STEM教育與高中物理教育的深度融合

陳雷

摘 要：如今，社會朝向全球化方向發展。受其影響，社會中對于人才的需求也隨之提升。現今社會需要綜合性人才，故此教育也應注重學生綜合化發展。STEM教育逐步走進廣大教育者的視野之中。STEM注重整合工程、科學、技術、數學等學科的教學特點與學習方法，讓學生在學習其他學科可運用上述學科的思維。從而提升自我。物理作為教學科目中涉及科學內容最為廣泛的學科。將STEM教育理念運用其中，促進兩者的高度融合是新時代背景下開展物理學科教育的新思路。本文將解析STEM教育理念，分析現階段我國STEM教育現狀，進而提出在高中物理教育中運用STEM教育的具體方法和實踐措施。

關鍵詞：STEM 高中物理 融合 方法和措施

高中物理是高中教育階段一門重要的學科教育。其知識內容包含自然、科學等方面的知識，培育學生的探究精神。STEM教育能夠幫助學生深化物理知識的理解。將STEM教育與高中物理相融合，是新時期背景下開展高中物理教育的新途徑。

一、解析STEM教育

STEM教育是近年來由美國提出的新型教育理念，命名為STEM是因為其教育思想中融合了科學、技術、工程、數學等四個學科的教學方法、學科思維以及學習方法。而科學、技術、工程、數學四個英文單詞的首字母即為S、T、E、M。簡而言之，STEM教育是以科學、技術、工程、數學等學科思維和教學方式引導并組織的教學方式。為學生締造近乎真實的教學情境，為學生提供了深入研究，自主設計的寶貴機會。在學生思考學習內容時，受STEM教育的影響，考慮問題更加全面。且有利于學生自主探究能力、自主學習能力的提升，促進學生綜合發展。

二、現階段STEM教育現狀

由于STEM教育的發起國是美國，國外對于STEM教育的實踐運用和開發相對較多，理論研究也比較充足。國內對于STEM教育的研究仍處于初期階段，領域內的自主探索較少。但國內的教育專家和學者也在努力研究適用于我國教育環境的STEM教育模式。在遵循新課程改革與素質教育對我國教育的新要求下，致力于打造符合中國特色的STEM教育模式。

三、基于高中物理運用STEM教育的具體對策

現階段，我國運用STEM教育至高中物理教育之中。提出了“強化科學探究，重視項目設計”的教育模式。以高中物理的知識點為出發點，運用探究式學習與小組合作學習模式開展教學。小組內共同探討，結合知識點進行項目設計。讓學生在科學探究中結合科學、技術、工程、數學方面的知識內容進行深入思考，在項目設計過程中，結合科學、技術、工程、數學等學科思維進行綜合設計。讓學生在思考知識內容時，考慮更加全面，看待問題的角度更豐富，更合理。從而培育學生的創新精神和批判精神，自主學習能力和動手實踐能力。進而促進STEM教育與高中物理教學的完美融合。

例如在教學人教版高一物理必修一第二章第五節《自由落體運動》時，教師即可運用“強化科學探究，重視項目設計”的教育模式進行課堂教學。組織一場命名為“雞蛋撞地球”的項目。首先教師為學生項目設計中可能用到的實驗材料與相關工具。例如，秒表、雞蛋、橡膠球、膠帶、系繩等。在課堂初期，教師可向學生進行提問。問題的核心以探究自由落體運動的概念定義。教師可以橡膠球為教學道具進行演示自由落體運動，在課堂中構建教學情境，激發學生的探究興趣。隨后，教師即可組織學生以小組合作學習模式進行有關自由落體運動的問題深入探究。問題內容包括教材中的教學知識點。例如什么是自由落體運動？空氣阻力是否會影響自由落體運動？重力加速度對自由落體有何影響？物體的重量與自由落體速度有什么關系？讓高中生以范查學習資料和動手實驗等方式尋求問題答案。其中，學生在進行實驗時，會出現一定的實驗數據。學生在采集和分析數據時會運用數學與技術方面的知識內容。物理教師可以啟發學生思維，給予適當的引導。其次，由小組共同商討出問題答案。教師在課堂中宣讀各小組的研究結果，師生在課堂中根據各小組研究結果進行充分交流，獲取更完整、更合理的問題答案。師生共同為各小組進行評價，為其打分。

最后教師組織學生運用所學自由落體知識進行創意設計，設計新的項目。比如，有的小組會考慮物體下落時角度是否會影響自由落體運用？有的小組運用打點計時器或平拋豎落儀進行自由落體實驗。項目的設計完全來自學生的自我觀察，學生想法的凝聚。隨后，讓學生設計項目流程，其中實驗輔證資料，購買實驗材料，繪畫項目設計圖等皆與工程學知識相關。項目設計中也會涉及有關信息技術等相關的技術學知識。

需要注意的是，運用“強化科學探究，重視項目設計”開展STEM教育需要充足的課堂教學實踐。而我國高中教育的教學時間十分緊湊，在實踐過程中會因教學時間不足而影響教學質量。且受多方面因素的制約，缺乏一定的教學條件。從而一定程度上影響了課程發展的進展。

結語

總而言之，提升高中物理課堂教學質量需要滲透STEM教育，促進兩者的高度融合。且在現階段高中物理教學中存在著諸多教學問題。學科知識與其他學科內容缺乏有效聯系。故此，徹底改變高中物理教學現狀需要積極轉變教學方式和教學方法。注重物理知識與實踐內容的良好結合。運用STEM教育。將物理學科的每個知識點都進行有效延展，將其與科學、數學、工程、技術等學科內容進行融合。讓廣大高中生以綜合性的方式去看待物理知識，且有效改善傳統課堂的教學氛圍，消除呆板、枯燥的教學氛圍。最終有效改善高中物理的教學現狀，提升課堂教學效率，為高中生構建科學、高效的高中物理課堂。

參考文獻

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