（沈陽市外國語學(xué)校，沈陽 110005）

我們正在經(jīng)歷著一個(gè)從電氣化時(shí)代過度到人工智能時(shí)代的時(shí)期，時(shí)代的變遷會(huì)伴隨著人的生活方式、思維方式和生產(chǎn)活動(dòng)等方面的變化。與此同時(shí)，時(shí)代對(duì)學(xué)生的知識(shí)和能力的要求也會(huì)有所變化。這就要求教師的教學(xué)也要跟隨時(shí)代步伐，與時(shí)俱進(jìn)。作為不可或缺的傳統(tǒng)學(xué)科，高中物理的教學(xué)活動(dòng)應(yīng)該怎樣創(chuàng)新，才能夠更加完美的迎接人工智能時(shí)代為我們帶來的挑戰(zhàn)？

一、STEAM教育簡介

STEAM教育是建立在STEM教育的基礎(chǔ)上，由美國弗吉尼亞理工大學(xué)的Yakman學(xué)者首次提出，STEAM教育是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）和藝術(shù)（Arts）五方面學(xué)科英文首字母的縮寫，是一項(xiàng)先進(jìn)的全球性的教育理念，旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握跨學(xué)科的系統(tǒng)性思維方式，并將其內(nèi)化成自身的解決綜合類問題的能力、創(chuàng)新能力及協(xié)作學(xué)習(xí)的能力。

STEAM教育理念提出之后并未得到足夠的重視，直至21世紀(jì)初，為加強(qiáng)人才儲(chǔ)備，確保科技和經(jīng)濟(jì)等方面的領(lǐng)先地位，美國及歐洲各國開始大規(guī)模研究并推行STEAM教育，并取得了一定的成果。綜合各國對(duì)STEAM教育的闡述，其具有以下幾方面的特征：第一，它是一種面向未來的教育；第二，它注重各學(xué)科領(lǐng)域的整合及重構(gòu)；第三，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

二、STEAM教育的特點(diǎn)

（一）STEAM的教育目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)

STEAM教育中體現(xiàn)出來的綜合素養(yǎng)包涵三個(gè)方面：一是教學(xué)內(nèi)容上的綜合；二是教育形式上的綜合；三是評(píng)價(jià)方式上的綜合。

從內(nèi)容上看，STEAM教育是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）和藝術(shù)（Arts），這五個(gè)領(lǐng)域的綜合。而且，這種綜合性不是簡單的拼湊和疊加，而是圍繞一個(gè)生活實(shí)際中的一個(gè)問題或者一個(gè)主題進(jìn)行教學(xué)，這種教學(xué)過程中需要多種科學(xué)技術(shù)作為支撐，在這種綜合的項(xiàng)目中進(jìn)行整合學(xué)習(xí)。在這樣一種環(huán)境下學(xué)習(xí)使學(xué)生提升STEAM綜合素養(yǎng)。例如在工程技術(shù)類課程的教學(xué)中，需要綜合數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)及藝術(shù)等多方面的知識(shí)及能力。

從形式上看，STEAM教育可以采用問題解決的教學(xué)方式，問題可以是生活中的實(shí)際問題；可以是某一項(xiàng)目中的問題；也可以是設(shè)想中的問題。也可以采用情境教學(xué)的方式。在這種復(fù)雜問題解決的過程中能夠培養(yǎng)學(xué)生多種能力，如思考和綜合解決問題的能力、探索學(xué)習(xí)的能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力等。

從評(píng)價(jià)方式上看，STEAM教育也在朝著綜合和系統(tǒng)的方向逐步邁進(jìn)。STEAM教育的評(píng)價(jià)體系要求能夠衡量學(xué)生對(duì)重要概念和規(guī)律的理解和應(yīng)用能力，同時(shí)還要衡量學(xué)生在未來生活和學(xué)習(xí)過程中解決綜合類問題的能力和創(chuàng)新能力。與此同時(shí)，STEAM教育還鼓勵(lì)學(xué)生參與PISA和TIMSS等國際評(píng)價(jià)。

