STEM與高中物理教學(xué)融合探究

齊兆年

(吉林省公主嶺市第一中學(xué) 吉林 公主嶺 136100)

目前全球化的競(jìng)爭(zhēng)日趨的激烈，培養(yǎng)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的人才是社會(huì)發(fā)展的需要。作為科學(xué)課程中非常重要的一部分內(nèi)容，物理教學(xué)還存在著諸多的問(wèn)題，這些問(wèn)題需要我們及時(shí)的解決。如果能夠?qū)TEM教育和高中物理進(jìn)行融合，能夠更好地實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科教育，給學(xué)生更多實(shí)踐的機(jī)會(huì)，這對(duì)于提高學(xué)生的物理能力有著重要的意義。本文針對(duì)STEM和高中物理教學(xué)融合進(jìn)行探究，希望給到大家一些借鑒。

1.高中物理課堂教學(xué)實(shí)施STEM的困境

1.1 學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位沒(méi)有受到重視。因?yàn)殚L(zhǎng)期以來(lái)受到了應(yīng)試教育的影響，所以很多的學(xué)生在學(xué)習(xí)物理中只是為了學(xué)習(xí)知識(shí)，所以題目會(huì)做，但是一旦要利用學(xué)習(xí)得物理知識(shí)去解決實(shí)際的問(wèn)題，往往就束手無(wú)策了。其主要的原因還是學(xué)生在物理的學(xué)習(xí)中主要受到了教師的牽制，被動(dòng)的學(xué)習(xí)知識(shí)，機(jī)械式的接受教師講授的內(nèi)容，而教師也沒(méi)有給學(xué)生時(shí)間和空間自己構(gòu)建知識(shí)體系，沒(méi)有認(rèn)真認(rèn)識(shí)到學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，而這也不利于STEM的落實(shí)。

1.2 教師的專業(yè)發(fā)展存在空白。目前一些師范院校開(kāi)設(shè)的和STEM相關(guān)的課程還比較的少。甚至存在著一定的空白。STEM強(qiáng)調(diào)的是學(xué)科之間的融合，但是很多師范生接受到的分開(kāi)的模式，這就影響到了他們STEM的教學(xué)水平，真正的步入到了工作崗位進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐時(shí)缺乏專業(yè)性，自然不能夠給學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的教學(xué)服務(wù)。

1.3 學(xué)校落實(shí)STEM的熱情度有待提高。受到了應(yīng)試教育的影響很多的學(xué)校還是把重點(diǎn)放在了升學(xué)率上面，忽視了素質(zhì)教育，所以在教學(xué)中STEM的投入力度有待提升。另外學(xué)校的一些資源和設(shè)備比較的匱乏，不能夠很好的輔助開(kāi)展關(guān)于STEM的相關(guān)課程，影響到了STEM的正常落實(shí)。這也是落實(shí)STEM和物理教學(xué)融合需要努力的一個(gè)方面。

2.基于STEM教育理念的高中物理教學(xué)案例

2.1 STEM和萬(wàn)有引力定律教學(xué)的融合。在人教版高中物理高一下冊(cè)中會(huì)學(xué)習(xí)到《萬(wàn)有引力定律》這部分的內(nèi)容。這一節(jié)課的教學(xué)效果在某種程度上會(huì)影響到學(xué)生對(duì)于航空航天這部分內(nèi)容的興趣。那么在教學(xué)中教師應(yīng)該引導(dǎo)者學(xué)生去進(jìn)行問(wèn)題的探究，能夠探究天體運(yùn)行的規(guī)律和數(shù)學(xué)運(yùn)算的規(guī)律，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)和STEM能力。那么在和STEM融合下教師要認(rèn)識(shí)到學(xué)生在課堂中的主體地位，要積極的引導(dǎo)學(xué)生，首先課前教師可以給學(xué)生拋出兩個(gè)問(wèn)題：讓學(xué)生思考下一次哈雷彗星出現(xiàn)的時(shí)間，還有太陽(yáng)系中是否會(huì)存在第九大行星。然后教師可以為學(xué)生展示太陽(yáng)系中的天體模型，讓學(xué)生觀察然后思考計(jì)算中心天體的質(zhì)量的方法。借助于這樣的問(wèn)題需要學(xué)生進(jìn)行資料的查找和信息的總結(jié)，然后進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)合作完成和解決問(wèn)題。本節(jié)課的教學(xué)中我們結(jié)合了STEM的理念，讓學(xué)生通過(guò)合作、查閱資料還有計(jì)算借助于萬(wàn)有引力定律解釋了同一顆會(huì)醒的多次回歸的時(shí)間，充分的了解了萬(wàn)有引力定律可以預(yù)知和發(fā)現(xiàn)海王星和冥王星。在整個(gè)過(guò)程中有效的訓(xùn)練了學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)于物理的興趣，讓學(xué)生的物理綜合素養(yǎng)獲得了提升。

2.2 STEM和動(dòng)能、動(dòng)能定理的融合。物理其實(shí)本身就是一門(mén)實(shí)驗(yàn)學(xué)科，所以教師也應(yīng)該特別重視物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在高中一年級(jí)下冊(cè)《動(dòng)能、動(dòng)能定理》這一章內(nèi)容中會(huì)進(jìn)行合外力做功和速度變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。在開(kāi)展這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí)就可以很好地和STEM進(jìn)行結(jié)合，在教學(xué)中我們可以使用DIS完成實(shí)驗(yàn)，當(dāng)學(xué)生對(duì)DIS能夠熟練的使用后，讓學(xué)生合作和查閱資料來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施，借助于計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。所以教師就可以開(kāi)展一個(gè)探究合外力做功和速度變化關(guān)系為主題的項(xiàng)目，讓學(xué)生親自實(shí)踐完成。在實(shí)驗(yàn)中教師需要為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)中必須要的工具，滑塊、氣泵、擋光板、安裝DIS系統(tǒng)和Excel的計(jì)算機(jī)。在整個(gè)項(xiàng)目的落實(shí)中學(xué)生成為了學(xué)習(xí)的主體。成了一個(gè)個(gè)的小工程師，小組之間進(jìn)行明確的分工，對(duì)于實(shí)驗(yàn)進(jìn)行集體的規(guī)劃和調(diào)整。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象通過(guò)測(cè)量。分析和計(jì)算得出一定的結(jié)果，并且進(jìn)行相應(yīng)的解釋，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中學(xué)生的綜合能力得到了發(fā)展，有效的提高了學(xué)生的自主性、實(shí)踐能力和探究力，發(fā)揮了STEM和物理教學(xué)融合的效果。

3.結(jié)束語(yǔ)

總之，在素質(zhì)教育的背景下我們要培養(yǎng)的不僅僅是具有物理知識(shí)的人才，更重要的是培養(yǎng)具有物理素養(yǎng)和能力的社會(huì)人才。Stem理念的加入能夠更好地實(shí)現(xiàn)物理能力的培養(yǎng)。它將多種學(xué)科進(jìn)行整合，側(cè)重學(xué)生的合作和實(shí)踐，學(xué)生在合作中有效的提高了自己的合作力、探究力和實(shí)踐能力。