黄芳荣
广东省信宜市第一中学
摘要：在教育发展与改革的过程中，各种创新性教育方式也在不断涌现，STEM教育就是先进教育方式中的一种。这种教育方式是结合数学科学、数学、工程的教学方法，这种教学方法的最终目的就是通过学生在某一特定项目的探索研究中提升能力，实现可持续的发展。应用在高中阶段物理学实验教学中，能够让教师在STEM这一教育理念的引导下，将学生作为课堂的主体，不断提升学生物理学习的能力，和质量。本文也是针对STEM教育视角下对高中物理设计的方向和途径展开研究，以寻找高中物理教学的有效途径，促进学生的全方面发展。
关键词：STEM教育理念、高中物理、物理教学
物理学科是以观察和实验为主的探索性学科。而物理实验又是物理教学的重要部分，物理实验的过程能够帮助学生掌握物理知识和实验技巧，通过这一动手过程提升学生的实践操作能力和树立问题的能力。在STEM教育理念的视角下，高中物理实验教学的目的正符合这一教育理念的要求，所以教师要在课堂教学中将STEM理念与物理实验教学相融合，提升物理实验的教学效果和学生物理学习的质量。
1结合STEM教育理念培养高中学生
1.1提升学生物理学习的兴趣
兴趣引导的学习是激励学生发展的源泉，让学生形成兴趣引导的物理学习同样可以提升学生的物理学习的积极性和主动性。而调查结果确显示，学生在课堂中，也的确是参与到课堂物理实验的过程中，上课对于教师讲授的内容也在仔细听，课后也及时完成作业和练习，但是学生学习的主观能动性，仅是局限在课本知识当中，对于物理教材之外的内容却没有兴趣去探究思考。所以，这种学习兴趣是片面的，并不是学生发自内心的对学科的兴趣。而STEM教育理念正好对这一现象指出明确的解决方向，教师可以根据这一理念培养学生对物理学科的兴趣，将课本的知识与物理知识点结合教学，课后针对教材内容进行拓展延伸，发现身边的物理现象，激发学生的探索精神，在探索中去发现物理现象的乐趣，从而提升学生在之后物理实验课堂的参与程度[1]。
1.2提高学生的实践操作能力
物理实验是组成高中物理教学的一个重要部分，也是培养学生操作能力的重要手段。但是传统物理教学中，学校和教师普遍会忽视物理实验的重要性，甚至直接直接省略掉物理实验的教学，仅通过网络视频展示或是教师在讲台快速完成，让学生在旁观看，却不能参与到实验过程当中，这样即使是在教师对理论知识讲解通透的情况下，学生依旧不能理解其结论的得出原理，只能依靠死记硬背来记住知识点，造成学生只会在应用和做题中机械的套用公式解决问题，但是一旦题型拓展发生变化，就不能够探索解决，以至于物理没有达到物理实验教学的目的。而STEM理念让教师提升对物理实验教学的重视程度，让学生有机会参与到物理实验过程当中，亲身体验操作的每一个步骤，在实验现象的观察当中，去感受物理学科和物理实验自身的学科魅力[2]。这也有利于学生在操作中去深化物理学科知识，在操作中去解答自己的知识疑问，加深对知识的理解和灵活运用，真正达到学以致用的目的。
1.3提高学生的自主探究意识
传统的物理实验课堂，通常都是教师在讲台激动讲授，学生随教师的授课思路走，但是说到有什么疑问和不理解的知识点，学生却什么也说不出，这可能是学生确实理解教师所要传达的，但是如果没有对知识内容产生任何疑问，更可能是学生没有深入的去思考知识点，对于物理知识只理解简单的表面概念，却不能灵活的运用。这也是因为学生缺少探究意识和自主思考能力所导致的。
但是课堂中也有少部分学生能够有针对性的提出自己的疑问，提升课堂的活跃程度，也能够在思考中晚上自身的物理学习能力。但大部分学生还停留在被动学习的状态，听懂教师的讲授，却不能完全理解，也不能根据学习情况提出疑问，这也会学生的物理学习效果产生影响。因此教师应该将物理的实验教学与STEM理念相融合，激发学生的学习兴趣，提升学生探究意识和解决问题能力[3]。
