基于STEAM教育理念下高中物理教学质量的提升策略研究

关蕾

摘 要：随着教育改革进程的推进，STEAM作为一种新型的跨学科教学理念受到人们的广泛关注。2016年国务院印发的《全民科学素质行动计划纲要实施方案（2016-2020年）》指出：教师应完善科技教育，增强学生的创新意识、学习能力和实践能力，强调中学数学、物理、化学、生物等学科之间的横向配合。由此可见，基于STEAM教学理念的物理创新教学活动能够有效激发学生的学习积极性，以融合科学、技术、工程、艺术、数学等方面知识的教学内容，帮助学生夯实物理基础知识，提高运用能力。

关键词：STEAM;高中物理;教学策略

物理是高中阶段的重要课程之一，是高考必考科目，这就需要教师认识到物理课程的重要性，着重提高教学质量。随着STEAM教育理念在教育体系当中的落实，新时期的高中物理教学有必要以融合多学科、实践性强的教学内容，指导学生快速提高物理综合素质，达到理想的学习效果。本文针对STEAM教育理念在高中物理教学当中的运用开展研究，为教学活动提供借鉴。

一、STEAM教育理念概述

STEAM是一个英文合成词，是由Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Arts（艺术）、Mathematics（数学）五个单词首字母所组成的，意指集合科学、技术、工程、艺术和数学五项内容的教学理念。总结STEAM教育理念，其实这一新颖的教学理念最为本质的特征就是强调知识跨界、创新驱动、实践化、综合化特点，以更为务实和融合的教学方法指导教学活动的开展。STEAM教学理论强调在学习过程中不能将学科进行分割，需要对学科知识以融合性的形式开展分析和解析，实现认识的深化。STEAM教学意在对教学理念进行创新，要求教师在今后的教学活动中更加注重知识的关联性和整体性，借助科学、新颖的教学手段，对学生的物理意识、物理思维和物理品质进行培养，实现学生综合素质的提升。

STEAM教育理念要求教师要基于学生对知识的认识，对学生的知识结构进行优化和完善，帮助学生实现新旧知识的良好过渡，将旧的知识进行整合和再研究，得出新的深层次的认识，从更高的层次对知识学习活动有一个全方位立体的认知。在确保国家传统课程正常运行的先决条件下，怎样才能进行稳定且高质量的STEAM教学，充分发挥师生的思维空间，不断开阔新的视野，提升自身创新能力，已成为教师的研究课题。由于STEAM教学区别于传统的教学方法，对于高中教师所开展的教学工作也提出了更高的要求，教师要具备较高的思想站位、宽阔的视野、较强的综合应用能力，才能帮助学生在创造、创新的道路上越走越远。

二、STEAM理念运用到高中物理教学的意义

（一）有助于培养学生的创新意识

STEAM教育活动要求教师要注重创新、创造教学，STEAM教育起源于创新文化和创新精神，将STEAM教育理念运用到教学活动当中的目的就是要鼓励学生大胆创新和创造，不怕学生出错，不为学生设置过多的条条框框，目的就是要在高中阶段培养出学生的创新意识，为将来的实践活动奠定良好的基础。高中物理教学内容十分丰富，从外在现象到内里本质，从宏观物理到微观物理，将STEAM教育理念运用到高中物理教学中，以宽广的教学范围和丰富的教学内容，呈现精彩纷呈的科学知识，这就有助于引导学生对身边的知识开展探索和创新，刺激大脑萌生新奇的想法，实现创新意识的培养。

（二）有助于提高学生实践能力

STEAM教育活动当中实践能力的培养需要引导学生开展一些实践动手活动，这与物理教学活动存在一致性。物理课程教学活动观察物体、测量测试等教学活动的开展，需要学生不断增强动手实践能力，实现学习能力的提升。学生在动手实践的过程中，可以一点一点地发现问题，并对问题进行探索探究，学生甚至会对一些知识进行创新，发现生活当中的大道理，促进创新意识的培养。理论知识本身较为枯燥，学生学习起来会有一些困难，学生传统课堂当中学习一些物理知识时难免会存在一些难度，将实践活动与物理教学结合起来，教师可以借助一些现代技术手段，以新颖的教学内容帮助学生更好地理解这些枯燥的理论知识，从而实现物理学习能力的提升。

（三）有助于培养学生的人文素养

高中物理课程开设的目的，一方面在于学生学习科学文化知识，另一个突出的目的是要帮助学生实现人文素养的提升。合作学习策略、多媒体手段、实践动手操作等多种教学活动都是十分有效的教学策略，科学、艺术、数学等都是恰当的教学内容。在这些丰富的教学手段和内容当中，需要学生进行合作交流和团结协作，这样才能完成教师所规定的学习任务。而STEAM教育活动的开展同样需要借助合作、团结等形式，引导学生以集体力量实现问题的解决。将STEAM教育融入高中物理教学当中，学生的合作学习意识得到提升，这就有助于培养学生的人文素养，今后在开展创新创造和科学探究的过程中，集思广益，寻求集体力量，解决现实问题。

