導(dǎo)語(yǔ)：STEM教育理念融入高中物理教學(xué)分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：stem教育理念是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的綜合教學(xué)理念，具有相互補(bǔ)充、互相支持和共同促進(jìn)的關(guān)系，能夠培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)素養(yǎng)，指導(dǎo)學(xué)生更好認(rèn)知知識(shí)和解答問題。高中物理教學(xué)中，教師可以根據(jù)STEM教育理念指導(dǎo)學(xué)生在深層理解下學(xué)習(xí)，深入學(xué)習(xí)物理知識(shí)、掌握各項(xiàng)物理解題和實(shí)驗(yàn)技能、理解技術(shù)設(shè)計(jì)與開發(fā)過程、運(yùn)用數(shù)學(xué)工具等，從而結(jié)合情境提出問題、運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究問題、小組合作解決問題，更好開展是什么、為什么、怎么做的探討。

關(guān)鍵詞：STEM教育理念；高中物理；提出問題；探究問題；解決問題

科學(xué)問題來源于人類生活和生產(chǎn)實(shí)踐，在觀察自然現(xiàn)象與其他現(xiàn)象中產(chǎn)生，并通過反復(fù)觀察、模擬實(shí)驗(yàn)、推導(dǎo)論證解決這些問題，形成各種科學(xué)定理，進(jìn)而為人類深入了解大自然、生產(chǎn)和生活服務(wù)。比如自然界和生產(chǎn)生活中蘊(yùn)含的科學(xué)問題有“雷雨天為什么會(huì)有閃電？”，比如“怎樣控制電服務(wù)于人類？”等，這些問題涉及到電能的控制和利用等，在科研和教學(xué)中結(jié)合這些問題展開探索，就涉及到科學(xué)與工程的聯(lián)系問題，下面內(nèi)容主要是結(jié)合高中物理教學(xué)進(jìn)行相關(guān)實(shí)踐分析。

一、創(chuàng)設(shè)生動(dòng)情境，提出相關(guān)問題

在高中物理教學(xué)中，教師基于STEM理念開展課堂教學(xué)，首先應(yīng)該根據(jù)相關(guān)物理知識(shí)內(nèi)容引入相關(guān)生產(chǎn)和生活的實(shí)際情境，與實(shí)際情境聯(lián)系起來，并運(yùn)用多媒體創(chuàng)設(shè)和展示生動(dòng)的情境，以此吸引學(xué)生的注意力，驅(qū)動(dòng)學(xué)生積極地參與課堂中，教師可以結(jié)合情境提出一些問題，從而引發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心與探究興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極地參與到問題探究、動(dòng)手操作和解決問題中，更好地解決問題[1]。例如，人教版高中物理選修3‐2中有“渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)”課程，主要教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生了解渦流的產(chǎn)生，知道渦流的有利之處和弊端，知道如何利用渦流，防止渦流的危害等。在主要的內(nèi)容教學(xué)完成之后，教師可以引入一段電磁爐使用的視頻，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到電磁爐在短時(shí)間內(nèi)將一些水和一些食物加熱，進(jìn)而提出問題：電磁爐運(yùn)用了什么原理？電磁爐的工作原理主要是什么？我們?nèi)绾文M這項(xiàng)原理的應(yīng)用？在提出問題之后，教師就可以引入學(xué)生以小組為單位，利用互聯(lián)網(wǎng)工具查閱相關(guān)資料，并在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)設(shè)和操作實(shí)驗(yàn)，探究這些問題。

