欒 雪

（沈陽市外國語學校，沈陽 110000）

在國際競爭日益嚴峻的當今，科技創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)對我國科技水平乃至經(jīng)濟發(fā)展水平起著至關重要的作用。教育，作為培養(yǎng)各類人才的搖籃，承載著國家的未來和希望。實踐證明，美國的STEM 教育在激發(fā)中學生創(chuàng)新、科技等各方面能力有良好的效果。實施至今，一直受到教育界許多學者的廣泛好評。而STEM 教育與我國教學改革目標有許多相似之處。因此，借鑒STEM 教育的經(jīng)驗，將其應用到高中物理教學中，能很好地提高學生的創(chuàng)新水平。作為一名物理教師，需要不斷汲取新理論，不斷嘗試新方法，為培養(yǎng)科技人才而努力進取。

一、STEM 教育簡介

STEM 是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學（Mathematics）四門學科英文首字母的縮寫，其中科學（Science）即認識和解釋自然界存在和發(fā)展的客觀規(guī)律；技術（Technology）和工程（Engineering）即在認識自然規(guī)律的存在和發(fā)展的基礎上對自然界進行改造、利用，并能夠解決自然界發(fā)展過程中遇到的各類問題；數(shù)學（Mathematics）是作為基礎工具存在的[1]。STEM 理念是建構主義理論與美國當今教學實踐相結合的產(chǎn)物。在教師的引導下，學生在教師給予的問題或生活實際情境中，借助必要的學習資料，自助構建新的知識和能力。

二、基于STEM 的高中物理教學

基于STEM 教育理念，高中物理教學應打破傳統(tǒng)學科教學壁壘，將物理學融入生活中的實際問題中，借助數(shù)學、工程、生物等多學科知識，構建新的知識[2]。培養(yǎng)學生綜合能力。基于STEM 理念的高中物理教學有以下特征。

（一）問題情境性

根據(jù)杜威的“做中學”“教學應該喚起學生的思維”的教育思想，高中學生更加感興趣的是神奇的有趣的現(xiàn)象、具體實在的器具，以及制作、設計、探究的過程。好玩有趣的事情才能引發(fā)他們的注意力。而物理教學中融合生活現(xiàn)象也具有明顯優(yōu)勢。例如，在勻變速運動和摩擦力的教學中引入汽車超速實例，可以利用剎車痕跡探討汽車是否在超速行駛；在交流電的教學過程中，介紹無線充電技術，讓學生通過之前學習的電磁感應現(xiàn)象，自主探究和解決，激發(fā)學生對知識的渴求欲[3]。

（二）多學科融合性

新課改前，傳統(tǒng)物理教學也不是只學習單一的物理學，物理的學習離不開數(shù)學知識[4]。只是由于傳統(tǒng)觀念和考試內(nèi)容的限制，教師往往避開不必要的內(nèi)容，只抓物理學本身。這樣做的結果不可避免會導致物理教學和其他學科產(chǎn)生割裂，學生綜合應用能力往往無法滿足終身學習和解決實際問題的需要。STEM 理念是一種多學科融合的理念，將高中物理教學與其他學科聯(lián)系起來，能夠不斷提高學生對綜合問題的解決能力，從而為今后解決更復雜的問題奠定一定的基礎。例如，研究“單擺運動”，教師可以設計一節(jié)將科學、技術、數(shù)學及工程學融合到一起的課程。在設計和安裝實驗器材的過程中學生需要解決以下幾個問題：擺球的材質(zhì)？擺線如何固定及擺線的長度？安裝過程需要注意什么？試驗時擺動的幅度多少適？等實際問題。解決這些問題，不僅需要物理學相關知識，還需要其他知識輔助才能完成。最后，還需要學生運用數(shù)學方法，利用蛋白周期公式計算理論值，利用實驗算出測量值。再改變量的數(shù)值反復實驗，繪制圖像。整堂課涉及多個學科，充分給予學生自我創(chuàng)造和發(fā)揮的空間。在此過程中，能夠培養(yǎng)學生綜合應用知識的能力，創(chuàng)新能力及實踐能力。

（三）協(xié)作性

人具有社會屬性，人的生活離不開群體，STEM 教育恰恰滿足了這個需求[5]。學生從被動的接收變?yōu)橹鲃犹骄浚軌蛎黠@提高學生的參與度和積極性。這種基于項目合作開展的教學活動，還能增進學生和教師間的交流，還有學生和學生之間的交流活動。例如，《功率》這節(jié)課的教學中，因為學生已經(jīng)有如“速度”“加速度”這類物理量的定義方法，教師可以引導學生利用類比的方法，利用比值定義法定義“功率”這個物理量。進而聯(lián)系之前學習的“功”的相關知識和數(shù)學方法推導功率的另一種表述方式。這樣，學生對公式的理解和掌握會更加清晰。

三、基于STEM 高中物理教學的優(yōu)勢

第一，物理學發(fā)展過程蘊含著豐富的科學方法，基于STEM 理念的高中物理教學有利于學生經(jīng)歷科學探究過程。從而使學生對獲得的新知識的印象更加深刻。同時，也有利于學生養(yǎng)成在今后的生活中自主解決問題的能力。第二，物理學的進步直接影響著工程技術的革命，緊密聯(lián)系生活，這種能夠與生活實際相結合的知識可以給學生親切感，學生親身實踐，會使學生有獲得新知識的成就感。第三，從知識到創(chuàng)新的多變性，給學生提供了無盡的想象空間和機會。學生在多樣化的學習環(huán)境中學習，無形中擴大了學生和教師的發(fā)揮空間，能夠培養(yǎng)學生思維的多樣性，提升學生科學素養(yǎng)。第四，基于STEM 理念的高中物理教學有利于提升學生的合作性。STEM 教育理念在強調(diào)多學科之間的協(xié)作學習，同時也強調(diào)了學生和學生之間，教師和學生之間的協(xié)同合作。基于STEM 理念的高中物理教學要求學生在學習的過程中分工合作，教師輔助，這樣的學習方式能夠激發(fā)學生的積極性和創(chuàng)造性，同時有利于學生進入社會后更好地融入社會。

四、開展STEM 教育存在的問題

第一，目前高中物理教學的指揮棒仍然是高考[6]，STEM 教育缺少教育主管部門的規(guī)范管理，教育評價機制有待完善。同時，教師對于學生學習的評價準確性也存在不足[7]，學生在學習過程中的隱形行為和收獲未得到重視甚至被忽視，很難做到對學生的評價足夠全面。第二，現(xiàn)在只是有教育情懷的教師在夾縫中摸索，課程也只是根據(jù)個人或少數(shù)人對STEM 教育理念的理解來開展和實施，有時因教師對理論的理解不足，或教師本身知識結構的局限性，出現(xiàn)課程整合流于形式，不能從課程整體效果出發(fā)，設計和實施教學。因此，課程的開發(fā)和實施還有很大的完善空間。第三，課時設置較少，很多學校僅僅將其作為校本課程實施，學生實踐、體驗、創(chuàng)新時間太少，活動不夠充分。第四，目前STEM 教育還只是錦上添花，STEM 教育理念應融入教師的日常教學中。

縱觀 STEM 教育理念在中國的發(fā)展現(xiàn)狀，雖然還存在諸多問題，但其是順應歷史潮流發(fā)展的產(chǎn)物，且與我國新課標的許多理念有相同或相似之處。因此，研究合適我國教育的STEM 課程設置和教學方式十分必要，并且具有很好的發(fā)展空間。