王小風(fēng) 劉景世 高珊珊

【摘 要】在提倡科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的時(shí)代背景下，培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)的創(chuàng)新人才已成為我國教育重要的內(nèi)容，而STEM教育是提升綜合國力的有效手段。本文對我國的STEM教育現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，進(jìn)而對基于STEM教育理念的中學(xué)物理教學(xué)應(yīng)用模式進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵詞】STEM教育;中學(xué)物理教學(xué);應(yīng)用模式

教育創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)綜合國力提升的重要方式。隨著當(dāng)前教育的改革，STEM教育也在如火如荼地進(jìn)行著各種探索與嘗試。本文根據(jù)STEM教育的現(xiàn)狀，論述了實(shí)施STEM教育的必要性、困境與對策，并就中學(xué)物理教學(xué)進(jìn)行“STEM化”的應(yīng)用進(jìn)行了研究，以期能對中學(xué)物理教學(xué)工作起指導(dǎo)作用。

1? ?STEM教育概述

STEM教育融合了科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四門學(xué)科知識(shí)，是指聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活，借助現(xiàn)代信息技術(shù)，經(jīng)過團(tuán)隊(duì)協(xié)作，解決實(shí)際問題，達(dá)到培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神和實(shí)踐創(chuàng)新能力的目的[1]。STEM教育作為跨學(xué)科融合的綜合性教育，對于培養(yǎng)新型人才具有重要意義，其教育思想符合當(dāng)前我國中學(xué)物理教學(xué)的要求。STEM教育理念對中學(xué)生及教師均提出了更高的要求，所以研究如何將STEM教育與中學(xué)物理教學(xué)相融合顯得尤為重要。

2? ?實(shí)施STEM教育的必要性

首先，實(shí)施STEM教育是社會(huì)發(fā)展的必然要求。綜合國力的競爭實(shí)質(zhì)是科技創(chuàng)新的競爭，而實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新突破的手段之一是教育，而STEM教育理念符合當(dāng)下我國發(fā)展的要求[2]。其次，傳統(tǒng)分科式教學(xué)的弊端促進(jìn)了STEM教育的發(fā)展。分科式教學(xué)分化了知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，孤立了學(xué)科間的關(guān)聯(lián)，割裂了教育與生活的聯(lián)系，而STEM教育能很好地避免此類問題的產(chǎn)生。最后，STEM教育可以提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。現(xiàn)行教育體制下，評(píng)價(jià)學(xué)生是否優(yōu)秀的標(biāo)準(zhǔn)主要是考試成績，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，喪失了主觀能動(dòng)性。STEM教育則注重過程，強(qiáng)調(diào)參與度，能讓學(xué)生更愿意主動(dòng)接觸新事物、嘗試新想法，并在實(shí)踐中進(jìn)行學(xué)習(xí)。

3? ?實(shí)施STEM教育的困境與對策

首先，STEM教育理念未能深入人心。長期以來，許多人有著“學(xué)好數(shù)理化走遍天下都不怕”的觀念，嚴(yán)重阻礙了STEM教育的推進(jìn)。要改變這種觀念，教育部門應(yīng)建立STEM教育宣傳網(wǎng)站，或在熱門的社交平臺(tái)適當(dāng)植入宣傳廣告;在學(xué)校圖書館、教室等的學(xué)習(xí)園地專欄展示STEM教學(xué)案例;設(shè)置STEM分管部門，定期開展教育教學(xué)問卷調(diào)查，改進(jìn)STEM教學(xué)方法。其次，STEM教育缺乏一套完整的理論體系及實(shí)踐模式。有的學(xué)校把STEM教育課程教材編寫作為工作重點(diǎn)，這儼然成為學(xué)校一種預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)，與STEM教育理念大相徑庭。學(xué)校應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)、全面落實(shí)STEM教育工作，基于STEM教育理念，結(jié)合學(xué)校和社會(huì)發(fā)展的特點(diǎn)，開發(fā)STEM課程及校本教材;同時(shí)還要進(jìn)行校企聯(lián)合，邀請一些專家學(xué)者定期開展講座，并讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)地操作。最后，STEM師資力量匱乏。我國的STEM教育起步較晚，相關(guān)教師的數(shù)量及專業(yè)能力不足，有的學(xué)校由物理或化學(xué)等教師教授STEM課程，違背了STEM教育的初衷。學(xué)校應(yīng)該組織具有STEM教育背景的教師進(jìn)行深度合作及針對性的培訓(xùn)，從而加快STEM教育的發(fā)展;教育部門應(yīng)該支持高等院校開設(shè)STEM教育專業(yè)，為STEM教育提供專業(yè)的師資儲(chǔ)備。

4? ?基于STEM教育的中學(xué)物理教學(xué)應(yīng)用模式

根據(jù)STEM教育理念的特點(diǎn)，本研究設(shè)計(jì)了一個(gè)STEM教育的中學(xué)物理教學(xué)應(yīng)用模式，如圖1所示，具體包括教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)項(xiàng)目、教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)評(píng)價(jià)五個(gè)循環(huán)過程。

