基于STEAM教育理念下高中物理教學質量的提升策略研究

彭志國

（江西省景德鎮(zhèn)一中 江西景德鎮(zhèn) 333000）

物理學科不僅是我國高考的一項必考學科，在高中階段的教學之中也占據著關鍵地位，因此，高中階段的物理教師必須對此加以明確，然后積極探索能夠提升物理課堂教學質量提升的策略。當前，STEAM教育理念已經在我國的教育體系內部落實，這就要求高中物理學科的教學必須融合其他學科的內容，并且提升其實踐性，從而使高中生的學科綜合素養(yǎng)不斷提升。因此，要想基于STEAM教育理念提升高中物理教學質量，就必須從多個角度展開研究[1]。

一、STEAM教育理念相關內涵

STEAM教育理念最早誕生于美國，其誕生基礎為已有的STEM教學理念，在其誕生之后，迅速成為國際范圍內的教學熱點。STEAM屬于合成詞，其中包括了Science（科學）、Technology（技 術）、Engineering（工 程）、Arts（藝 術）、Mathematics（數學）五個要素。換而言之，STEAM教育理念就是科學、技術、工程、數學以及藝術五要素的集合。STEAM教育理念的本質為知識跨界、將創(chuàng)新作為驅動力、綜合化與強調實踐能力，在開展教學活動的過程中，更為務實且運用融合的教學方式[2-3]。

STEAM教育理念在應用于教學之中以后，重點強調各學科是一個有機整體，學科之間的聯系是不可分割的，人們必須運用融合的方式解析與分析各學科的知識，從而深化自身的認知。STEAM教育理念是對以往教育理念的有機創(chuàng)新，它對高中物理教師的教學活動提出了更多的要求，主要如下：教師必須關注知識之間存在的整體性以及關聯，在開展課堂教學的時候，運用創(chuàng)新的、科學的教學方式培養(yǎng)高中生物理學科相關的思維、意識以及品質，進而使高中生的學科綜合素養(yǎng)得到持續(xù)提高。

二、當前高中階段物理教學存在的問題

首先，部分物理教師忽視不同學科之間知識的關聯。STEAM教育理念認為，所有學科的知識構成了整體的知識，不同學科的知識之間存在內在聯系，但是部分物理教師在實際開展教學活動的時候，沒有重視這一內在關聯，甚至錯誤地認為，物理學科的教學只需要向學生們傳授物理知識、完成當前教學目標即可，其他學科的知識傳授應當由其他學科的教師完成[4]。

其次，部分物理教師忽視培養(yǎng)高中生的實踐能力。無論是STEAM教育理念還是我國的素質教育，都重點強調對學生實踐能力的培養(yǎng)，然而在我國高中內部，部分物理教師并沒有真正培養(yǎng)高中生的實踐能力，出現這一問題的原因有以下幾點：物理教師沒有及時轉變教學觀念，依舊機械地沿用以往的教學方式授課；STEAM教育理念對于部分物理教師而言較為陌生，無法短時間內靈活運用于教學之中；部分物理教師錯誤地認為，課堂內部的實踐會占用大量時間，為了保證教學進度，教師選擇壓縮實踐時間，將更多精力用于理論知識的傳授。

三、在高中物理教學之中運用STEAM教學理念的意義

1.能夠引導高中生產生創(chuàng)新意識

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創(chuàng)新，在實際教學活動之中鼓勵高中生大膽地創(chuàng)新和創(chuàng)造，用正確的態(tài)度面對失誤，打破以往物理教學之中存在的種種限制，大力培養(yǎng)高中生的創(chuàng)新意識，進而增長高中生的動手實踐能力。在高中階段的物理教學之中，有著十分豐富的教學內容，無論是外在的現象還是內在的本質，無論是物理學科的宏觀還是微觀，在融入STEAM教育理念之后，科學知識能夠精彩地呈現于高中生眼前，教師的教學范圍以及內容會得到極大拓展，進而引導高中生主動探索生活中的知識并且創(chuàng)新，培養(yǎng)創(chuàng)新精神的教學目標也能夠實現[5]。

