高中物理教学中渗透STEM教育的思考

陈麦玲

【摘 要】STEM教育思想强调学科的交叉融合，是物理教学实验改革的重点内容。教师在物理实验教学中应积极渗透STEM教育思想，提升学生对物理学科学科知识、科学源流、科学价值和科学应用的探索兴趣，建立学生对物理学科的核心素养。

【关键词】高中物理;STEM教育;教学方法

【中图分类号】G633.7  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2019）22-0164-01

STEM是英文“科学、技术、工程和数学”（Science，Technology，Engineering，and Mathematics）的简称。在新课改理念指导下，我国高中物理教材增设更多探究实验的内容，并且根据实验的特点分设有“演示”“实验”“做一做”模块，但缺乏训练学生基本探究技能的实验以及跨学科探索实验，学生基本知识的学习与基本探究技能的培养相互脱节，其内容编排没有涉及與物理知识相关的技术与工程知识，因此，有必要结合STEM教育，做好高中物理教学工作。

1   高中物理教学中渗透科学和数学思想

在高中物理教学中，很多物理实验和概念都可以渗透科学和数学思想，帮助学生提高对相关知识的理解和认知。数学方面，学生从高一入学开始，首先给学生普及物理中应用的数学知识教育，将正比例函数和图像、线性函数和图像及三角函数等相关初中学过的内容进行巩固复习并进行物理应用;其次在整个高中物理教学中一直渗透数学思想在物理、生活中的应用及其科学方法应用等。另外，教师在教学过程中可以从现有的物理实验中，解释相关的科学原理，提升学生对物理理论和概念的认知，如圆周运动，教师可以采用数学中的例题，如“一列质量100 t的火车，在倾角为30°，轨道半径为400 m弯道上行驶，如果铁轨不受侧向压力，火车速度应该是多少？最低速度多少可以保证通过轨道而不会发生侧翻，最高速度多少不会因速度过快而越出轨道？”教师要提供相关的数据给学生进行计算，帮助学生在计算的过程中加深对内容的理解，提升物理教学和规律与数学、科学知识方面的内容与联系性，培养学生对物理学习的

兴趣。

2   高中物理教学中渗透工程和技术教育思想

高中物理学并不是单独的一个学科，其物理内容和理论已经可以应用于工程和技术教学中。教师在教学过程中应注重学生的技术应用和工程设计的体验，如学校可以组织学科周的活动，让学生设计有生产生活实际意义的实验或电路，并做好实际应用的转化，笔者曾带领本校学生制作了电动风铃和有报警器的报警线路，让学生参与到具体的设计中，特别是有报警器的报警线路设计，学生的思路非常广泛，不仅是考虑并串联电路，还利用了电磁感应等多种原理，将高中物理电磁内容融入其中，起到了非常好的效果。

此外，教师还可以通过设计课题的方式，组织课题让学生进行研究，以“自制液体温度计”课题为例，教师应鼓励学生积极利用现有的实验器材和器具进行温度计的设计，同时考虑漏气、蒸发等问题，还需要考虑温度计的精准性，做好刻度的设计，这些都需要学生独立完成和集体思考，学生在设计过程中需要对物理知识灵活的运用，对温度计的原理，大气压强等进行测算，对物理实验理论进行分析和总结，教师在安排课题研究时应尽量采用分组教学的方式，利用集体的力量进行分析，让每一个小组成员都融入到具体教学内容中，提升学生对知识和工程设计参与的积极性。

3   高中物理教学应培养学生STEM思想

在高中物理教学中，学生对物理实验理解和物理知识的运用通常只停留在课堂上，对物理与生活的联系性没有足够的认知。因此，教师在教学过程中，应帮助学生了解物理知识与生活的联系，帮助学生建立物理的STEM思想，如最新手机中的拍照功能，已经可以实现连拍、广角、全景摄像等功能，部分照相机有了测量距离的功能，综合图片和距离的功能就可以随时测算出某一物体的移动速度，同时还可以建立物体运动的规律。此外，目前大部分手机已经支持了测步数的功能，教师可以以手机测算步数为例，让学生分析手机测算步数的原理，建立传感器、物联网等物理知识内容，提升学生对物理与生活的认知，帮助学生建立物理STEM思想。

STEM的思想符合当前教学改革的要求，是未来高中物理教学的主要方向。高中物理学科并不是单独的存在，而是与工程、技术、数学有着密切的联系，因此，有必要结合STEM思想内容，做好物理教学工作，提升学生对物理的认知和学习兴趣，建立学生物理学科核心素养。