4.1? 教學(xué)目標(biāo)

在信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，中學(xué)物理的STEM教育要立足于新課改的要求，全面落實(shí)STEM教育理念，使學(xué)生能夠從現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)現(xiàn)物理問題，并結(jié)合相關(guān)信息技術(shù)手段，綜合運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí)，自主參與設(shè)計(jì)，協(xié)作完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究;要讓學(xué)生體驗(yàn)物理學(xué)習(xí)的樂趣，掌握物理原理及科學(xué)探究的一般方法與過程，激發(fā)自身的創(chuàng)新潛能。

4.2? 教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是整個(gè)STEM教育的關(guān)鍵一環(huán)，承接著教學(xué)目標(biāo)，決定著教學(xué)項(xiàng)目的執(zhí)行、教學(xué)活動(dòng)的組織和教學(xué)評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。STEM教學(xué)內(nèi)容源于生活并服務(wù)于生活，可以工程設(shè)計(jì)為主線，設(shè)計(jì)融科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí)的實(shí)際問題，讓學(xué)生主動(dòng)思考，利用跨學(xué)科知識(shí)，與同伴協(xié)同解決問題。

在教學(xué)目標(biāo)的指引下，學(xué)生的興趣和認(rèn)知水平都是影響教學(xué)內(nèi)容選取的重要因素。物理教學(xué)內(nèi)容更多是生活中常見的物理現(xiàn)象，都是基礎(chǔ)知識(shí)的延伸和深化，但還是以物理知識(shí)為主。與傳統(tǒng)的物理教學(xué)相比，STEM教育更加注重學(xué)生的學(xué)習(xí)樂趣與學(xué)習(xí)過程，教學(xué)內(nèi)容更具真實(shí)性、綜合性和靈活性，更注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

4.3? 教學(xué)項(xiàng)目

教學(xué)內(nèi)容確定好之后，就要將其付諸實(shí)際行動(dòng)，轉(zhuǎn)化為可以實(shí)際操作的STEM教學(xué)項(xiàng)目，也就是把教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生活中真實(shí)的、有趣的STEM實(shí)踐項(xiàng)目，即具體的物理教學(xué)任務(wù)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)物理教學(xué)項(xiàng)目需以實(shí)際問題為出發(fā)點(diǎn)、以學(xué)生為基礎(chǔ)，要讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行協(xié)作、探究，通過動(dòng)手操作、逐項(xiàng)逐步地解決實(shí)際問題。

4.4? 教學(xué)活動(dòng)

教學(xué)活動(dòng)是體現(xiàn)STEM教育理念實(shí)踐性的重要一環(huán)。要強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體以及學(xué)習(xí)的過程性和結(jié)果的開放性，要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)項(xiàng)目等精心設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中掌握物理知識(shí)，在探索過程中培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。中學(xué)物理是一門貼近生活的學(xué)科，其學(xué)習(xí)以實(shí)驗(yàn)為主，知識(shí)邏輯及結(jié)構(gòu)體系簡潔明了。設(shè)計(jì)STEM教學(xué)活動(dòng)時(shí)，還需要把握物理學(xué)科的特點(diǎn)和知識(shí)層次間的關(guān)系。

4.5? 教學(xué)評(píng)價(jià)

STEM教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)該以STEM物理教學(xué)的實(shí)踐過程評(píng)價(jià)為主、教學(xué)結(jié)果評(píng)價(jià)為輔，并采用多樣化的評(píng)價(jià)方式。可以請不同的專業(yè)人士針對STEM物理教學(xué)過程的不同階段進(jìn)行評(píng)價(jià)，主要是對學(xué)生的知識(shí)水平、實(shí)踐操作能力、創(chuàng)新能力等進(jìn)行真實(shí)客觀的評(píng)價(jià)。

當(dāng)前我國對STEM教育理論的研究與實(shí)踐仍不足，開展STEM教育還存在許多挑戰(zhàn)，為順利推進(jìn)教育體制的深化改革，必須要借鑒國外先進(jìn)的STEM教育經(jīng)驗(yàn)，積極探索符合本國的STEM教育之路，進(jìn)一步研究和完善STEM教育實(shí)施體系。

【參考文獻(xiàn)】

[1]秦瑾若，傅鋼善.STEM教育：基于真實(shí)問題情景的跨學(xué)科式教育[J].中國電化教育，2017（4）.

[2]余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學(xué)科整合模式[J].開放教育研究，2015（4）.

【作者簡介】

王小風(fēng)（1991～），女，陜西西安人，寶雞文理學(xué)院學(xué)科教學(xué)（物理）2019級(jí)在讀研究生，研究方向：中學(xué)物理教學(xué)。

【通訊作者】

劉景世（1971～），男，陜西楊凌人，教授，碩士。研究方向：物理教學(xué)論研究。

高珊珊（1989～），女，陜西寶雞人，寶雞文理學(xué)院學(xué)科教學(xué)（物理）2019級(jí)在讀研究生。研究方向：中學(xué)物理教學(xué)。