2.能夠幫助高中生積攢實踐經驗

實踐能力是STEAM教育理念的核心，因此，高中物理教師應當在實際的教學活動之中引導高中生主動參與到動手實踐環(huán)節(jié)之中，進而與物理教學提出的要求達成一致。在物理教學之中，無論是觀察、測試還是測量等實踐活動，都能夠幫助高中生積攢有益的實踐經驗，而且高中生可以通過動手實踐逐漸發(fā)現問題，然后主動探究問題、尋找問題的答案，甚至可以針對物理知識開展創(chuàng)新活動，通過實踐明確生活之中的道理。

物理學科的知識絕大多數為理論知識，其知識點較為抽象且內容枯燥，如果高中生直接學習，必然會遇到一定困難，這也是傳統(tǒng)教學方式下，高中生的物理學習效率低、物理教師教學質量低的一個重要原因。但是在做到物理教學與實踐活動相結合之后，物理教師可以運用現代化的科技對教學方式以及內容進行創(chuàng)新，將原本抽象晦澀的知識點具象化，從而在幫助高中生高效學習物理學科的同時，提升自身的教學質量。

3.能夠提升高中生的人文素養(yǎng)

在高中階段設置物理學科的目的，不僅是幫助高中生更好地學習科學文化知識，還幫助初中生不斷地通過學習提升人文素養(yǎng)。無論是小組合作、多媒體還是動手實踐等教學方式，都能夠收獲良好的教學效果，在此之中，科學、技術、藝術等都可以融入實際教學活動。高中生要想完成物理教師設計的學習任務，就必須做到協同合作，不斷交流[6]。

STEAM教育理念則同樣要求學生們在學習的過程中達成合作關系，團結一致地通過集體的力量真正解決問題。由此可見，在高中階段的物理教學之中融入STEAM教育理念，能夠培養(yǎng)高中生的團結協作意識，從而使高中生的人文素養(yǎng)得到提升，做到在學習與生活中重視集體的作用，在集體當中集思廣益，最終找到能夠解決現實問題的路徑。

四、運用STEAM教育理念提升高中階段物理教學質量的策略

1.在教學設計中完成對STEAM教育理念的滲透

高中階段的物理教學應當與STEAM教育理念進行充分融合，然后物理教師在教學過程中積極主動地創(chuàng)新，進而為高中生提供更高質量的教學活動。在設計教學環(huán)節(jié)的時候，物理教師應當重點設計教學之中的問題，運用STEAM教育理念構建全新的物理課堂，將深度課堂這一教學理念作為核心，不斷完善自身的教學設計，使物理教學能夠不斷深入，幫助高中生提升綜合素質。高中物理教師必須通過創(chuàng)新設計教學環(huán)節(jié)對高中生進行引導，使高中生的知識面和能力得到拓展，同時立足于STEAM教育理念，讓理論知識與動手實踐完美結合。除此之外，物理教師應當明確高中生當前學習物理過程中存在的“短板”，然后幫助高中生培養(yǎng)良好的學習習慣[7]。

因此，高中階段的物理課堂教學必須摒棄以往的教學方式，消除理論知識傳授占據整個課堂的現象。當前，素質教育相關理念已經在我國的教育體系之中得到深化，各個教學階段也對STEAM教育理念產生認可，所以物理教師應當在設計教學環(huán)節(jié)的過程中考慮到其他學科的內容，以及技術、數學、藝術等層面的內容，培養(yǎng)高中生的物理意識，逐漸使高中生形成學科思維能力，進而做到引導高中生在學習和生活之中，運用物理觀念認知身邊的事物并探索世界。

2.通過問題導學獲得更豐富的教學內容

在以往開展物理教學的時候，高中階段的物理教師通常采取“滿堂灌”的教學策略，導致高中生居于十分被動的地位，而且長篇大論的理論灌輸會導致高中生逐漸喪失學習物理學科的積極性，甚至產生排斥物理學科的心理。而在運用STEAM教育理念之后，物理教學之中的師生地位出現轉換，物理教師更重視高中生的核心素養(yǎng)，在教學過程中對高中生進行良性引導，使高中生產生科學的思維以及學習態(tài)度，并且能夠做到自主學習[8]。

例如，在講授“動量守恒定律”這一知識點的教學過程中，物理教師必須在備課階段認真地閱讀教材內容，掌握其中應當傳授給高中生的知識內容。在這一過程中，物理教師應當進入互聯網尋找相關教學資源，查找與“動量守恒定律”相關的短視頻，然后將物理觀念、科學的思維態(tài)度以及探究能力、責任心等核心素養(yǎng)作為基礎，確定具體的教學目標。在進入課堂之后，物理教師不能急于“開門見山”，而是應當運用導入式教學方法，向所有高中生展示與動量守恒定律相關的例子，并且將視頻資料作為基礎，提出相對應的物理問題供學生們思考探究。

