STEAM理念下核心素養(yǎng)在物理實驗教學(xué)中的落實

摘 要：一直以來，高中物理實驗都是學(xué)生比較薄弱的一項，也是物理課程教學(xué)中比較容易被忽略的內(nèi)容，然而物理實驗對于學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)又起到很重要的作用。基于此，在當(dāng)前高中物理教學(xué)中，高中物理教師必須要注重物理實驗教學(xué)的實施，且需要結(jié)合STEAM教學(xué)理念，在實驗教學(xué)中實現(xiàn)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的有效落實，以促使高中物理實驗教學(xué)及學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)都可以得到滿意的成果。

關(guān)鍵詞：STEAM教學(xué)理念;物理實驗教學(xué);核心素養(yǎng)

STEAM教學(xué)理念是新課程標(biāo)準(zhǔn)背景下的一種新型教學(xué)理念，對于現(xiàn)代教育教學(xué)活動的開展有著直接影響，并且在各個課程教學(xué)中都有著廣泛應(yīng)用。基于此，同時結(jié)合核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求，在新時期的高中物理實驗教學(xué)活動的開展中，高中物理教師需要結(jié)合STEAM教學(xué)理念，在教學(xué)中實現(xiàn)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的有效落實，使物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)真正得到滿意的效果。

一、STEAM教育理念的概述

（一）STEAM教育理念的概念

STEAM是四門學(xué)科英語首字母縮寫組合構(gòu)成的，即科學(xué)、技術(shù)以及工程與數(shù)學(xué)，也就是通過結(jié)合多種學(xué)科知識，將人們?nèi)粘Ｉ钪写嬖诘母鞣N問題解決。其中，科學(xué)這一學(xué)科的作用主要就是解釋大自然中的一些客觀規(guī)律，以幫助人們可以更好地認(rèn)知世界;技術(shù)及工程學(xué)科的作用主要就是在保證遵循自然規(guī)律的基礎(chǔ)上解決社會發(fā)展中存在的難題，對于自然進(jìn)行合理利用及控制，并且科學(xué)合理地改造世界;而數(shù)學(xué)屬于技術(shù)及工程中應(yīng)用的相關(guān)基本工具。這四門學(xué)科之間相互聯(lián)系，相互補充，可以使人們對社會更好地認(rèn)知，推動社會更良好發(fā)展。

（二）STEAM教育理念的特點

STEAM教育屬于以自然學(xué)習(xí)方式為基礎(chǔ)的一種教學(xué)框架，在這種類型的教學(xué)中都可以適用，該教學(xué)理念是當(dāng)前比較先進(jìn)的一種理念，在實際應(yīng)用中表現(xiàn)出以下特點。

首先，STEAM教育以項目為導(dǎo)向。在STEAM教育理念的落實中，注重將項目作為具體的學(xué)習(xí)實踐單位，指導(dǎo)學(xué)生在完成具體項目的過程中將知識學(xué)習(xí)完成，對學(xué)生的動手能力進(jìn)行有效鍛煉，通過這種方式，不但可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及積極性，并且可以使學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力及溝通能力都得以增強，實現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)及實踐融合。

其次，STEAM教育具有較強的綜合性。在STEAM教育理念的指導(dǎo)下，多種學(xué)習(xí)實現(xiàn)綜合，不同學(xué)科教師可以實現(xiàn)各個學(xué)科知識的交叉利用，使學(xué)生可以對這些知識實現(xiàn)融會貫通，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)真正實現(xiàn)體系化，同時也增強學(xué)生學(xué)習(xí)中的趣味性，使學(xué)生的知識面實現(xiàn)有效拓展。同時，通過實施STEAM教育，可以幫助學(xué)生將學(xué)習(xí)到的知識與實際生活進(jìn)行結(jié)合，實現(xiàn)對所學(xué)知識的真正有效應(yīng)用。

