STEAM教育背景下聾校物理與信息技術學科有效融合的探索

● 馬文玲

一、STEAM教育的主要特征及對聾校物理教學的啟示

STEAM教育最早是由美國政府提出的教育倡議，是集合了科學（Science）、技術（Technology）、工 程 （Engineering）、 藝 術 （Arts）、 數 學（Mathematics）五門學科的綜合教育。STEAM教育有別于傳統的單學科、重書本知識的教育方式，而是將這五門學科進行交叉融合的全新教學理念。STEAM教育具有跨學科性、情境性、探究性、協作性、體驗性等新的特征。其中，跨學科性是STEAM教育最重要的核心特征，即不再過于關注學科界限，而是將重心放在特定問題上，強調利用科學、技術、工程、藝術或數學等學科相互關聯的知識解決問題。

《聾校義務教育物理課程標準（2016年版）》指出，為了適應時代發展的需要，聾校義務教育物理課程應注重聾生的全面發展。STEAM教育正是通過跨學科融合為聾生提供逼近真實、富有現實意義的學習情境，以利于聾生高階思維與積極情感的投入，形成解決復雜問題的能力，從而全面提升學生知識、能力與情意方面的核心素養，更好地應對未來社會的挑戰。聾校物理教學就應該構建跨學科融合教學模式，以期實現多學科之間更有效的深度融合，發揮STEAM教育的實際教學效能，讓聾生更加深入地掌握知識，促進他們的全面發展。

二、STEAM教育背景下物理與信息技術學科融合教學的積極效應

在當前的“互聯網+”時代，科學技術的進步深刻影響著STEAM教育的發展，信息技術與教育全面融合，已經成為當前教育教學改革的重要內容。2018年4月，教育部印發《教育信息化2.0行動計劃》，其中明確指出：要持續推動信息技術與教育深度融合，促進兩個方面水平提高。促進教育信息化從融合應用向創新發展的高階演進，信息技術和智能技術深度融入教育全過程，推動改進教學、優化管理、提升績效。

聾校開展信息技術教育的根本目的是培養聾生適應現代社會必備的信息素養，加快融入社會的步伐。通過現代信息技術的學習不僅使聾生能夠掌握基本的信息技術技能，更重要的是學會應用這些技能進行廣泛交流，康復訓練，學習知識，拓寬視野，開發潛能，形成解決實際問題和終身學習的基本能力。

作為一名聾校物理教學工作者，筆者對STEAM教育中的物理（科學）和信息技術（技術）的有效融合進行了初步探索，深刻地感受到這二者的融合，可以彌補聾生聽覺障礙的影響，讓聾生獲得豐富的感性材料，并在大腦中留下深刻的印象，通過分析順利得出實驗結論，幫助聾生建立起視聽覺表象與思維之間的聯系，進而提高認知水平。可以說，物理與信息技術學科的融合對聾生的全面發展起到了重要的促進作用：提升了學習興趣和認知水平，培養了自主探究能力，增強了團隊合作精神、自強自立意識等。

三、STEAM教育背景下物理和信息技術學科融合教學的實施策略

（一）設置教學情境，激發學生學習熱情

物理學是研究物質、相互作用和運動規律的自然科學。由于聾生形象思維能力較強，抽象思維能力較弱，他們很難理解抽象的物理知識和概念。然而，教師可以利用STEAM教育的情境性，運用現代信息技術手段把抽象的文字變成圖像、動畫等形式，變復雜為簡單，變抽象為具體，迅速集中聾生的注意力，調動他們的學習積極性，激發學習興趣。例如，在講授“聲音在空氣中怎樣傳播”時，因為聾生聽不到聲音，他們很難理解，那么，可以展現給學生一個動畫：一個學生擊鼓，鼓面的周圍形成疏密相間的波動，向遠處傳播，并說明這個過程跟水波的波紋傳導相似，由此，引導學生得出結論：聲音以波的形式傳播。

另外，教師可以進一步拓展延伸，以投影儀展示“人耳構造圖”，向學生講解耳朵是怎樣感知聲音的，讓學生觀察；也可以用同學中佩戴骨導式助聽器的例子，進一步講解傳聲的介質都有哪些。并適時鼓勵學生，學習耳聾后的貝多芬利用骨傳導原理仍堅持創作的執著精神。這樣，聯系生活實際，應用信息技術，順利解決了教學難點，也激發了學生的積極思維和學習熱情。同時，讓學生感同身受，把貝多芬當作學習榜樣，激勵他們擁有積極的人生態度，不因聽障而放棄對人生夢想的追逐。

（二）實施任務驅動，提升學生自主探究能力

任務驅動教學是教師針對教學內容設定相對應的任務，指導學生通過所學的知識來自主探究，最終達到學生對知識牢固掌握的目的。在聾校物理教學中，要合理運用信息技術，根據教學目標、教學內容及教學對象靈活采用教學方式，提倡教學方式多樣化。注重采用探究式的教學方法，讓聾生經歷科學探究過程，學習科學研究方法，培養其創新精神和實踐能力[1]。所以，實施任務驅動，利用信息化手段讓聾生進行自主探究，可以培養他們自主學習、樂于探索和實踐創新的能力。