三、基于STEAM教育理念的高中物理教学质量的提升策略

（一）渗透STEAM教育理念，完善教学设计

STEAM教育理念下，高中物理教学活动需要进行改变和创新，从而才能为学生提供更高质量的教学指导。教学设计的问题已经成为影响高中物理教学质量实现突破的一个重要因素，在构建STEAM课堂理念的引领下，教师要从完善教学设计做起，以科学完善的教学设计迎合深度课堂教学理念，指导高中物理教学工作走向深入，实现学生物理综合素质的提高。高中物理教师需要创新教学设计，引导学生不断拓展知识和能力，借助STEAM教学，开展理论与实践完美融合的教学活动，达到理想的教学目的。同时，教学设计要针对学生的学习弱点进行有针对性的完善，找到引导高中学生主动学习的方法。

STEAM教学模式下，物理教学活动必须放弃传统的过于重视理论知识的教学方式，随着素質教育理念在教育体系的深化发展，STEAM教学理念逐渐得到教学活动的认可，旨在以科学的教学过程和完善的教学辅导，在教学过程中融合科学、技术、工程、艺术、数学等多方面的内容，促进学生物理科学思维能力的提升和物理意识的培养，引导学生在今后的学习和生活当中以物理观念来认识世界，开展学习和生活。

（二）问题导学，丰富教学内容

传统物理教学活动以教师的课堂理论知识灌输为主，难免导致学生在长时间的学习之后产生一定的疲惫感，这就启示教师要注重对教学手段和教学内容的创新和丰富来实现更好地物理教学效果。在STEAM理念下，教师要思考从物理观念、科学探究、科学思维、科学态度与责任等核心素养主要方面设计教学内容和过程，引导学生探究知识，养成自主学习本领。

例如：教师在教授“动量守恒定律”这一节内容的时候，教师在上课之前要认真地阅读教材，充分掌握这一章节所要讲授的内容，做好备课工作。在这个过程中教师还要借助网络资源，查找一些与本节课相关的影视资料等，然后在当下的高考教育背景中，结合物理观念、科学探究、科学思维、科学态度与责任等核心素养主要方面去确定本节课的教学目标。在上课的时候，教师可以先利用多媒体给学生展示一些有关于动量守恒定律的实例，然后根据视频资料内容给学生设计相应的物理知识问题。

在教学过程中，教师可以两球的碰撞为例，进行理论推导。“设想水平面上两个匀速运动的球，质量，速度均不相同，两球朝着相同的方向运动，经过一段时间之后后边的球撞上了前面的球，那么两个球的总动量有没有发生改变呢？”这时学生有的回答改变了，有的回答没有改变，这就需要教师带着学生一起进行实验验证。教师要为学生提供多媒体资料，放映动画模拟过程，之后带着学生进行公式推导，计算相撞前后二者的总动量有没有发生改变。根据公式推导得知，二者碰撞前后的总动量是相等的。于是，教师带着学生对上述问题进行总结，反向推导分析，想要得出这一结果需要保证那些实验条件：两球碰撞时除了它们相互间的作用力外，还受到各自的重力和支持力的作用，但它们彼此平衡。桌面与两球间的滚动摩擦可以不计，所以说两球系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。相互作用的物体所组成的系统，如果不受外力作用，或它们所受外力之和为零，则系统的总动量保持不变，这个结论叫作动量守恒定律。经过问题提出和实验验证，得出科学结论，这就可以达到创新教学形式和内容的效果，扭转以往灌输教学活动的弊端。

（三）改变教学目标，落实STEAM教育理念

初中阶段的物理教学内容有一部分是電磁相关知识，这就奠定了学生进一步学习高中物理电与磁部分相关知识的基础。但是，由于传统物理教学活动侧重对学生理论知识的教授，没有突出实践能力，由此结合STEAM教育理念，创新物理教学活动，从科学、技术、工程等不同的角度开展教学工作，挖掘不一样的教学侧重点显得十分有必要。结合STEAM教育理念，从不同的角度锻炼学生的科学、艺术、工程等方面的能力，提高学生的实践素质。同时要让学生将电磁知识与生活联系起来，体会到物理知识与生活的密切联系。

通过奥斯特实验，学生得出了电和磁之间是存在联系的，电流可以产生磁场，变化的磁场在闭合回路中会产生电动势进而产生电流。导体切割磁感线也可以产生动生电动势，并在闭合回路中产生电流。之后教师可以结合学生的兴趣开展教学延伸，为学生讲解一些电磁感应现象应用的知识：磁悬浮列车运用的有磁极的异性相吸、同性相斥原理和电磁感应原理。磁悬浮列车在车底安装有超导线圈，而车轨的两侧分别装有铝制线圈。当列车行驶时，车上的超导线圈就会通电，从而产生非常强大的磁场。

在学生掌握这些基础知识，进行基础实验之后，结合STEAM教育理念，从不同的角度为学生制订学习目标：以探索电磁之间关系，探究电流大小的实验培养学生的科学素养，以组装实验仪器、处理故障的相关操作锻炼学生的技术能力，以设计小型发电机培养学生的工程素质，结合电磁感应发现过程和科学故事培养学生的人文艺术素养，以相关公式学习和原理推导锻炼学生的数学素质。

结束语

STEAM教育理念下的物理教学活动与以往的教学模式存在一定的差别，特别关注从不同的角度制订科学、艺术、数学等方面的教学指导内容。教师在物理教学活动当中要深入探究新颖的教学理念和思维，着重提高学生的实践素质，提高学生的物理学习能力。

参考文献

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[2]夏宝群.基于STEAM理念的高中物理课外活动的实践研究[D].伊犁师范大学.2020.

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