STEAM理念下核心素養在物理實驗教學中的落實

摘 要：一直以來，高中物理實驗都是學生比較薄弱的一項，也是物理課程教學中比較容易被忽略的內容，然而物理實驗對于學生物理學科核心素養的培養又起到很重要的作用。基于此，在當前高中物理教學中，高中物理教師必須要注重物理實驗教學的實施，且需要結合STEAM教學理念，在實驗教學中實現核心素養培養的有效落實，以促使高中物理實驗教學及學生核心素養的培養都可以得到滿意的成果。

關鍵詞：STEAM教學理念;物理實驗教學;核心素養

STEAM教學理念是新課程標準背景下的一種新型教學理念，對于現代教育教學活動的開展有著直接影響，并且在各個課程教學中都有著廣泛應用。基于此，同時結合核心素養培養的要求，在新時期的高中物理實驗教學活動的開展中，高中物理教師需要結合STEAM教學理念，在教學中實現核心素養培養的有效落實，使物理核心素養的培養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是四門學科英語首字母縮寫組合構成的，即科學、技術以及工程與數學，也就是通過結合多種學科知識，將人們日常生活中存在的各種問題解決。其中，科學這一學科的作用主要就是解釋大自然中的一些客觀規律，以幫助人們可以更好地認知世界;技術及工程學科的作用主要就是在保證遵循自然規律的基礎上解決社會發展中存在的難題，對于自然進行合理利用及控制，并且科學合理地改造世界;而數學屬于技術及工程中應用的相關基本工具。這四門學科之間相互聯系，相互補充，可以使人們對社會更好地認知，推動社會更良好發展。

（二）STEAM教育理念的特點

STEAM教育屬于以自然學習方式為基礎的一種教學框架，在這種類型的教學中都可以適用，該教學理念是當前比較先進的一種理念，在實際應用中表現出以下特點。

首先，STEAM教育以項目為導向。在STEAM教育理念的落實中，注重將項目作為具體的學習實踐單位，指導學生在完成具體項目的過程中將知識學習完成，對學生的動手能力進行有效鍛煉，通過這種方式，不但可以有效激發學生的學習興趣及積極性，并且可以使學生的團隊協作能力及溝通能力都得以增強，實現學生的學習及實踐融合。

其次，STEAM教育具有較強的綜合性。在STEAM教育理念的指導下，多種學習實現綜合，不同學科教師可以實現各個學科知識的交叉利用，使學生可以對這些知識實現融會貫通，讓學生的學習真正實現體系化，同時也增強學生學習中的趣味性，使學生的知識面實現有效拓展。同時，通過實施STEAM教育，可以幫助學生將學習到的知識與實際生活進行結合，實現對所學知識的真正有效應用。

第三，STEAM教育更加注重過程。由于應試教育理念的影響，在傳統的教育教學中教師、學生及家長重點關注的都是學生的學習結果，而對于學習學習的本質卻忽略。學生學習的本質就是通過激發學生的學習興趣，使學生真正學會學習及思考，最后具備發現問題及解決問題的能力。在STEAM教育理念中，對于學生的學習過程更加重視，不再是單純地將學習結果作為重點關注對象，其目的就是使教師的教學負擔及學生的學習負擔都可以減輕，使學生可以真正融入學習中，使學生可以享受學習樂趣，并且獲得學習滿足感。

第四，STEAM教育注重學生的創造性。對于STEAM教育理念，其本質就是在教學的實施及學生的學習中允許學生可以出錯的一種特殊教育理念，在這一教學理念的指導下，教師需要鼓勵學生敢于嘗試，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教育理念中以標準答案為基礎的狀況存在很大的不同。另外，STEAM教育理念中可以使創新的重要性體現出來，有利于激發學生的創造力，實現學生創新意識及能力的培養。

二、STEAM理念下物理實驗教學中核心素養培養的可行性分析

在當前的新課程標準背景下，核心素養的培養在各個課程教學中都已經成為重要的要求及任務，對于高中物理教學也是如此，需要對學生的物理核心素養進行培養。依據目前高中物理學科的核心素養來看，其中包含的內容及因素主要就是物理觀念、科學探究以及科學思維與科學態度及責任，需要教師培養學生這些方面素質及品質，而基于STEAM理念下物理實驗教學對于這一目標的實現比較有利，具有較強的可行性，主要體現兩個方面。一方面，就物理實驗教學自身特點來看，很多物理實驗都與實際生活之間存在密切聯系，通過物理實驗可以讓學生真正認識到物理知識在實際生活中的應用，這有助于學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，對于學生的科學探究精神及科學思維的培養都比較有利，同時很多物理實驗的知識都有著比較嚴格的要求，通過學生的實驗可以培養學生的科學態度及責任感。另一方面，就STEAM教育理念來看，其需要綜合各個方面學科知識開展物理實驗教學，這樣有利于學生視野的拓展，同時在這一教學理念下要求物理教師要更關注物理實驗的過程，注重學生的動手實踐操作，而這些都是核心素養培養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實驗，對于學生核心素養的培養十分有利，屬于比較可行的一種方法。作為高中階段的物理教師，需要結合STEAM理念實施更有效地物理實驗教學，以實現物理核心素養培養的更好落實[1-2]。