筆者所教班級是實驗班，使用的智慧教室能提供智能化應用服務的教學空間及其設備，每個學生都配備有平板電腦。在講授“光的直線傳播”前，要求學生做好預習，并布置了“舉出說明光的直線傳播在生活中應用實例”的作業。有的學生找到了小孔成像的動畫，并形象地說明了光穿過小孔后，為什么在屏幕上形成物的倒像；有的學生找到了日食和月食形成的動畫，通過模擬太陽、地球、月亮三球的位置關系，理解掌握日食和月食就是當三球運動到一條直線上時由于光的直線傳播形成的。如此，通過任務驅動的教學方式，既可以直觀形象地還原物理現象的本來面目，又可以讓學生們在輕松的學習環境下掌握知識，讓他們在完成任務的過程中開拓視野，培養STEAM教育中強調的自主探究科學精神，更好地達到物理課程的育人目的。

（三）加強小組協作，培養學生團隊合作精神

STEAM教育強調協作性，為了能更好地幫助學生適應社會需求，聾校對學生團隊合作精神的培養尤為重要。學生在交流與合作中，不但能夠實現優勢互補、促進知識建構、激發學習創造力，而且，能夠培養合作意識、促進個性發展、培養良好的學習習慣。這種團隊合作精神會在完成任務的同時潛移默化地融入學生的生活當中，使他們之間相互依賴、相互關聯、共同合作，有效解決各種錯綜復雜的問題，進而打造和開發團隊應變能力和持續的創新能力。

為了學生的個性發展，學校開設了信息技術的各類選修課程，有攝影攝像、智能機器人、創意3D打印、航模無人機、電腦繪畫等，融入STEAM教育理念開展各項教育教學活動。如，將選修攝影攝像的同學分成小組，引導學生在拍攝過程中體驗“凸透鏡成像的規律”，了解光圈、快門和調焦環的作用，交流和探索如何通過增加或減少曝光量，獲得最理想的色彩還原，并將小組成員拍攝的照片做成精美的電子相冊，進行展示分享；將選修智能機器人的學生每三人分成一組，指導他們利用“杠桿原理”搭建投石器，利用“連桿傳動和齒輪齒條等傳動方式”搭建機械手臂，并且群策群力，共同完成拼裝機器人、編制機器人運行程序、調試和操作機器人等任務。通過創新實踐，激發學生們的動手操作能力和創新思維，培養了他們的團隊合作精神，為他們在未來信息化社會中自由、平等、沒有障礙地生存奠定堅實的基礎。

（四）聯系生活實際，樹立自強自立意識

《聾校義務教育物理課程標準（2016年版）》指出：在教學設計中應注重聯系聾生生活中的事例，讓聾生樂于探索日常生活中的物理學道理，引導聾生從自然走向物理，從生活走向物理，從物理走向社會。在完成生活化的物理學習的過程中，學生能夠感悟到物理知識應用的重要性，同時，增強了對學習物理的自信心和自豪感。

融入STEAM教育理念的物理和信息技術學科融合的課程設計，要注重這兩門學科教學內容安排上的彼此關聯，并與生活實際相聯系。上信息技術課可能需要學生預先掌握一些物理知識，信息技術教師和物理教師要通過溝通，將這兩次課安排在時間節點相近的時間段內。例如，在信息技術課中學習EXCEL表格的設計與制作時，可留如下家庭作業：設計EXCEL表格，用電能表測量家中各種常用電器所消耗的電功率，并及時記下數據，估算一年下來，以上家用電器所消耗的電能是多少。也可以通過學習“生活用電”，讓學生計算當前家里電器的總功率，是否適合繼續增加大功率的家用電器，從而達到安全用電的目的。這樣的作業，對提高聾生的實踐能力、養成良好的行為習慣、增強節能和安全意識都具有非常重要的意義。另外，學校經常組織學生參加青少年攝影、智能機器人、航模無人機、電腦繪畫等競賽，聽障學生和健聽學生同臺競技，取長補短、共同進步。在參加各種競賽過程中，聾生不僅體驗了成功的喜悅，受到了鼓舞，還增強了自信，樹立了自尊自強自立的意識，促進了他們健康快樂成長。

當前，在進行STEAM教育教學改革的背景下，聾校物理與信息技術學科融合教學的探索中，還有大量案例和課程資源值得深入挖掘和實踐。需要注意的是：物理學是一門以觀察和實驗為基礎的自然科學，除了部分不便直接操作和觀察的實驗可通過信息技術手段展示之外，其他能夠在課堂上動手操作的實驗還是應該讓學生親自動手實際操作，以培養他們的動手能力。總之，如何在聾校中將物理與信息技術學科有效融合，還需要教師要從實際出發，努力探索。教師要善于發現并培養學生的特長，激發學生的自信心、自尊心和進取心，不斷將教師的外在要求內化為學生自己更高的內在要求，實現學生在已有的基礎上不斷發展。[2]今后，我們還將進一步拓展研究物理與其他學科之間的深度融合，為聾生核心素養的提升打下基礎，幫助他們更好地適應未來社會。