基于STEAM教育理念下高中物理教學(xué)質(zhì)量的提升策略研究

彭志國(guó)

（江西省景德鎮(zhèn)一中 江西景德鎮(zhèn) 333000）

物理學(xué)科不僅是我國(guó)高考的一項(xiàng)必考學(xué)科，在高中階段的教學(xué)之中也占據(jù)著關(guān)鍵地位，因此，高中階段的物理教師必須對(duì)此加以明確，然后積極探索能夠提升物理課堂教學(xué)質(zhì)量提升的策略。當(dāng)前，STEAM教育理念已經(jīng)在我國(guó)的教育體系內(nèi)部落實(shí)，這就要求高中物理學(xué)科的教學(xué)必須融合其他學(xué)科的內(nèi)容，并且提升其實(shí)踐性，從而使高中生的學(xué)科綜合素養(yǎng)不斷提升。因此，要想基于STEAM教育理念提升高中物理教學(xué)質(zhì)量，就必須從多個(gè)角度展開(kāi)研究[1]。

一、STEAM教育理念相關(guān)內(nèi)涵

STEAM教育理念最早誕生于美國(guó)，其誕生基礎(chǔ)為已有的STEM教學(xué)理念，在其誕生之后，迅速成為國(guó)際范圍內(nèi)的教學(xué)熱點(diǎn)。STEAM屬于合成詞，其中包括了Science（科學(xué)）、Technology（技 術(shù)）、Engineering（工 程）、Arts（藝 術(shù)）、Mathematics（數(shù)學(xué)）五個(gè)要素。換而言之，STEAM教育理念就是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)以及藝術(shù)五要素的集合。STEAM教育理念的本質(zhì)為知識(shí)跨界、將創(chuàng)新作為驅(qū)動(dòng)力、綜合化與強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力，在開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的過(guò)程中，更為務(wù)實(shí)且運(yùn)用融合的教學(xué)方式[2-3]。

STEAM教育理念在應(yīng)用于教學(xué)之中以后，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)各學(xué)科是一個(gè)有機(jī)整體，學(xué)科之間的聯(lián)系是不可分割的，人們必須運(yùn)用融合的方式解析與分析各學(xué)科的知識(shí)，從而深化自身的認(rèn)知。STEAM教育理念是對(duì)以往教育理念的有機(jī)創(chuàng)新，它對(duì)高中物理教師的教學(xué)活動(dòng)提出了更多的要求，主要如下：教師必須關(guān)注知識(shí)之間存在的整體性以及關(guān)聯(lián)，在開(kāi)展課堂教學(xué)的時(shí)候，運(yùn)用創(chuàng)新的、科學(xué)的教學(xué)方式培養(yǎng)高中生物理學(xué)科相關(guān)的思維、意識(shí)以及品質(zhì)，進(jìn)而使高中生的學(xué)科綜合素養(yǎng)得到持續(xù)提高。

二、當(dāng)前高中階段物理教學(xué)存在的問(wèn)題

首先，部分物理教師忽視不同學(xué)科之間知識(shí)的關(guān)聯(lián)。STEAM教育理念認(rèn)為，所有學(xué)科的知識(shí)構(gòu)成了整體的知識(shí)，不同學(xué)科的知識(shí)之間存在內(nèi)在聯(lián)系，但是部分物理教師在實(shí)際開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的時(shí)候，沒(méi)有重視這一內(nèi)在關(guān)聯(lián)，甚至錯(cuò)誤地認(rèn)為，物理學(xué)科的教學(xué)只需要向?qū)W生們傳授物理知識(shí)、完成當(dāng)前教學(xué)目標(biāo)即可，其他學(xué)科的知識(shí)傳授應(yīng)當(dāng)由其他學(xué)科的教師完成[4]。