2STEM教育视角下高中物理实验设计的有效途径
2.1创设问题情境，导入物理实验
在STEM的教育视角下，教师可以将实验内容与学生的具体学习情况相结合来开展高中物理实验教学，可将生活中常见物品作为实验的道具，贴近学生的生活实际，并提出相关问题，让学生结合自身生活经验和物理知识，进行自主的探究学习[4]。这样才能够让学生对自身的知识体系进行整合，提升学习的质量。在“曲线运动条件”实验中，可选择小球、绳子、磁铁、斜槽等生活中常见的器材，教师进行实验操作演示，拴着绳的小球在桌面做运走运动，绳子的拉力改变小球速度的方向；从斜槽上滚下来的铁球会直线方向前进，在旁边放上磁铁后，会改变铁球运动方向。通过这两种实验现象，让学生在视觉上直观得去感受物体的变化的条件和影响因素。这两个实验操作虽简单，但是都能帮助学生将物理问题具体化，具有可操作性，因此也有利于帮助学生从表面到深入客观的理解知识。
2.2相关学科相融合，整合知识体系
在STEM教育视角下，教师可在创设物理实验教学情境后，引导学生对各种学科知识进行整合，给学生提供多角度的锻炼机会，让学生在情境实验的过程中对实验现象思考探究，形成物理问题引导下的知识结构整合，培养学生的核心素养[5]。在研究实验“抛物体运动条件和变化速度”时，教师在情景实验后，就可以根据STEM教育理念提出问题，“质点做运动，速度会发生变化吗？速度方向会变化吗？速率一定会发生变化吗？”这一系列提问可让学生将自身的知识结构结合整理，对实验现象进行重新的思考，再重新设计实验，探究质点的运动规律。
2.3围绕STEM理念，进行小组合作讨论
教师在开展高中物理实验，要改变传统实验教学的方法，提升学生物理实验的参与程度，活跃物理课堂气氛，在实验操作中培养学生的思维能力和实践能力。因此根据STEM教育理念，可从以下几步开始着手。实验器材准备阶段，在研究曲线运动试验中，教师可根据实验的目的，引导学生准备相关的实验器材。然后设计出实验的具体方案，分析实验步骤。教师可组织学生在小组间进行讨论研究，共同分析解决问题的方案，明确具体实验步骤，培养学生的合作意识。最后小组成员合作完成实验，教师可对小组人员进行分工，实验操作、实验观察、实验记录同步进行，合作完成。针对实验结果的现象和数据，小组人员进行友好讨论，各自发表意见，最后进行意见的整理，得出正确的实验结论。这一过程中，学生的探究精神和自主学习意识都得到相应的提升。
结束语：
STEM教育理念在引进我国的初期，在实践教学的应用中，虽取得一定成绩，但是在细节之处还是存在不足。教师要将STEM教育理念与实际的教学内容相结合，以培养学生的综合素质能力为核心，在物理教学方法上根据学生的差异化特点进行创新改进，形成符合我国家与发展的新型教育模式，实现我国教育的可持续化发展。
参考文献：
[1] 魏羽飞, 马开春. STEM在高中物理实验教学活动中的应用策略[J]. 当代人, 2018(14).
[2] 曾剑城. 基于STEM教育模式的高中物理教学设计[J]. 新课程（教师版）, 2019, 000(009):150.
[3] 吕丹丹. 基于STEM教育的高中物理实验课的教学设计及应用[D]. 河南师范大学.
[4] 朱立伟, 邓鹏, 丁娟. 基于STEM教育理念的“渗透作用”实验教学设计[J]. 中学生物学, 2018, 034(005):38-39.
[5] 陈沛. STEM与高中物理教学融合探究[J]. 学周刊, 2019(35).