二、指導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究相關(guān)原理

教師在利用多媒體工具創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的情境和提出探究性問題之后，可以指導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)備相關(guān)實(shí)驗(yàn)用的器材，搜索和整理相關(guān)的數(shù)據(jù)，運(yùn)用已學(xué)的物理知識(shí)和數(shù)學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，探究實(shí)際情境中的相關(guān)原理，在此過程中可以初步得出結(jié)論。教師應(yīng)該指導(dǎo)小組之間共同交流與探討，相互合作，并注意監(jiān)督和指導(dǎo)學(xué)生，以便讓每一名學(xué)生能夠親自參與其中，并保障物理實(shí)驗(yàn)操作的安全[2]。例如，在上述的問題中，教師可以指導(dǎo)學(xué)生重新復(fù)習(xí)電磁渦流的知識(shí)，并為學(xué)生提供可以拆卸的教學(xué)變壓器上線圈、硅鋼片疊加鐵芯、外形相同的鐵芯等器材，之后，教師可以讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)和操作實(shí)驗(yàn)，同時(shí)加強(qiáng)指導(dǎo)與監(jiān)督。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在教師的輔助下，根據(jù)此前搜集到的電磁爐原理資料，將線圈接到220V的交變電源上，線圈中接入塊狀鐵芯，并運(yùn)用絕緣物體或者溫度計(jì)檢測(cè)鐵芯發(fā)生的變化，5分鐘后會(huì)看到溫度計(jì)的明顯上升。之后，教師可以讓學(xué)生探究其中原因，可知在變化的磁場(chǎng)中金屬離子會(huì)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，形成感應(yīng)電流，鐵芯的磁通量變化，進(jìn)而形成閉合電路，在這個(gè)過程中會(huì)發(fā)熱，這種現(xiàn)象被稱作渦流。

三、探究相關(guān)結(jié)構(gòu)，得出實(shí)踐結(jié)論

在具體的實(shí)驗(yàn)操作中，會(huì)涉及到物理學(xué)習(xí)知識(shí)、工程學(xué)設(shè)計(jì)、技術(shù)操作和數(shù)學(xué)演算等，教師在指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的過程中，能夠有效實(shí)現(xiàn)多學(xué)科的整合，更好地體現(xiàn)STEM的教育理念[2]。學(xué)生在弄懂相關(guān)原理之后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生探究具體應(yīng)用的結(jié)構(gòu)，并根據(jù)原理得出實(shí)踐結(jié)論。在上述的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以基本弄懂電磁爐的工作原理，之后可以讓學(xué)生將塊狀鐵芯換成整塊的硅鋼片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，感知到溫度無(wú)明顯變化，可以繼續(xù)讓學(xué)生根據(jù)原理解釋。例如，學(xué)生通過探究電磁爐的基本構(gòu)造可知，其主要的結(jié)構(gòu)是控制器、高頻感應(yīng)線圈、高頻電力轉(zhuǎn)換相關(guān)裝置等。主要工作原理是：在高頻的感應(yīng)線圈通入交變電流后，感應(yīng)線圈會(huì)形成交變磁場(chǎng)，上面會(huì)放入鐵磁材料制作的鍋體，這樣可以讓感應(yīng)線圈形成的交變磁場(chǎng)通過鍋體本身產(chǎn)生渦流，進(jìn)而在鍋體上產(chǎn)生熱量，從而讓水和食物的熱量升高。根據(jù)這個(gè)結(jié)論，便可以解釋整塊的硅鋼片沒有明顯溫度變化的原因，主要是渦流被限制在較小的薄片中，導(dǎo)致形成較大回路電阻，渦流減弱，產(chǎn)生的熱量較少。同時(shí)也可以解釋為何電磁爐不能用非金屬材料。

綜上所述，本文主要探究和分析STEM教育理念融入高中物理教學(xué)中的實(shí)踐，在具體的物理課程教學(xué)中，教師可以根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容和相關(guān)教學(xué)目標(biāo)，引入豐富的教學(xué)素材，創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的實(shí)際情境，并結(jié)合情境提出問題，讓學(xué)生通過小組合作的方式進(jìn)行探究，通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究其中的原理，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)解決問題和得出實(shí)踐結(jié)論。在此過程中，學(xué)生需要用到物理知識(shí)、工程學(xué)原理、實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)和數(shù)學(xué)知識(shí)等，在無(wú)形中滲透了STEM教育理念。

參考文獻(xiàn)

[1]董莉.基于STEM教育理念的高中物理教學(xué)策略研究[D].四川師范大學(xué),2017.

[2]劉曉利,張軍朋.基于STEM教育的高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)——以"液壓傳動(dòng)"的教學(xué)為例[J].物理通報(bào),2019(02):73-77.

作者:劉逢春 單位:平遠(yuǎn)縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)