其次，部分物理教師忽視培養(yǎng)高中生的實(shí)踐能力。無(wú)論是STEAM教育理念還是我國(guó)的素質(zhì)教育，都重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，然而在我國(guó)高中內(nèi)部，部分物理教師并沒(méi)有真正培養(yǎng)高中生的實(shí)踐能力，出現(xiàn)這一問(wèn)題的原因有以下幾點(diǎn)：物理教師沒(méi)有及時(shí)轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，依舊機(jī)械地沿用以往的教學(xué)方式授課；STEAM教育理念對(duì)于部分物理教師而言較為陌生，無(wú)法短時(shí)間內(nèi)靈活運(yùn)用于教學(xué)之中；部分物理教師錯(cuò)誤地認(rèn)為，課堂內(nèi)部的實(shí)踐會(huì)占用大量時(shí)間，為了保證教學(xué)進(jìn)度，教師選擇壓縮實(shí)踐時(shí)間，將更多精力用于理論知識(shí)的傳授。

三、在高中物理教學(xué)之中運(yùn)用STEAM教學(xué)理念的意義

1.能夠引導(dǎo)高中生產(chǎn)生創(chuàng)新意識(shí)

創(chuàng)新是STEAM教育理念的靈魂所在，這就要求高中物理教師重視教學(xué)創(chuàng)新，在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)之中鼓勵(lì)高中生大膽地創(chuàng)新和創(chuàng)造，用正確的態(tài)度面對(duì)失誤，打破以往物理教學(xué)之中存在的種種限制，大力培養(yǎng)高中生的創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)而增長(zhǎng)高中生的動(dòng)手實(shí)踐能力。在高中階段的物理教學(xué)之中，有著十分豐富的教學(xué)內(nèi)容，無(wú)論是外在的現(xiàn)象還是內(nèi)在的本質(zhì)，無(wú)論是物理學(xué)科的宏觀還是微觀，在融入STEAM教育理念之后，科學(xué)知識(shí)能夠精彩地呈現(xiàn)于高中生眼前，教師的教學(xué)范圍以及內(nèi)容會(huì)得到極大拓展，進(jìn)而引導(dǎo)高中生主動(dòng)探索生活中的知識(shí)并且創(chuàng)新，培養(yǎng)創(chuàng)新精神的教學(xué)目標(biāo)也能夠?qū)崿F(xiàn)[5]。

2.能夠幫助高中生積攢實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

實(shí)踐能力是STEAM教育理念的核心，因此，高中物理教師應(yīng)當(dāng)在實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)之中引導(dǎo)高中生主動(dòng)參與到動(dòng)手實(shí)踐環(huán)節(jié)之中，進(jìn)而與物理教學(xué)提出的要求達(dá)成一致。在物理教學(xué)之中，無(wú)論是觀察、測(cè)試還是測(cè)量等實(shí)踐活動(dòng)，都能夠幫助高中生積攢有益的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而且高中生可以通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐逐漸發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后主動(dòng)探究問(wèn)題、尋找問(wèn)題的答案，甚至可以針對(duì)物理知識(shí)開(kāi)展創(chuàng)新活動(dòng)，通過(guò)實(shí)踐明確生活之中的道理。

物理學(xué)科的知識(shí)絕大多數(shù)為理論知識(shí)，其知識(shí)點(diǎn)較為抽象且內(nèi)容枯燥，如果高中生直接學(xué)習(xí)，必然會(huì)遇到一定困難，這也是傳統(tǒng)教學(xué)方式下，高中生的物理學(xué)習(xí)效率低、物理教師教學(xué)質(zhì)量低的一個(gè)重要原因。但是在做到物理教學(xué)與實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合之后，物理教師可以運(yùn)用現(xiàn)代化的科技對(duì)教學(xué)方式以及內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新，將原本抽象晦澀的知識(shí)點(diǎn)具象化，從而在幫助高中生高效學(xué)習(xí)物理學(xué)科的同時(shí)，提升自身的教學(xué)質(zhì)量。

3.能夠提升高中生的人文素養(yǎng)