三、STEAM理念下物理實驗教學中核心素養的落實途徑

（一）基于STEAM理念的物理實驗教學中物理觀念的培養

在基于STEAM理念下的高中物理實驗教學中，要想實現核心素養的培養，依據核心素養的內容，首先就是培養學生的物理觀念，具體來說就是讓學生形成利用物理知識解決問題的意識。結合STEAM理念的要求，高中物理教師要轉變以往的教學理念，對于物理實驗的教學需要加強重視，在進行物理理論知識教學研究的同時，在實驗教學方面也需要加強投入力度，增加實驗教學的內容，這樣也可以讓學生這種物理實驗的學習，在物理實驗中真正參與，為培養學生的物理觀念提供基礎。另外，在學生的物理觀念培養方面，主要就是為使學生可以認識到物理知識與實際生活之間存在的聯系，讓學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當注意加強與實際生活的聯系，將實際生活中的一些內容融入具體的物理實驗中，這樣也就可以讓學生利用所學習的相關物理知識解決生活中的實際問題，促使學生形成正確的物理觀念。比如，在對“長度的測量”這一物理實驗進行教學中，這一實驗的主要目的就是讓學生學會使用游標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生使用游標卡尺進行測量，使學生意識到游標卡尺在日常生活中的應用，實現培養學生的物理觀念的目標。

（二）基于STEAM理念的物理實驗教學中培養學生的探究精神

根據物理學科的核心素養構成來看，學生的探究精神培養也是學生核心素養培養的中的重要內容及任務。依據STEAM理念及高中物理實驗教學的特點，在對學生的探究精神進行培養方面，主要就是教師需要引導學生進行實驗探究，通過實驗探究得到實驗結果，在這一過程中學生的探究能力及探究精神都可以實現有效地培養。具體而言，物理教師在進行實驗教學的開展中，需要選擇探究性的實驗內容教學，并且讓學生以小組方式進行實驗探究，在讓學生進行實驗探究的過程中，需要注重學生的整個探究過程，注重學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容，若涉及其他學科知識，物理教師需要指導學生學習相關的知識，實現知識的融合，以便幫助學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，該實驗的目標主要就是讓學生探究平拋運動的規律，在這一實驗中，教師可以將學生分為不同的小組，讓學生以小組的方式探究平拋運動規律，通過探究總結得到平拋運動的規律，完成實驗要求。在這一過程中，需要對學生的進行合理分工，讓每個學生都可以完成自己的任務，最終共同將探究任務完成。同時，這一過程會涉及的數學計算，物理教師需要將數學知識中的關于拋物線計算的內容融入其中，實現物理與數學的融合，符合STEAM理念的要求，最終使學生的探究能力增強。

（三）基于STEAM理念的物理實驗教學中培養學生的科學思維

對于基于STEAM理念的物理實驗教學中學生核心素養的培養，科學思維的培養也是其中的重點內容，需要物理教師注重這一方面。依據STEAM理念，在物理實驗教學的實施中物理教師需要引導學生主動積極進行思考，主要就是思考實驗過程中所涉及的相關物理知識以及思考如何利用所學的物理知識完成實驗任務，在學生不斷進行思考的過程中，學生的思維也就可以得到鍛煉，學生的科學思維水平也就可以實現有效地提升。在這一過程中，物理教師要改變以往由教師進行實驗講解的狀況，讓學生依據課本的實驗內容，對實驗原理，實驗設計及實驗步驟等進行思考，在完成這些內容的基礎上，通過思考得到實驗結論，真正實現學生思維水平的鍛煉。比如，在“測量金屬的電阻率”這一實驗教學中，這一實驗的目的主要就是讓學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，讓學生自主思考對這些金屬的電阻進行測量的方法，思考適當的實驗操作步驟，然后動手完成實驗，測量出這些金屬的電阻率，達到實驗的目標。在這一過程中，學生的思維水平、動手能力及計算能力等都可以得到有效培養及提升，這對于學生核心素養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中培養學生的科學態度

科學態度也是核心素養中的重要組成部分，需要高中物理教師在實際的實驗教學中結合STEAM理念進行學生科學態度的培養。在這一方面，需要高中物理教師對學生進行實驗的狀況進行考察，所考察的內容為實驗過程中的操作及實驗結果，并且要是實驗操作過程為主，對于實驗操作中學生出現的錯誤及時指出，對于多次出現錯誤的可以適當批評，讓學生對這些錯誤可以加深印象，也可以讓學生對這些錯誤重視，使學生形成科學嚴謹的學習態度，在此基礎上可以實現學生核心素養的培養[2-3]。

結束語

在新時期的高中物理實驗教學中，培養學生的核心素養已經成為十分重要的一項教學任務，也是教育教學工作中的重點，需要物理教師重視這一方面。在當前STEAM理念的影響下，物理教師需要結合STEAM理念，有效開展物理實驗教學，落實核心素養的培養，以實現教學目標。

參考文獻

[1]陳飛云.STEM教育理念下初中物理實驗教學初探[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教育理念下的大學物理實驗教學探析——融入項目式學習[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初探——以自制“簡易密度計”為例[J].教育科學論壇，2019（22）：48-50.

本文系福建省教育科學規劃課題“核心素養視域下STEAM勞動教育課程建設研究與實踐”立項批準號：2020XB1514，課題負責人：蔡向陽

作者簡介：陳葦娜（1983.7）.女，漢族，重慶九龍坡人，大學本科，中學一級教師，研究方向：物理教學、科技創新教育