STEM教育與高中物理教育的深度融合

盧飚

【摘? 要】? STEM是一種全新的教育理念，在應用過程中強調對學生的跨學科培養，旨在提高學生的綜合素質，希望學生能夠綜合利用多學科知識來解決生活中遇到的實際問題。在具體的教學過程中，物理教師要深入了解STEM教育理念，并引導學生可以對科學、技術、工程、數學等領域知識進行綜合運用，不斷提高自身的綜合實力。本文將結合具體的高中案例，深入分析STEM教育理念與高中物理教育的融合策略。

【關鍵詞】? STEM教育理念;高中物理;融合策略

隨著科學技術的不斷進步，社會各個行業對綜合人才的需求愈加旺盛，不僅需要人才具備一定的專業素質，同時也要具備相應的科學、工程、技術、數學等方面知識。而我國現階段的高中教育，都過分強調對學生單科知識的培養，忽略了學生對綜合學科知識的融會貫通，這也使得高中學生對知識的應用相對局限，往往知其然不知所以然。STEM教學理念是一種促進多學科融合教育的嶄新理念，在高中物理教學融入STEM教學理念，可幫助學生建立更加系統的物理思維體系，真正實現對多學科知識的綜合利用。

一、基于STEM教育理念，不斷創新教學模式

基于STEM教育理念，學生的學習過程被分為參與、探究、說明與評價幾個階段。

1.參與階段

在參與階段，教師需要采取有效措施不斷提高學生的學習熱情，讓學生以更加飽滿的精力，對書本中與生活中的物理知識產生濃厚的探索欲望，并利用自己所學過的知識，解釋物理現象，進而實現對物理知識的深入探討。

2.探究階段

基于STEM教育理念，探究階段是培養學生學習思維的關鍵環節，在此過程中，教師一定要注意對學生的啟發與引導，要鼓勵學生對物理現象進行大膽質疑并自主探究，在探究過程中要引導學生綜合利用所學過的多學科知識，并建立起與物理學科之間的聯系，不斷激發學生的獨立思考意識與探究意識，進而強化他們的實踐動手能力，真正實現綜合素質的全面提升。

3.說明階段

通過對物理知識的參與與探究，學生將會建立更加完善的物理知識體系，并促使物理思維更加嚴謹。在說明階段，學生可以就自己所探究的物理知識進行詳細闡述，將學習過程與結果分享給其他同學，這不僅可以實現學生的共同進步，而且在分享過程中學生也可以感受到學習的成就感與滿足感。

4.評價階段

教師在教學過程中，一定要肩負起引領與監督的職責，仔細觀察所有同學在物理課堂中的參與意愿，并對同學的表現進行綜合評價，不僅要評價其課堂所學結果，更要注重評價他們的學習過程，強調過程大于結果，并提出有針對性的意見，幫助學生揚長避短，不斷進步。

二、基于STEM教學理念，鼓勵學生動手實踐

為了促進STEM教育理念與高中物理知識的深度融合，本文將以《牛頓第一定律——慣性》為案例，進行具體闡述。

1.明確教學目標

（1）教會學生理解物體運動與力的關系;

（2）可以對牛頓第一定律所講述的內容進行深入理解;

（3）知道什么是慣性、知道慣性只取決于物體質量，并能利用這一知識點解釋生活中的物理現象;

（4）通過具體的物理實驗，讓學生直觀清晰地認識到物體運動與力之間的關系，進而幫助學生建立系統的物理思維，提高他們的動手能力與推理能力。

（5）基于STEM教學理念，培養學生樹立嚴謹的科學態度、敢于質疑的科學品質，真正實現學生的跨學科學習。

2.學生自主探究

（1）需要準備的實驗儀器

雞蛋、光滑的木板、水杯、乒乓球、鉛球、羽毛球筒等。如圖所示：

（2）實驗步驟

①實驗過程：快速抽出木板，雞蛋會呈現怎樣的運動軌跡？設問：為什么會出現這樣的現象？

學生探究：一部分學生認為雞蛋會隨著木板一起移動，也有一部分學生認為雞蛋會掉落在水杯中。

實驗設計目的：通過雞蛋掉入水中，能夠讓學生直觀形象地觀察到物體所具有的慣性。

②實驗過程：讓乒乓球和鉛球在相同的高度自由落下。設問：同學們敢用手接乒乓球還是鉛球？

學生探究：通過生活中的經驗，絕大多數同學都會選擇接乒乓球，但是卻無法說出其中的物理知識。

實驗設計目的：更好地幫助同學們認識與理解物體的慣性與物體的質量有關。

思考與補充：實驗可以讓學生將直觀的感性認識上升到理性高度，讓學生明白生活現象背后的物理知識，從而建立起系統的學科思維。

③實驗過程：如圖所示，將乒乓球放在斜面頂端自由滾下，并在其行進路線的垂直方向放置一羽毛球筒，并對乒乓球施加橫向外力。設問：乒乓球是否會改變路線，被吹進羽毛球筒中？

學生探究：學生可以采用小組合作的方式，共同完成這一實驗，進一步強化學生對慣性的理解，并在實踐中得出答案。

實驗設計目的：乒乓球能否被吹進羽毛球桶中，取決于外加橫向力的大小，因此可以讓學生進一步感知物體慣性取決于物體的質量。

通過學生的合作交流，這不僅可以提高學生的合作意識，同時也能不斷提高他們的探究欲望，強化他們的動手能力，能夠以嚴謹的科學態度解決生活中遇到的實際問題。

綜上所述，STEM教育理念是一種十分先進的教育理念，在教學過程中強調對學生進行多學科的綜合培養，真正實現對學生綜合素質的全面落實。高中物理教學也要在教學過程中充分融合STEM教育理念，構建起以學生積極參與、深入探究、解釋說明、綜合評價為主的高效物理課堂，循序漸進的引導學生對物理知識進行深入探索，并且在探索的過程中融入多學科知識，建立起各學科知識之間的網絡框架，進而以更加嚴謹的科學態度、系統的學習方法，不斷提高自身的實踐技能，真正成長為社會所需要的綜合人才。

【參考文獻】

[1]張啟君.基于STEM的高中物理課程教學設計模型研究[D].云南大學，2018.

[2]沈桂娟.基于STEM理念的高中物理學拓展課程的設計與實踐[D].河南大學，2019.