在高中階段設(shè)置物理學(xué)科的目的，不僅是幫助高中生更好地學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)，還幫助初中生不斷地通過(guò)學(xué)習(xí)提升人文素養(yǎng)。無(wú)論是小組合作、多媒體還是動(dòng)手實(shí)踐等教學(xué)方式，都能夠收獲良好的教學(xué)效果，在此之中，科學(xué)、技術(shù)、藝術(shù)等都可以融入實(shí)際教學(xué)活動(dòng)。高中生要想完成物理教師設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)任務(wù)，就必須做到協(xié)同合作，不斷交流[6]。

STEAM教育理念則同樣要求學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)的過(guò)程中達(dá)成合作關(guān)系，團(tuán)結(jié)一致地通過(guò)集體的力量真正解決問(wèn)題。由此可見(jiàn)，在高中階段的物理教學(xué)之中融入STEAM教育理念，能夠培養(yǎng)高中生的團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)，從而使高中生的人文素養(yǎng)得到提升，做到在學(xué)習(xí)與生活中重視集體的作用，在集體當(dāng)中集思廣益，最終找到能夠解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的路徑。

四、運(yùn)用STEAM教育理念提升高中階段物理教學(xué)質(zhì)量的策略

1.在教學(xué)設(shè)計(jì)中完成對(duì)STEAM教育理念的滲透

高中階段的物理教學(xué)應(yīng)當(dāng)與STEAM教育理念進(jìn)行充分融合，然后物理教師在教學(xué)過(guò)程中積極主動(dòng)地創(chuàng)新，進(jìn)而為高中生提供更高質(zhì)量的教學(xué)活動(dòng)。在設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的時(shí)候，物理教師應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)設(shè)計(jì)教學(xué)之中的問(wèn)題，運(yùn)用STEAM教育理念構(gòu)建全新的物理課堂，將深度課堂這一教學(xué)理念作為核心，不斷完善自身的教學(xué)設(shè)計(jì)，使物理教學(xué)能夠不斷深入，幫助高中生提升綜合素質(zhì)。高中物理教師必須通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)高中生進(jìn)行引導(dǎo)，使高中生的知識(shí)面和能力得到拓展，同時(shí)立足于STEAM教育理念，讓理論知識(shí)與動(dòng)手實(shí)踐完美結(jié)合。除此之外，物理教師應(yīng)當(dāng)明確高中生當(dāng)前學(xué)習(xí)物理過(guò)程中存在的“短板”，然后幫助高中生培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣[7]。

因此，高中階段的物理課堂教學(xué)必須摒棄以往的教學(xué)方式，消除理論知識(shí)傳授占據(jù)整個(gè)課堂的現(xiàn)象。當(dāng)前，素質(zhì)教育相關(guān)理念已經(jīng)在我國(guó)的教育體系之中得到深化，各個(gè)教學(xué)階段也對(duì)STEAM教育理念產(chǎn)生認(rèn)可，所以物理教師應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的過(guò)程中考慮到其他學(xué)科的內(nèi)容，以及技術(shù)、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等層面的內(nèi)容，培養(yǎng)高中生的物理意識(shí)，逐漸使高中生形成學(xué)科思維能力，進(jìn)而做到引導(dǎo)高中生在學(xué)習(xí)和生活之中，運(yùn)用物理觀念認(rèn)知身邊的事物并探索世界。

2.通過(guò)問(wèn)題導(dǎo)學(xué)獲得更豐富的教學(xué)內(nèi)容

在以往開(kāi)展物理教學(xué)的時(shí)候，高中階段的物理教師通常采取“滿堂灌”的教學(xué)策略，導(dǎo)致高中生居于十分被動(dòng)的地位，而且長(zhǎng)篇大論的理論灌輸會(huì)導(dǎo)致高中生逐漸喪失學(xué)習(xí)物理學(xué)科的積極性，甚至產(chǎn)生排斥物理學(xué)科的心理。而在運(yùn)用STEAM教育理念之后，物理教學(xué)之中的師生地位出現(xiàn)轉(zhuǎn)換，物理教師更重視高中生的核心素養(yǎng)，在教學(xué)過(guò)程中對(duì)高中生進(jìn)行良性引導(dǎo)，使高中生產(chǎn)生科學(xué)的思維以及學(xué)習(xí)態(tài)度，并且能夠做到自主學(xué)習(xí)[8]。