而在實際的教學過程中，物理教師可以將“兩個球之間的碰撞”作為例子，帶領高中生推導相關理論。“在水平面上有兩個球勻速運動，其質量和速度都是不相同的，而且兩個球都在朝著相同的方向運動，在經過一段時間之后，后面的球撞到了前面的球，所以兩個球的總動量是否發(fā)生了變化？”高中生會給出不同的答案，一部分認為發(fā)生變化，一部分則認為沒有發(fā)生變化。在這個時候，物理教師就需要帶領高中生做實驗，驗證真實的答案。物理教師向學生們播放該實驗的模擬動畫，然后引導所有學生利用公式進行推導，計算出兩個球相撞之后，二者的總動量是否發(fā)生變化。

在利用公式進行推導之后，學生們得到答案，兩個球在碰撞前后有著相等的總動量。學生們已經得出答案，物理教師就引導學生們總結所有的問題，然后從反方向進行分析和推倒，使學生們明確得到這一結果，必須具備的相關實驗條件：兩個球在碰撞的時候，不僅存在相互之間的作用力，還會承受重力以及支持力的作用，但是兩個球之間是彼此平衡的。兩個球在桌面上滾動產生的摩擦力可以忽略，因此兩個球沒有收到任何外力影響。相互作用的物體所組成的系統(tǒng)，如果沒有被外力所作用，或者其外力承受為零，那么系統(tǒng)的總動量就不會改變，這就是動量守恒定律。高中生通過探索問題、參與實踐，能夠獲得科學的結論，物理教學的質量也隨之而提升。

3.轉變教學目標使STEAM教學理念真正落實

在高中階段的物理教學之中，存在部分與電磁相關的知識，但是在傳統(tǒng)的物理教學之中，物理教師只關注對高中生理論知識的傳授，并沒有切實培養(yǎng)高中生的實踐能力，導致部分高中生無法掌握電磁相關的知識點。因此，物理教師應當將電磁部分的教學與STEAM教育理念相結合，對物理教學的流程進行創(chuàng)新，同時從多個角度找到不同的教學側重。在運用STEAM教育理念之后，高中生在科學、技術等層面的能力可以得到有效提升，進而提升實踐能力，并且能夠將所學知識與現實生活相聯系[9]。

例如，在單元教學“電磁感應與電磁波初步”的教學過程中，物理教師可以利用奧斯特實驗，讓高中生明確電與磁之間存在緊密的聯系，磁場可以通過電流獲得，而磁場在閉合回路之中產生的變化會形成電動勢，進而形成電流。導體切割磁感線也能夠產生電動勢，并且通過閉合回路使電流產生。與此同時，物理教師可以適當地進行教學延伸，為高中生講解現實生活之中運用的電磁感應現象。物理教師可以將磁懸浮列車作為教學案例，利用多媒體設備展示磁懸浮列車的構造，讓學生們明確磁懸浮列車運用了電磁感應原理，將超導線圈安裝在車底部，在車軌的兩側則安裝金屬鋁線圈，列車在行駛過程中，超導線圈會在通電之后形成強大的、能夠推動列車前進的磁場。

高中生在參與基礎實驗、通過實踐掌握相關知識之后，物理教師可以立足于STEAM教育理念相關要求，從不同的角度出發(fā)，為高中生設計學習目標：（1）高中生需要參與實驗儀器的組裝，并且處理實驗儀器產生的故障；（2）高中生需要主動探索電與磁之間的關系，利用電流大小實驗進行驗證；（3）高中生需要設計小型發(fā)電機并且試運行；（4）高中生需要了解發(fā)現電磁感應的科學故事；（5）高中生需要利用所學公式，對電磁感應相關的現象進行推導。

結語

綜上所述，高中階段的物理教學要想切實提升教學質量，就必須做到將實際教學與STEAM教育理念有機融合，物理教師則應當在課堂教學過程中，綜合性地開展教學指導活動，讓物理學科的知識與科學、藝術、數學等方面產生更緊密的聯系。不僅如此，物理教師應當通過STEAM教育理念，重點培養(yǎng)高中生的實踐能力，進而在幫助高中生深化學習物理的同時，不斷提升自身的教學質量。