基于STEM教育的高中物理教學設計

熊亞莉

【內容摘要】隨著新課改進程的不斷推進，STEM教育對高中物理教學的影響也越來越深入。所謂STEM實際上指的就是科學（Science），技術（Technology），工程（Engineering），數學（Mathematics）這四門學科，這種教育理念更加重視學科間的相互融合，以培養提升學生的創新和實踐能力為主要目標。鑒于這種情況，本文首先對STEM教學的概念進行了簡要分析，之后以“液壓傳動”為例展開了高中物理的STEM教育教學設計，希望通過本文的研究能夠為STEM教育理念在高中物理教學中有效應用起到一定的指導借鑒作用。

【關鍵詞】STEM教育 高中物理 教學設計 液壓傳動

STEM教育理念的有效應用為我國物理教育改革工作的順利進行提供了新的依據，這種教育理念是在20世紀九十年代初期由美國國家科學基金會提出的一種概念。隨著時代的發展和社會的進步，越來越多的教育從業者認識到STEM教育理念對物理知識教學的重要作用，應用STEM教育理念進行高中物理教學能夠將學生的學習興趣最大程度的激發出來，讓他們更為積極主動的投入到物理知識學習中去，為學生的創新、實踐以及思維能力的培養提供更有力的支持和保障。所以，本文以“液壓傳動”教學為例展開基于STEM教育的高中物理教學設計分析探究有著重要的現實意義。

一、STEM教育理念概述

所謂STEM教育理念本質上就是科學（Science），技術（Technology），工程（Engineering），數學（Mathematics）這四門學科的總稱，這種教育理念強調的是四門學科的有機融合，能夠讓學生完成數學學科知識、工程、技術、科學與所學知識的充分融合學習，使他們利用所學知識解決實際問題的能力得到有效增強，從而使他們的表達交流能力、動手操作能力、科學探究能力、思維能力以及創新能力得到極大程度的提升，進而為學生的綜合素質全面發展提供更有力的支持和保障。

二、基于STEM教育里面的“液壓傳動”教學設計探究

1.通過情境創設的方式進行課堂導入

在課堂導入環節，高中物理教師可以先利用多媒體播放如下一段視頻：在炎炎夏日，一輛在馬路上平穩行駛的汽車突然出現了爆胎的情況，這個時候司機拿出了一個工具，通過工具手柄的反復按壓與提拉，很快的就把沉重的汽車頂了起來，完成了車胎的更換工作。這個時候教師就可以讓學生猜測這一工具究竟是什么，并引導學生說出液壓千斤頂的名字，然后對液壓千斤頂的工作原理進行介紹，展開“液壓傳動”知識的教育教學，這種和學生日常生活完全匹配的真實情境可以將學生的學習興趣與學習熱情充分調動起來，讓他們將所有的注意力都集中到課堂上，為接下來的“液壓傳動”知識教學打下一個更堅實的基礎。

2.組織學生圍繞問題展開合作實踐探究

高中物理教師在知識教學的過程中，完全可以通過問題設計的方式讓學生圍繞相關問題展開合作實踐探究，這樣能夠把學生的主觀能動性充分調動起來，讓他們更為積極主動的投入到知識學習問題探究中去，并通過這種方式使他們的實踐探究能力得到有效增強。例如，教師在進行“液壓傳動”相關知識教學的時候，完全可以先通過簡易液壓傳動裝置的有效利用進行知識教學，讓學生充分了解到液壓傳動的本質就是一種利用液體進行動力傳遞的方式，之后分別放置150g和300g的物體到大小活塞上，進行輕物體托起重物體的演示，然后設置“輕的物體為什么能夠通過簡易液壓傳動裝置托起重物體”這一問題，引導學生展開合作實踐探究，這樣才可以將STEM的作用充分發揮出來，為學生的綜合素質全面發展提供更有力的支持和保障。

3.通過組間交流展開觀點的分享，實現研究視角的拓展

STEM教育的核心理念之一就是“整合”，所以，高中物理教師在應用STEM教育理念展開“液壓傳動”知識教學的時候，當學生完成上述問題的探究之后，引導他們展開組間觀點的討論和探索，以此來使學生的研究視野得到更大程度的拓展，讓他們學習別人的問題探究解決方式以及思路，彌補自身存在的缺陷和不足，這樣才可以使學生的創新實踐探究能力得到進一步提升，為他們日后工作、學習、生活的順利進行打下一個更堅實的基礎。

4.做好評價反思工作，通過反思完成認知的深化

評價反思環節是師生之間進行經驗交流、成果貢獻的關鍵環節，其對師生的共同成長有著極大的促進作用。比如，在進行“液壓傳動”知識教學的過程中，教師完全可以讓學生分組進行液壓千斤頂模型的制作，在學生完成模型制作之后，引導各小組的學生進行自己制作的液壓千斤頂模型展示，之后讓他們從創意、外觀、演示效果等角度入手展開組間評價以及自我評價。除此之外，教師應該對學生學習情況的整體評價，并對表現優秀的學生不吝表揚，同時給予表現相對較差的學生以鼓勵，避免他們的學習自信息受到打擊，為他們的綜合素質全面發展夯實根基。

結束語

總而言之，目前STEM教育在我國高中物理教學中的應用依舊處于初期階段，在這方面的應用經驗還比較少，怎樣將STEM教育的作用最大程度的發揮出來，已經成為了很多高中物理教學需要解決的關鍵性問題。所以，本文以“液壓傳動”為例展開STEM教育探究，希望可以為STEM在高中物理教學中的進一步應用及其作用發揮起到一定的指導借鑒作用，從而使學生的知識綜合運用能力以及創新實踐能力得到有效增強，為他們的綜合素質全面發展提供更有力的支持和保障，進而為中華民族偉大復興中國夢的實現培養出更多綜合素質優秀的后備人才。

【參考文獻】

[1]劉曉利，張軍朋.基于STEM教育的高中物理教學設計——以“液壓傳動”的教學為例[J].物理通報，2019（2）：71-75.

[2]尹慶豐.基于STEM教育理念的高中物理教學實踐研究——以“傳感器的應用實驗”為例[J].物理教師，2018，39（8）：24-26+31.

【本文為重慶市教育科學“十三五”規劃2017年度重點課題“新高考背景下高中物理STEM教育的實踐研究”（課題編號：2017-13-209.）】

（作者單位：重慶市長壽中學校）