例如，在講授“動(dòng)量守恒定律”這一知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)過(guò)程中，物理教師必須在備課階段認(rèn)真地閱讀教材內(nèi)容，掌握其中應(yīng)當(dāng)傳授給高中生的知識(shí)內(nèi)容。在這一過(guò)程中，物理教師應(yīng)當(dāng)進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)尋找相關(guān)教學(xué)資源，查找與“動(dòng)量守恒定律”相關(guān)的短視頻，然后將物理觀念、科學(xué)的思維態(tài)度以及探究能力、責(zé)任心等核心素養(yǎng)作為基礎(chǔ)，確定具體的教學(xué)目標(biāo)。在進(jìn)入課堂之后，物理教師不能急于“開(kāi)門(mén)見(jiàn)山”，而是應(yīng)當(dāng)運(yùn)用導(dǎo)入式教學(xué)方法，向所有高中生展示與動(dòng)量守恒定律相關(guān)的例子，并且將視頻資料作為基礎(chǔ)，提出相對(duì)應(yīng)的物理問(wèn)題供學(xué)生們思考探究。

而在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，物理教師可以將“兩個(gè)球之間的碰撞”作為例子，帶領(lǐng)高中生推導(dǎo)相關(guān)理論?！霸谒矫嫔嫌袃蓚€(gè)球勻速運(yùn)動(dòng)，其質(zhì)量和速度都是不相同的，而且兩個(gè)球都在朝著相同的方向運(yùn)動(dòng)，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，后面的球撞到了前面的球，所以兩個(gè)球的總動(dòng)量是否發(fā)生了變化？”高中生會(huì)給出不同的答案，一部分認(rèn)為發(fā)生變化，一部分則認(rèn)為沒(méi)有發(fā)生變化。在這個(gè)時(shí)候，物理教師就需要帶領(lǐng)高中生做實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證真實(shí)的答案。物理教師向?qū)W生們播放該實(shí)驗(yàn)的模擬動(dòng)畫(huà)，然后引導(dǎo)所有學(xué)生利用公式進(jìn)行推導(dǎo)，計(jì)算出兩個(gè)球相撞之后，二者的總動(dòng)量是否發(fā)生變化。

在利用公式進(jìn)行推導(dǎo)之后，學(xué)生們得到答案，兩個(gè)球在碰撞前后有著相等的總動(dòng)量。學(xué)生們已經(jīng)得出答案，物理教師就引導(dǎo)學(xué)生們總結(jié)所有的問(wèn)題，然后從反方向進(jìn)行分析和推倒，使學(xué)生們明確得到這一結(jié)果，必須具備的相關(guān)實(shí)驗(yàn)條件：兩個(gè)球在碰撞的時(shí)候，不僅存在相互之間的作用力，還會(huì)承受重力以及支持力的作用，但是兩個(gè)球之間是彼此平衡的。兩個(gè)球在桌面上滾動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力可以忽略，因此兩個(gè)球沒(méi)有收到任何外力影響。相互作用的物體所組成的系統(tǒng)，如果沒(méi)有被外力所作用，或者其外力承受為零，那么系統(tǒng)的總動(dòng)量就不會(huì)改變，這就是動(dòng)量守恒定律。高中生通過(guò)探索問(wèn)題、參與實(shí)踐，能夠獲得科學(xué)的結(jié)論，物理教學(xué)的質(zhì)量也隨之而提升。

