就需要對(duì)教師進(jìn)行STEM領(lǐng)域內(nèi)容的培訓(xùn)，教師間應(yīng)互相交流，交換好的項(xiàng)目。

（二）加強(qiáng)與設(shè)計(jì)單位和生產(chǎn)企業(yè)的長(zhǎng)期合作

工程設(shè)計(jì)人員和生產(chǎn)員工是STEM領(lǐng)域的一線應(yīng)用人員，他們對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富。教育部門應(yīng)提供途徑，把這些人員加入到物理的綜合實(shí)踐活動(dòng)中來，讓他們發(fā)揮特長(zhǎng)彌補(bǔ)物理教師工程知識(shí)缺乏的問題。通過學(xué)校與企事業(yè)單位的聯(lián)系，使學(xué)生在第一時(shí)間了解各領(lǐng)域的技術(shù)革新和實(shí)際應(yīng)用，為學(xué)生的職業(yè)道路發(fā)展做良好的熏陶。例如，學(xué)?？梢耘c城市周邊的企業(yè)例如汽車廠、水處理廠、發(fā)電廠等建立長(zhǎng)期可靠的聯(lián)系，為社會(huì)實(shí)踐提供良好的平臺(tái)。

（三）各部門合力共同支持STEM理念的社會(huì)實(shí)踐

科技部門、教育部門、企業(yè)單位、社會(huì)團(tuán)體要形成合力共同支持STEM社會(huì)實(shí)踐和資源的開發(fā)，為學(xué)生提供實(shí)踐的場(chǎng)所、實(shí)驗(yàn)材料和社會(huì)實(shí)踐的保障人員。各個(gè)地區(qū)應(yīng)統(tǒng)籌社會(huì)資源，為學(xué)生的社會(huì)實(shí)踐創(chuàng)造條件，實(shí)現(xiàn)社會(huì)共同支持社會(huì)實(shí)踐的良好氛圍。鼓勵(lì)各地區(qū)開發(fā)具有本土色彩的社會(huì)實(shí)踐材料，形成可操作、可推廣的綜合實(shí)踐課程。

四、結(jié)語

利用STEM理念開展物理綜合實(shí)踐活動(dòng)，有助于學(xué)生把理論知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)際，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，了解知識(shí)的廣泛應(yīng)用，對(duì)課堂教學(xué)是一種豐富的擴(kuò)展，有利于培養(yǎng)學(xué)生多角度思考問題的能力，形成學(xué)生的核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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