有關(guān)高中物理教學(xué)中滲透STEM教育的思考

董莉

在全球競爭逐漸上升的大環(huán)境下，培養(yǎng)具有核心競爭力的人是當(dāng)今社會最需要的人才，而在我國學(xué)科教育的大環(huán)境下，作為科學(xué)的重要組成部分——物理，也存在著亟待解決的問題，將STEM教育與高中物理教育融合，也成為了新課改背景下的教學(xué)思路之一，象征著學(xué)科教育開始注重學(xué)科之間的關(guān)系.將科學(xué)教育、技術(shù)教育、工程教育、數(shù)學(xué)教育與高中物理教育相交錯，在高中物理教學(xué)中滲透STEM教育，為探索物理單科教育向綜合化教育的新模式和新思路，激發(fā)國內(nèi)學(xué)者對STEM教育在課程實(shí)踐中提出更多的思考與研究.

高中物理是普通高中滲透科學(xué)教育的一門重要基礎(chǔ)課程，高中物理教學(xué)是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)基本的物理知識與技能，體驗(yàn)科學(xué)研究的過程與方法，進(jìn)而樹立正確的情感態(tài)度價(jià)值觀，為未來職業(yè)以及生活打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).高中物理教學(xué)并不僅僅是將已有的知識傳授給學(xué)生，而是讓學(xué)生通過經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，感悟科學(xué)探究的精神，并且將知識能夠回歸到實(shí)際生活當(dāng)中，甚至?xí)e一反三，完成知識的意義建構(gòu).而傳統(tǒng)的物理教學(xué)在以考試評價(jià)的唯一標(biāo)準(zhǔn)下，更注重知識概念、定理定義的記憶和解題方法，使得學(xué)生缺乏綜合素養(yǎng)，缺乏知識的結(jié)構(gòu)性，所學(xué)物理知識與社會生活脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)物理興趣，甚至?xí)枴皩W(xué)這些知識有什么用？我以后會用到它嗎？”久而久之對于物理的學(xué)習(xí)就會出現(xiàn)為了更好地解物理題而學(xué)習(xí)物理的惡性循環(huán)，更嚴(yán)重的甚至?xí)箤W(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理.也就導(dǎo)致無論是在教科書、輔導(dǎo)資料中，還是教師教學(xué)過程中呈現(xiàn)在學(xué)生面前的例題和習(xí)題，除極少數(shù)的思考題屬于實(shí)際應(yīng)用的情境問題外，其他幾乎均屬于抽象問題，即便有些題中涉及到當(dāng)前科技發(fā)展以及現(xiàn)代生活時，在“考試”“分?jǐn)?shù)”這樣的高壓下，學(xué)生還是會忽略題目背后傳達(dá)的意義.從而學(xué)生會感到物理這一門學(xué)科太枯燥、太抽象，并感受到物理與自身發(fā)展以及周圍的生活環(huán)境沒有什么相關(guān)，和當(dāng)前科技發(fā)展聯(lián)系不多.近年來，STEM教育走入人們的視野，STEM教育包含四個學(xué)科：Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineering（工程）、Mathematics（數(shù)學(xué)）.2007年，Rider-Bertrand 提出“STEM教育是有目的地整合各學(xué)科的教學(xué)和學(xué)習(xí)方法，學(xué)生將從中發(fā)現(xiàn)并獲得能在學(xué)術(shù)和現(xiàn)實(shí)背景中可以運(yùn)用的概念、能力以及科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)思維等，以提高在21世紀(jì)的全球競爭力”.

