基于STEAM 教育理念的高中物理信息化教學研究

梁榮榮

杭州市蕭山區第五高級中學 浙江 杭州311202

一、高中物理信息化教學發展方向

信息技術如今正深刻影響著我們的生活方式與教育方式,數字媒體已然成為物理學習的重要課程資源。通過將信息技術運用于高中物理教學,有利于實現優質教學資源的相互整合,構建完整的高中物理課堂教學體系,最終實現高中物理課堂教學效率的提升。高中物理具有一定的邏輯性與抽象性,對學生的物理建模能力有較高要求,而高中物理信息化教學可以創設環境使學生能夠大膽的構建模型并且科學驗證,進而養成良好的思維習慣與思維方式。此外,學生獲取物理知識的途徑越來越多樣化,這同樣也促使著我們物理教師教學方式的改革。為此,高中物理信息化教學必定會成為將來的主要發展趨勢[1]

二、STEAM教育理念在高中物理信息化教學中的作用

首先,STEA M教育理念通過運用信息技術的方式實現跨學科教學,可以調動學生的主觀能動性。以STEAM教育理念為指導的高中物理信息化教學,能夠以圖像、視頻、音樂等喜聞樂見的方式來為學生構建輕松愉快的教學環境;其次,高中物理教學中往往會涉及到一些物理實驗,而傳統的物理實驗教學中,教師一般只針對教學內容而開展實驗教學,但基于STEA M教育理念便可以利用仿真實驗室或者手機各種傳感器、手機的慢動作拍攝功能等方式,使學生的觀察可以更加具體與真實,有利于學生根據實驗現象開展獨立思考。最后,以STEAM教育理念為指導的高中物理信息化教學,還可以改變學生的學習環境與學習方式,使學生不再僅局限于課堂上知識的學習,而是通過信息技術來完成對知識的學習,更有利于實現物理知識資源的整合與共享,有利于學生綜合能力的提升與發展。

三、信息化教學在STEA M教育理念下的高中物理課堂中運用策略

1.在物理概念與規律的教學實施過程中,積極貫徹STEA M理念。在學生學習物理概念與物理規律之前,在生活中積累了大量的生活經驗,要在此基礎上概括成物理概念與規律,必須對之前的經驗重新加工,在眾多的實際情境中忽略掉次要因素,找出共同屬性,完成從經驗到規律的轉變,在此過程中,教師應該借助STEA M理念貫穿于課堂教學,借助信息化教學手段有重點的展示抽象出物理概念所必須的實際情景加以引導,進而促使學生綜合能力的發展,使學生養成良好的學習習慣與學習態度。[2]

例如:“力的分解”教學中,教師可以先向學生展示生活中不同種類的橋梁素材,讓學生從美學和實用性等角度進行鑒賞,了解到不同的橋梁設計之巧妙。之后,學生利用木頭模型搭建橋梁,要求跨度比較大又同時結構簡單,比較后得出拱橋是同時符合兩個要求的一種設計,緊接著對拱橋進行力的分解,從物理學的角度闡述其堅固的原因,最后鼓勵學生應用課堂所學知識解決實際工程問題。

教師在以STEAM教育理念為指導而開展的高中物理信息化教學過程中,還可以將教學內容與相關的社會熱點來激發學生的創造力,如能源問題、宇宙航行等,既可以改變單一的教學,有利于學生對知識的深度理解,還可以促進學生的學習與自身未來的社會價值相結合,進而為學生創造力與嚴謹的科學態度的培養奠定基礎。

2.高中物理實驗教學過程中滲透STEAM教育理念。高中物理實驗在高中物理課程中具有重要地位,但是在具體實施開展過程中,會出現走過場、流于形式的現象,利用STEA M教育理念,將手機軟件中豐富的功能及時的與同學分享,從而實現更好的教學效果。

例如,在“探究小車速度與時間變化的關系”教學中,首先教師借助多媒體短視頻,向學生呈現賽車加速啟動時的場景,提出探究物體的運動速度隨時間變化的關系。提出實驗假設之后,教師引導學生開展實驗,實驗中使用打點計時器和紙帶記錄小車的速度信息,最終通過v-t圖像得到速度隨時間的關系,但上述的實驗過程中讓學生有種紙上談兵的感覺,例如打點計時器的使用受場所的限制而無法實際測速,此時教師大膽提出學生心中的顧慮,向學生們介紹手機的速度傳感器以及數據處理軟件可以讓學生隨時隨地的拍攝視頻后并進行追蹤得到速度-時間圖像,在本節課中既保證了物理實驗的完整性,又借助現代科技充分發揮了理論的實用性,讓學生意識到基礎物理的學習才是高科技開發的前提,使學生建立正確的科學態度與價值觀。

3.借助幾何畫板等現代信息技術,有效強化數學在物理領域中的作用。在高中物理教學中,對于一些物理問題的解決一般需要利用數學知識來進行解決。基于STEA M教育理念的高中物理信息化教學中,對于數學知識的運用,不僅能夠使物理問題更加簡單化,加深學生對物理知識的理解,同時還能夠讓學生體會到應用數學解決物理問題的必要性,理解學科之間的聯系,主動構建完整的知識體系。

例如:高中物理中關于規律的推導過程,一般都會涉及到函數、數列等數學知識的運用,此時可以借助數學教學常用軟件幾何畫板對高中物理教學中所涉及到的數學過程進行模擬,磁聚焦與磁發散是物理與幾何數學深度融合的典型案例,通過數學幾何畫板的簡單演示,能夠清晰的呈現出粒子的軌跡規律。

四、結語

總而言之,STEAM教育理念作為一種全新的教學理念,在其指導下開展的高中物理信息化教學,不僅打破了傳統的理論式教學模式,同時還為教師教學模式以及教學觀念的轉變起到促進作用,使學生的學習更加多樣化,有利于學生對物理知識的理解,提高學生對知識的綜合運用能力。