3.轉(zhuǎn)變教學(xué)目標(biāo)使STEAM教學(xué)理念真正落實(shí)

在高中階段的物理教學(xué)之中，存在部分與電磁相關(guān)的知識(shí)，但是在傳統(tǒng)的物理教學(xué)之中，物理教師只關(guān)注對(duì)高中生理論知識(shí)的傳授，并沒(méi)有切實(shí)培養(yǎng)高中生的實(shí)踐能力，導(dǎo)致部分高中生無(wú)法掌握電磁相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。因此，物理教師應(yīng)當(dāng)將電磁部分的教學(xué)與STEAM教育理念相結(jié)合，對(duì)物理教學(xué)的流程進(jìn)行創(chuàng)新，同時(shí)從多個(gè)角度找到不同的教學(xué)側(cè)重。在運(yùn)用STEAM教育理念之后，高中生在科學(xué)、技術(shù)等層面的能力可以得到有效提升，進(jìn)而提升實(shí)踐能力，并且能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活相聯(lián)系[9]。

例如，在單元教學(xué)“電磁感應(yīng)與電磁波初步”的教學(xué)過(guò)程中，物理教師可以利用奧斯特實(shí)驗(yàn)，讓高中生明確電與磁之間存在緊密的聯(lián)系，磁場(chǎng)可以通過(guò)電流獲得，而磁場(chǎng)在閉合回路之中產(chǎn)生的變化會(huì)形成電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而形成電流。導(dǎo)體切割磁感線也能夠產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，并且通過(guò)閉合回路使電流產(chǎn)生。與此同時(shí)，物理教師可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行教學(xué)延伸，為高中生講解現(xiàn)實(shí)生活之中運(yùn)用的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。物理教師可以將磁懸浮列車(chē)作為教學(xué)案例，利用多媒體設(shè)備展示磁懸浮列車(chē)的構(gòu)造，讓學(xué)生們明確磁懸浮列車(chē)運(yùn)用了電磁感應(yīng)原理，將超導(dǎo)線圈安裝在車(chē)底部，在車(chē)軌的兩側(cè)則安裝金屬鋁線圈，列車(chē)在行駛過(guò)程中，超導(dǎo)線圈會(huì)在通電之后形成強(qiáng)大的、能夠推動(dòng)列車(chē)前進(jìn)的磁場(chǎng)。

高中生在參與基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、通過(guò)實(shí)踐掌握相關(guān)知識(shí)之后，物理教師可以立足于STEAM教育理念相關(guān)要求，從不同的角度出發(fā)，為高中生設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo)：（1）高中生需要參與實(shí)驗(yàn)儀器的組裝，并且處理實(shí)驗(yàn)儀器產(chǎn)生的故障；（2）高中生需要主動(dòng)探索電與磁之間的關(guān)系，利用電流大小實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證；（3）高中生需要設(shè)計(jì)小型發(fā)電機(jī)并且試運(yùn)行；（4）高中生需要了解發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的科學(xué)故事；（5）高中生需要利用所學(xué)公式，對(duì)電磁感應(yīng)相關(guān)的現(xiàn)象進(jìn)行推導(dǎo)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高中階段的物理教學(xué)要想切實(shí)提升教學(xué)質(zhì)量，就必須做到將實(shí)際教學(xué)與STEAM教育理念有機(jī)融合，物理教師則應(yīng)當(dāng)在課堂教學(xué)過(guò)程中，綜合性地開(kāi)展教學(xué)指導(dǎo)活動(dòng)，讓物理學(xué)科的知識(shí)與科學(xué)、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等方面產(chǎn)生更緊密的聯(lián)系。不僅如此，物理教師應(yīng)當(dāng)通過(guò)STEAM教育理念，重點(diǎn)培養(yǎng)高中生的實(shí)踐能力，進(jìn)而在幫助高中生深化學(xué)習(xí)物理的同時(shí)，不斷提升自身的教學(xué)質(zhì)量。