第三，STEAM教育更加注重過程。由于應(yīng)試教育理念的影響，在傳統(tǒng)的教育教學(xué)中教師、學(xué)生及家長重點關(guān)注的都是學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，而對于學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)的本質(zhì)卻忽略。學(xué)生學(xué)習(xí)的本質(zhì)就是通過激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生真正學(xué)會學(xué)習(xí)及思考，最后具備發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力。在STEAM教育理念中，對于學(xué)生的學(xué)習(xí)過程更加重視，不再是單純地將學(xué)習(xí)結(jié)果作為重點關(guān)注對象，其目的就是使教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)及學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)都可以減輕，使學(xué)生可以真正融入學(xué)習(xí)中，使學(xué)生可以享受學(xué)習(xí)樂趣，并且獲得學(xué)習(xí)滿足感。

第四，STEAM教育注重學(xué)生的創(chuàng)造性。對于STEAM教育理念，其本質(zhì)就是在教學(xué)的實施及學(xué)生的學(xué)習(xí)中允許學(xué)生可以出錯的一種特殊教育理念，在這一教學(xué)理念的指導(dǎo)下，教師需要鼓勵學(xué)生敢于嘗試，敢于提出自身的不同想法，要能夠獨立思考，這種教育理念與傳統(tǒng)教育理念中以標(biāo)準(zhǔn)答案為基礎(chǔ)的狀況存在很大的不同。另外，STEAM教育理念中可以使創(chuàng)新的重要性體現(xiàn)出來，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，實現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新意識及能力的培養(yǎng)。

二、STEAM理念下物理實驗教學(xué)中核心素養(yǎng)培養(yǎng)的可行性分析

在當(dāng)前的新課程標(biāo)準(zhǔn)背景下，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)在各個課程教學(xué)中都已經(jīng)成為重要的要求及任務(wù)，對于高中物理教學(xué)也是如此，需要對學(xué)生的物理核心素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng)。依據(jù)目前高中物理學(xué)科的核心素養(yǎng)來看，其中包含的內(nèi)容及因素主要就是物理觀念、科學(xué)探究以及科學(xué)思維與科學(xué)態(tài)度及責(zé)任，需要教師培養(yǎng)學(xué)生這些方面素質(zhì)及品質(zhì)，而基于STEAM理念下物理實驗教學(xué)對于這一目標(biāo)的實現(xiàn)比較有利，具有較強的可行性，主要體現(xiàn)兩個方面。一方面，就物理實驗教學(xué)自身特點來看，很多物理實驗都與實際生活之間存在密切聯(lián)系，通過物理實驗可以讓學(xué)生真正認(rèn)識到物理知識在實際生活中的應(yīng)用，這有助于學(xué)生形成正確的物理觀念，同時物理實驗中包含很多的探究性實驗，對于學(xué)生的科學(xué)探究精神及科學(xué)思維的培養(yǎng)都比較有利，同時很多物理實驗的知識都有著比較嚴(yán)格的要求，通過學(xué)生的實驗可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度及責(zé)任感。另一方面，就STEAM教育理念來看，其需要綜合各個方面學(xué)科知識開展物理實驗教學(xué)，這樣有利于學(xué)生視野的拓展，同時在這一教學(xué)理念下要求物理教師要更關(guān)注物理實驗的過程，注重學(xué)生的動手實踐操作，而這些都是核心素養(yǎng)培養(yǎng)中的必然要求及需求。所以，在基于STEAM理念下開展高中物理教學(xué)實驗，對于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)十分有利，屬于比較可行的一種方法。作為高中階段的物理教師，需要結(jié)合STEAM理念實施更有效地物理實驗教學(xué)，以實現(xiàn)物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的更好落實[1-2]。

三、STEAM理念下物理實驗教學(xué)中核心素養(yǎng)的落實途徑

（一）基于STEAM理念的物理實驗教學(xué)中物理觀念的培養(yǎng)