1STEM教育研究的現(xiàn)狀分析

通過對文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，國外對STEM教育的研究雖然缺少行動的課程理論，但是從實(shí)踐的角度對有關(guān)STEM教育的內(nèi)容進(jìn)行了廣泛的研究.受到較多關(guān)注的是整合STEM學(xué)科的綜合教育的研究，高校聯(lián)合教育機(jī)構(gòu)以及社會組織開展了大量的整合STEM學(xué)科的項(xiàng)目研究，包括對教學(xué)策略的研究、課程資源和項(xiàng)目的開發(fā).總體來看，STEM教育是進(jìn)行綜合教育的一種實(shí)踐探索，STEM教育已滲透到基礎(chǔ)教育.通過與國外的研究對比，國內(nèi)研究者對STEM教育的研究主要集中在內(nèi)涵介紹、產(chǎn)生原因剖析、解讀報(bào)告等方面，對K-12階段的STEM課程的研究不夠具體，現(xiàn)有的研究只是介紹性的突出了國外各部門對于STEM教育所做出的努力，針對STEM教育的理論研究和實(shí)踐探索還較為缺乏.在實(shí)踐方面有學(xué)者探索了STEM視野下信息技術(shù)的理論和實(shí)踐，也有學(xué)者基于中學(xué)課程，甚至是基于某一課程滲透STEM教育，但在具體落實(shí)STEM教育教學(xué)實(shí)踐還很少.當(dāng)把STEM教育追溯到高中教育中，而在高中以分科教學(xué)為主的大背景下，在分科教學(xué)中滲透STEM教育，而如何根據(jù)這一一時難以改變現(xiàn)象來滲透STEM教育，這需要社會、政府、學(xué)校、教師、研究者的一起努力.

2中學(xué)物理教育滲透STEM教育之利

葉兆寧、楊元魁在《集成式STEM教育 ：破解綜合能力培養(yǎng)難題》一文中指出，STEM教育綜合了科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)等學(xué)科，具有跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的特點(diǎn).科學(xué)研究在于認(rèn)識世界、解釋自然界的客觀規(guī)律，主要解決自然現(xiàn)象“是什么”和“為什么”的問題 ；工程與技術(shù)則是在尊重自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，改造世界，滿足人類社會發(fā)展需求，回答社會實(shí)踐中“做什么”“怎么做”的問題 ；數(shù)學(xué)則是科學(xué)、工程和技術(shù)發(fā)展必不可少的工具.隨著 STEM 教育的發(fā)展，“集成式STEM”（Integrated STEM）的概念逐漸明晰.“集成”強(qiáng)調(diào)四個領(lǐng)域之間的關(guān)聯(lián)及有目的、有方法、有系統(tǒng)的融合.科學(xué)與工程問題是課程的主線，通過其創(chuàng)造出一個多維的空間，從而為學(xué)生提供一系列具有一定程度關(guān)聯(lián)性的學(xué)習(xí)經(jīng)歷.而學(xué)習(xí)的目的在于通過探究科學(xué)現(xiàn)象和解決實(shí)際問題達(dá)成認(rèn)識和技能的發(fā)展.數(shù)學(xué)和技術(shù)既是研究中必不可少的工具，也是重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)設(shè)計(jì)可以使四個領(lǐng)域的學(xué)習(xí)相互促進(jìn)、協(xié)調(diào)發(fā)展.在K-12階段，由于工程教育并不完全獨(dú)立，科學(xué)教育就成為實(shí)踐STEM的重要陣地.

因此，在我國分科教育的大背景下，高中物理作為STEM教育中科學(xué)（Science）重要組成部分，將STEM教育融入高中物理教學(xué)內(nèi)容中，通過在高中物理課程內(nèi)容重新整合教學(xué)計(jì)劃，在教學(xué)過程中滲透物理學(xué)史、滲透基于物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用、注重?cái)?shù)學(xué)運(yùn)算、聯(lián)系物理學(xué)前沿動態(tài)以及現(xiàn)代技術(shù)等方式，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)重組和擴(kuò)展，引導(dǎo)學(xué)生將物理與科學(xué)、技術(shù)、工程及數(shù)學(xué)進(jìn)行整合，成為提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)的一個選擇.本文對STEM教育滲透中學(xué)物理教育之優(yōu)分為個人與國家兩個層面進(jìn)行論述.2.1個人層面

