基于STEM教育的高中物理教学设计

熊亚莉

【内容摘要】随着新课改进程的不断推进，STEM教育对高中物理教学的影响也越来越深入。所谓STEM实际上指的就是科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics）这四门学科，这种教育理念更加重视学科间的相互融合，以培养提升学生的创新和实践能力为主要目标。鉴于这种情况，本文首先对STEM教学的概念进行了简要分析，之后以“液压传动”为例展开了高中物理的STEM教育教学设计，希望通过本文的研究能够为STEM教育理念在高中物理教学中有效应用起到一定的指导借鉴作用。

【关键词】STEM教育 高中物理 教学设计 液压传动

STEM教育理念的有效应用为我国物理教育改革工作的顺利进行提供了新的依据，这种教育理念是在20世纪九十年代初期由美国国家科学基金会提出的一种概念。随着时代的发展和社会的进步，越来越多的教育从业者认识到STEM教育理念对物理知识教学的重要作用，应用STEM教育理念进行高中物理教学能够将学生的学习兴趣最大程度的激发出来，让他们更为积极主动的投入到物理知识学习中去，为学生的创新、实践以及思维能力的培养提供更有力的支持和保障。所以，本文以“液压传动”教学为例展开基于STEM教育的高中物理教学设计分析探究有着重要的现实意义。

一、STEM教育理念概述

所谓STEM教育理念本质上就是科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics）这四门学科的总称，这种教育理念强调的是四门学科的有机融合，能够让学生完成数学学科知识、工程、技术、科学与所学知识的充分融合学习，使他们利用所学知识解决实际问题的能力得到有效增强，从而使他们的表达交流能力、动手操作能力、科学探究能力、思维能力以及创新能力得到极大程度的提升，进而为学生的综合素质全面发展提供更有力的支持和保障。

二、基于STEM教育里面的“液压传动”教学设计探究

1.通过情境创设的方式进行课堂导入

在课堂导入环节，高中物理教师可以先利用多媒体播放如下一段视频：在炎炎夏日，一辆在马路上平稳行驶的汽车突然出现了爆胎的情况，这个时候司机拿出了一个工具，通过工具手柄的反复按压与提拉，很快的就把沉重的汽车顶了起来，完成了车胎的更换工作。这个时候教师就可以让学生猜测这一工具究竟是什么，并引导学生说出液压千斤顶的名字，然后对液压千斤顶的工作原理进行介绍，展开“液压传动”知识的教育教學，这种和学生日常生活完全匹配的真实情境可以将学生的学习兴趣与学习热情充分调动起来，让他们将所有的注意力都集中到课堂上，为接下来的“液压传动”知识教学打下一个更坚实的基础。

2.组织学生围绕问题展开合作实践探究

高中物理教师在知识教学的过程中，完全可以通过问题设计的方式让学生围绕相关问题展开合作实践探究，这样能够把学生的主观能动性充分调动起来，让他们更为积极主动的投入到知识学习问题探究中去，并通过这种方式使他们的实践探究能力得到有效增强。例如，教师在进行“液压传动”相关知识教学的时候，完全可以先通过简易液压传动装置的有效利用进行知识教学，让学生充分了解到液压传动的本质就是一种利用液体进行动力传递的方式，之后分别放置150g和300g的物体到大小活塞上，进行轻物体托起重物体的演示，然后设置“轻的物体为什么能够通过简易液压传动装置托起重物体”这一问题，引导学生展开合作实践探究，这样才可以将STEM的作用充分发挥出来，为学生的综合素质全面发展提供更有力的支持和保障。

3.通过组间交流展开观点的分享，实现研究视角的拓展

STEM教育的核心理念之一就是“整合”，所以，高中物理教师在应用STEM教育理念展开“液压传动”知识教学的时候，当学生完成上述问题的探究之后，引导他们展开组间观点的讨论和探索，以此来使学生的研究视野得到更大程度的拓展，让他们学习别人的问题探究解决方式以及思路，弥补自身存在的缺陷和不足，这样才可以使学生的创新实践探究能力得到进一步提升，为他们日后工作、学习、生活的顺利进行打下一个更坚实的基础。

4.做好评价反思工作，通过反思完成认知的深化

评价反思环节是师生之间进行经验交流、成果贡献的关键环节，其对师生的共同成长有着极大的促进作用。比如，在进行“液压传动”知识教学的过程中，教师完全可以让学生分组进行液压千斤顶模型的制作，在学生完成模型制作之后，引导各小组的学生进行自己制作的液压千斤顶模型展示，之后让他们从创意、外观、演示效果等角度入手展开组间评价以及自我评价。除此之外，教师应该对学生学习情况的整体评价，并对表现优秀的学生不吝表扬，同时给予表现相对较差的学生以鼓励，避免他们的学习自信息受到打击，为他们的综合素质全面发展夯实根基。

结束语

总而言之，目前STEM教育在我国高中物理教学中的应用依旧处于初期阶段，在这方面的应用经验还比较少，怎样将STEM教育的作用最大程度的发挥出来，已经成为了很多高中物理教学需要解决的关键性问题。所以，本文以“液压传动”为例展开STEM教育探究，希望可以为STEM在高中物理教学中的进一步应用及其作用发挥起到一定的指导借鉴作用，从而使学生的知识综合运用能力以及创新实践能力得到有效增强，为他们的综合素质全面发展提供更有力的支持和保障，进而为中华民族伟大复兴中国梦的实现培养出更多综合素质优秀的后备人才。

【参考文献】

[1]刘晓利，张军朋.基于STEM教育的高中物理教学设计——以“液压传动”的教学为例[J].物理通报，2019（2）：71-75.

[2]尹庆丰.基于STEM教育理念的高中物理教学实践研究——以“传感器的应用实验”为例[J].物理教师，2018，39（8）：24-26+31.

【本文为重庆市教育科学“十三五”规划2017年度重点课题“新高考背景下高中物理STEM教育的实践研究”（课题编号：2017-13-209.）】

（作者单位：重庆市长寿中学校）