在基于STEAM理念下的高中物理實驗教學(xué)中，要想實現(xiàn)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，依據(jù)核心素養(yǎng)的內(nèi)容，首先就是培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念，具體來說就是讓學(xué)生形成利用物理知識解決問題的意識。結(jié)合STEAM理念的要求，高中物理教師要轉(zhuǎn)變以往的教學(xué)理念，對于物理實驗的教學(xué)需要加強重視，在進(jìn)行物理理論知識教學(xué)研究的同時，在實驗教學(xué)方面也需要加強投入力度，增加實驗教學(xué)的內(nèi)容，這樣也可以讓學(xué)生這種物理實驗的學(xué)習(xí)，在物理實驗中真正參與，為培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念提供基礎(chǔ)。另外，在學(xué)生的物理觀念培養(yǎng)方面，主要就是為使學(xué)生可以認(rèn)識到物理知識與實際生活之間存在的聯(lián)系，讓學(xué)生具有利用物理知識解決實際生活問題的意識。因此，高中物理教師在組織開展物理實驗時應(yīng)當(dāng)注意加強與實際生活的聯(lián)系，將實際生活中的一些內(nèi)容融入具體的物理實驗中，這樣也就可以讓學(xué)生利用所學(xué)習(xí)的相關(guān)物理知識解決生活中的實際問題，促使學(xué)生形成正確的物理觀念。比如，在對“長度的測量”這一物理實驗進(jìn)行教學(xué)中，這一實驗的主要目的就是讓學(xué)生學(xué)會使用游標(biāo)卡尺測量物體的長度，該實驗中教師可以選擇日常生活中的一些物體讓學(xué)生使用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量，使學(xué)生意識到游標(biāo)卡尺在日常生活中的應(yīng)用，實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念的目標(biāo)。

（二）基于STEAM理念的物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究精神

根據(jù)物理學(xué)科的核心素養(yǎng)構(gòu)成來看，學(xué)生的探究精神培養(yǎng)也是學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的中的重要內(nèi)容及任務(wù)。依據(jù)STEAM理念及高中物理實驗教學(xué)的特點，在對學(xué)生的探究精神進(jìn)行培養(yǎng)方面，主要就是教師需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗探究，通過實驗探究得到實驗結(jié)果，在這一過程中學(xué)生的探究能力及探究精神都可以實現(xiàn)有效地培養(yǎng)。具體而言，物理教師在進(jìn)行實驗教學(xué)的開展中，需要選擇探究性的實驗內(nèi)容教學(xué)，并且讓學(xué)生以小組方式進(jìn)行實驗探究，在讓學(xué)生進(jìn)行實驗探究的過程中，需要注重學(xué)生的整個探究過程，注重學(xué)生在探究過程中的參與及投入情況，并且物理教師還需要把握好實驗探究過程中涉及的各個方面知識內(nèi)容，若涉及其他學(xué)科知識，物理教師需要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的知識，實現(xiàn)知識的融合，以便幫助學(xué)生更好完成實驗探究。比如，在“研究平拋物體的運動”這一探究性實驗中，該實驗的目標(biāo)主要就是讓學(xué)生探究平拋運動的規(guī)律，在這一實驗中，教師可以將學(xué)生分為不同的小組，讓學(xué)生以小組的方式探究平拋運動規(guī)律，通過探究總結(jié)得到平拋運動的規(guī)律，完成實驗要求。在這一過程中，需要對學(xué)生的進(jìn)行合理分工，讓每個學(xué)生都可以完成自己的任務(wù)，最終共同將探究任務(wù)完成。同時，這一過程會涉及的數(shù)學(xué)計算，物理教師需要將數(shù)學(xué)知識中的關(guān)于拋物線計算的內(nèi)容融入其中，實現(xiàn)物理與數(shù)學(xué)的融合，符合STEAM理念的要求，最終使學(xué)生的探究能力增強。