STEM培養(yǎng)人才的標(biāo)準(zhǔn)不再是傳統(tǒng)的知識取向，而是具有綜合STEM素養(yǎng)、創(chuàng)新意識、實(shí)踐能力的全方面人才.通過在高中物理教學(xué)中滲透STEM教育，不僅能提高學(xué)生對STEM領(lǐng)域內(nèi)容的興趣和參與度，增進(jìn)了對STEM領(lǐng)域內(nèi)容的認(rèn)識和理解，培養(yǎng)了其綜合分析問題的能力和有效解決問題的能力，同時，也提高了學(xué)生在STEM領(lǐng)域的學(xué)習(xí)成就，推進(jìn)了對STEM領(lǐng)域職業(yè)的追求，為高中學(xué)生在之后的職業(yè)教育、高等教育提供了更多的可能性，也能在學(xué)習(xí)情境中提升學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、合作能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力等.STEM教育也可增強(qiáng)學(xué)生的未來就業(yè)競爭力，使學(xué)生在社會經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的環(huán)境中，更有生存能力.

2.2國家層面

STEM教育的提出是在美國擁有的科技人力資源在全球所占比例逐漸減少，而對于亞洲國家日益增長的經(jīng)濟(jì)背景下的科學(xué)技術(shù)的逐步提升，同時，在美國進(jìn)步教育評價(jià)測試（NAEP）以及國際學(xué)生評估項(xiàng)目（PISA）中，美國中小學(xué)測評數(shù)據(jù)堪憂，使得美國在這樣的壓迫感下，提出STEM教育且意在用STEM教育來增強(qiáng)國家競爭力， 也可看出實(shí)施STEM 教育被認(rèn)為是增加國家經(jīng)濟(jì)競爭力的重要手段.而作為亞洲大國的中國科技人力資源能力建設(shè)相對落后科學(xué)與工程教育的國家體系尚未健全，在普通中小學(xué)教育層面上除了科學(xué)和數(shù)學(xué)教育尚仍有不容樂觀的一席之地，工程和技術(shù)的教育根本未進(jìn)課堂.這應(yīng)當(dāng)引起人們嚴(yán)重的關(guān)注和深思.讓

STEM教育走入中國，可以為國家培養(yǎng)和造就科學(xué)家、技術(shù)人員等人才，增強(qiáng)本國的全球競爭力. 同時，讓學(xué)生對STEM相關(guān)職業(yè)感興趣從而為我國科技創(chuàng)新貢獻(xiàn)人才.

3總結(jié)

隨著社會的不斷發(fā)展，在全球大環(huán)境下，在新課程不斷改革路上，我們需要不斷的審視自己，教育要培養(yǎng)什么樣的人才，什么樣的人才是當(dāng)今社會最需要的人才，而當(dāng)前種種現(xiàn)象也表明我們的高中物理教學(xué)存在著一個嚴(yán)重的問題：高中物理與現(xiàn)代科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)嚴(yán)重脫軌.因此，改變當(dāng)下的高中物理教學(xué)現(xiàn)狀，小到滲透在每一個知識的選擇、教學(xué)方式的改變，大到需要聯(lián)系整個社會的發(fā)展以及發(fā)動社會的幫助與支持.STEM教育走入基礎(chǔ)教育，將STEM教育與高中物理教育融合，也成為了新課改背景下的教學(xué)思路之一.STEM教育的出現(xiàn)轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的認(rèn)識和思維習(xí)慣，引導(dǎo)人們重新思考了科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的內(nèi)涵，以及他們之間存在的關(guān)系.象征著學(xué)科教育不再局限于學(xué)科本身， 而是注重學(xué)科之間的關(guān)系.將科學(xué)教育、技術(shù)教育、工程教育、數(shù)學(xué)教育與高中物理教育相交錯，在高中物理教學(xué)中滲透STEM教育.在新課改的背景下，鼓勵學(xué)生通過合作和交流的形式進(jìn)行科學(xué)探究和設(shè)計(jì)，突出實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐在物理教學(xué)中的應(yīng)用，突出物理知識在社會生活中的重要價(jià)值，把學(xué)生的學(xué)習(xí)和社會發(fā)展的趨勢有機(jī)的結(jié)合，開發(fā)課程資源，重新整合和設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容.為探索物理單科教育向綜合化教育的新模式和新思路，激發(fā)國內(nèi)學(xué)者對STEM教育在課程實(shí)踐中提出更多的思考與研究.