高中物理教學(xué)中滲透STEM教育的思考

陳麥玲

【摘 要】STEM教育思想強(qiáng)調(diào)學(xué)科的交叉融合，是物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的重點(diǎn)內(nèi)容。教師在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)積極滲透STEM教育思想，提升學(xué)生對物理學(xué)科學(xué)科知識、科學(xué)源流、科學(xué)價值和科學(xué)應(yīng)用的探索興趣，建立學(xué)生對物理學(xué)科的核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】高中物理;STEM教育;教學(xué)方法

【中圖分類號】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2019）22-0164-01

STEM是英文“科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)”（Science，Technology，Engineering，and Mathematics）的簡稱。在新課改理念指導(dǎo)下，我國高中物理教材增設(shè)更多探究實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，并且根據(jù)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)分設(shè)有“演示”“實(shí)驗(yàn)”“做一做”模塊，但缺乏訓(xùn)練學(xué)生基本探究技能的實(shí)驗(yàn)以及跨學(xué)科探索實(shí)驗(yàn)，學(xué)生基本知識的學(xué)習(xí)與基本探究技能的培養(yǎng)相互脫節(jié)，其內(nèi)容編排沒有涉及與物理知識相關(guān)的技術(shù)與工程知識，因此，有必要結(jié)合STEM教育，做好高中物理教學(xué)工作。

1? ?高中物理教學(xué)中滲透科學(xué)和數(shù)學(xué)思想

在高中物理教學(xué)中，很多物理實(shí)驗(yàn)和概念都可以滲透科學(xué)和數(shù)學(xué)思想，幫助學(xué)生提高對相關(guān)知識的理解和認(rèn)知。數(shù)學(xué)方面，學(xué)生從高一入學(xué)開始，首先給學(xué)生普及物理中應(yīng)用的數(shù)學(xué)知識教育，將正比例函數(shù)和圖像、線性函數(shù)和圖像及三角函數(shù)等相關(guān)初中學(xué)過的內(nèi)容進(jìn)行鞏固復(fù)習(xí)并進(jìn)行物理應(yīng)用;其次在整個高中物理教學(xué)中一直滲透數(shù)學(xué)思想在物理、生活中的應(yīng)用及其科學(xué)方法應(yīng)用等。另外，教師在教學(xué)過程中可以從現(xiàn)有的物理實(shí)驗(yàn)中，解釋相關(guān)的科學(xué)原理，提升學(xué)生對物理理論和概念的認(rèn)知，如圓周運(yùn)動，教師可以采用數(shù)學(xué)中的例題，如“一列質(zhì)量100 t的火車，在傾角為30°，軌道半徑為400 m彎道上行駛，如果鐵軌不受側(cè)向壓力，火車速度應(yīng)該是多少？最低速度多少可以保證通過軌道而不會發(fā)生側(cè)翻，最高速度多少不會因速度過快而越出軌道？”教師要提供相關(guān)的數(shù)據(jù)給學(xué)生進(jìn)行計(jì)算，幫助學(xué)生在計(jì)算的過程中加深對內(nèi)容的理解，提升物理教學(xué)和規(guī)律與數(shù)學(xué)、科學(xué)知識方面的內(nèi)容與聯(lián)系性，培養(yǎng)學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的

興趣。

2? ?高中物理教學(xué)中滲透工程和技術(shù)教育思想

高中物理學(xué)并不是單獨(dú)的一個學(xué)科，其物理內(nèi)容和理論已經(jīng)可以應(yīng)用于工程和技術(shù)教學(xué)中。教師在教學(xué)過程中應(yīng)注重學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用和工程設(shè)計(jì)的體驗(yàn)，如學(xué)校可以組織學(xué)科周的活動，讓學(xué)生設(shè)計(jì)有生產(chǎn)生活實(shí)際意義的實(shí)驗(yàn)或電路，并做好實(shí)際應(yīng)用的轉(zhuǎn)化，筆者曾帶領(lǐng)本校學(xué)生制作了電動風(fēng)鈴和有報(bào)警器的報(bào)警線路，讓學(xué)生參與到具體的設(shè)計(jì)中，特別是有報(bào)警器的報(bào)警線路設(shè)計(jì)，學(xué)生的思路非常廣泛，不僅是考慮并串聯(lián)電路，還利用了電磁感應(yīng)等多種原理，將高中物理電磁內(nèi)容融入其中，起到了非常好的效果。

此外，教師還可以通過設(shè)計(jì)課題的方式，組織課題讓學(xué)生進(jìn)行研究，以“自制液體溫度計(jì)”課題為例，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生積極利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材和器具進(jìn)行溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，同時考慮漏氣、蒸發(fā)等問題，還需要考慮溫度計(jì)的精準(zhǔn)性，做好刻度的設(shè)計(jì)，這些都需要學(xué)生獨(dú)立完成和集體思考，學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中需要對物理知識靈活的運(yùn)用，對溫度計(jì)的原理，大氣壓強(qiáng)等進(jìn)行測算，對物理實(shí)驗(yàn)理論進(jìn)行分析和總結(jié)，教師在安排課題研究時應(yīng)盡量采用分組教學(xué)的方式，利用集體的力量進(jìn)行分析，讓每一個小組成員都融入到具體教學(xué)內(nèi)容中，提升學(xué)生對知識和工程設(shè)計(jì)參與的積極性。

3? ?高中物理教學(xué)應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生STEM思想

在高中物理教學(xué)中，學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)理解和物理知識的運(yùn)用通常只停留在課堂上，對物理與生活的聯(lián)系性沒有足夠的認(rèn)知。因此，教師在教學(xué)過程中，應(yīng)幫助學(xué)生了解物理知識與生活的聯(lián)系，幫助學(xué)生建立物理的STEM思想，如最新手機(jī)中的拍照功能，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)連拍、廣角、全景攝像等功能，部分照相機(jī)有了測量距離的功能，綜合圖片和距離的功能就可以隨時測算出某一物體的移動速度，同時還可以建立物體運(yùn)動的規(guī)律。此外，目前大部分手機(jī)已經(jīng)支持了測步數(shù)的功能，教師可以以手機(jī)測算步數(shù)為例，讓學(xué)生分析手機(jī)測算步數(shù)的原理，建立傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等物理知識內(nèi)容，提升學(xué)生對物理與生活的認(rèn)知，幫助學(xué)生建立物理STEM思想。

STEM的思想符合當(dāng)前教學(xué)改革的要求，是未來高中物理教學(xué)的主要方向。高中物理學(xué)科并不是單獨(dú)的存在，而是與工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)有著密切的聯(lián)系，因此，有必要結(jié)合STEM思想內(nèi)容，做好物理教學(xué)工作，提升學(xué)生對物理的認(rèn)知和學(xué)習(xí)興趣，建立學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。