（三）基于STEAM理念的物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

對于基于STEAM理念的物理實驗教學(xué)中學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，科學(xué)思維的培養(yǎng)也是其中的重點內(nèi)容，需要物理教師注重這一方面。依據(jù)STEAM理念，在物理實驗教學(xué)的實施中物理教師需要引導(dǎo)學(xué)生主動積極進(jìn)行思考，主要就是思考實驗過程中所涉及的相關(guān)物理知識以及思考如何利用所學(xué)的物理知識完成實驗任務(wù)，在學(xué)生不斷進(jìn)行思考的過程中，學(xué)生的思維也就可以得到鍛煉，學(xué)生的科學(xué)思維水平也就可以實現(xiàn)有效地提升。在這一過程中，物理教師要改變以往由教師進(jìn)行實驗講解的狀況，讓學(xué)生依據(jù)課本的實驗內(nèi)容，對實驗原理，實驗設(shè)計及實驗步驟等進(jìn)行思考，在完成這些內(nèi)容的基礎(chǔ)上，通過思考得到實驗結(jié)論，真正實現(xiàn)學(xué)生思維水平的鍛煉。比如，在“測量金屬的電阻率”這一實驗教學(xué)中，這一實驗的目的主要就是讓學(xué)生掌握金屬電阻率的測量方法，并且掌握螺旋測微器的使用，在這一實驗中，教師給出幾種金屬，讓學(xué)生自主思考對這些金屬的電阻進(jìn)行測量的方法，思考適當(dāng)?shù)膶嶒灢僮鞑襟E，然后動手完成實驗，測量出這些金屬的電阻率，達(dá)到實驗的目標(biāo)。在這一過程中，學(xué)生的思維水平、動手能力及計算能力等都可以得到有效培養(yǎng)及提升，這對于學(xué)生核心素養(yǎng)水平的提升具有很好的幫助作用。

（四）基于STEAM理念的物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度

科學(xué)態(tài)度也是核心素養(yǎng)中的重要組成部分，需要高中物理教師在實際的實驗教學(xué)中結(jié)合STEAM理念進(jìn)行學(xué)生科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)。在這一方面，需要高中物理教師對學(xué)生進(jìn)行實驗的狀況進(jìn)行考察，所考察的內(nèi)容為實驗過程中的操作及實驗結(jié)果，并且要是實驗操作過程為主，對于實驗操作中學(xué)生出現(xiàn)的錯誤及時指出，對于多次出現(xiàn)錯誤的可以適當(dāng)批評，讓學(xué)生對這些錯誤可以加深印象，也可以讓學(xué)生對這些錯誤重視，使學(xué)生形成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，在此基礎(chǔ)上可以實現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[2-3]。

結(jié)束語

在新時期的高中物理實驗教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)已經(jīng)成為十分重要的一項教學(xué)任務(wù)，也是教育教學(xué)工作中的重點，需要物理教師重視這一方面。在當(dāng)前STEAM理念的影響下，物理教師需要結(jié)合STEAM理念，有效開展物理實驗教學(xué)，落實核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，以實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳飛云.STEM教育理念下初中物理實驗教學(xué)初探[J].科技資訊，2020，18（10）：144-145.

[2]苑素霞、周厚兵、陳葉青、吳敏、李佳成、張妙靜、潘江洪、陽麗、梁昌秀.STEM教育理念下的大學(xué)物理實驗教學(xué)探析——融入項目式學(xué)習(xí)[J].廣西物理，2019，40（Z1）：54-58.

[3]羅倩、張皓晶、張雄.STEM教育理念下初中物理實驗教學(xué)初探——以自制“簡易密度計”為例[J].教育科學(xué)論壇，2019（22）：48-50.

本文系福建省教育科學(xué)規(guī)劃課題“核心素養(yǎng)視域下STEAM勞動教育課程建設(shè)研究與實踐”立項批準(zhǔn)號：2020XB1514，課題負(fù)責(zé)人：蔡向陽

作者簡介：陳葦娜（1983.7）.女，漢族，重慶九龍坡人，大學(xué)本科，中學(xué)一級教師，研究方向：物理教學(xué)、科技創(chuàng)新教育