從課程內(nèi)容上看，與分學(xué)科的課程不同，STEAM的課程設(shè)置也體現(xiàn)了綜合性。綜合各國STEAM課程設(shè)置的方式，大致分為以下兩類：一類是直接用STEAM課程取代傳統(tǒng)分科的課程體系，每一階段的課程以一個(gè)項(xiàng)目取代，在綜合解決項(xiàng)目中學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)、能力等。另一類是在分學(xué)科學(xué)習(xí)之后設(shè)置綜合類項(xiàng)目的STEAM課程，將其作為一種后設(shè)課程。

（二）STEAM教育的學(xué)習(xí)過程體現(xiàn)了探究性

STEAM課程設(shè)計(jì)是以具體問題、項(xiàng)目等為依托，將數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)等綜合應(yīng)用到問題或項(xiàng)目中去。因此，STEAM課程的學(xué)習(xí)過程就是探究問題和解決問題的過程。在STEAM教育中教學(xué)過程主要包含以下幾個(gè)方面：第一，發(fā)現(xiàn)問題。這里的問題可以是教師設(shè)定好的，也可以是學(xué)生實(shí)際遇到的。第二，提出假設(shè)并設(shè)計(jì)解決方案。很多問題的解決過程都不是一蹴而就的，這就需要在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生建立解決問題的實(shí)施方案，和推行方案中的一些基本假設(shè)。這一過程也是科學(xué)研究必不可少的。第三，科學(xué)證明或?qū)嵤┓桨?。在這個(gè)過程中，需要學(xué)生通過觀察、實(shí)驗(yàn)等方式收集證據(jù)，并通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)和嚴(yán)密的邏輯證明等方式對(duì)證據(jù)進(jìn)行整理、分析和證實(shí)。第四，得出結(jié)論或評(píng)價(jià)實(shí)施的方案。第五，反思過程并分享交流。

（三）STEAM教育的教學(xué)過程關(guān)注學(xué)生的自主性和互助性

美國總統(tǒng)科學(xué)技術(shù)顧問委員會(huì)（PCAST）對(duì)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查分析，結(jié)果顯示學(xué)生在STEAM 教育的成果體現(xiàn)出的性別差異源于興趣而非學(xué)生的天賦。后現(xiàn)代課程觀的代表人物之一的多爾也指出課程的設(shè)置要使每一個(gè)個(gè)體通過與其他人和環(huán)境的交流中形成自我感。而STEAM課程的設(shè)置能夠充分關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，并重視學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與度。同時(shí)，STEAM教育的課堂教學(xué)是一種師生、同學(xué)間的互動(dòng)合作學(xué)習(xí)的過程。在對(duì)一個(gè)問題或項(xiàng)目進(jìn)行研究學(xué)習(xí)的過程中學(xué)生可能會(huì)出現(xiàn)不同的分工，擔(dān)當(dāng)不同的角色，進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，在這個(gè)過程中共同學(xué)習(xí)、成長。

三、STEAM教育對(duì)高中物理教學(xué)的啟示

（一）高中物理教學(xué)需要適應(yīng)時(shí)代的需求

智能時(shí)代的到來為物理教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)，教學(xué)也應(yīng)適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。而STEAM教育不但為科學(xué)教育指明了改革的方向，并且提供了一些具體操作的模式。相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)模式基于項(xiàng)目或問題的課程設(shè)置和教學(xué)方式更能激發(fā)學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)興趣，也更能培養(yǎng)學(xué)生的各方面技能，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高。

（二）高中物理教學(xué)更應(yīng)注重學(xué)生主動(dòng)探究能力的培養(yǎng)

STEAM教育關(guān)注學(xué)生的興趣和創(chuàng)造能力，STEAM教學(xué)過程是一種探究式教學(xué)過程，二探究式教學(xué)也是科學(xué)研究的常規(guī)方式。因此，在高中物理教學(xué)過程中注重學(xué)生的主動(dòng)探究符合認(rèn)知規(guī)律。因此，在物理教學(xué)過程中，我們應(yīng)充分利用探究的教學(xué)方式，來激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。STEAM中的很多課程項(xiàng)目都可以應(yīng)用于高中物理教學(xué)過程，為教學(xué)提供更豐富的素材，完善我們的教學(xué)活動(dòng)。非常重視對(duì)學(xué)生好奇心的激發(fā)和創(chuàng)造力的培養(yǎng)。

（三）高中物理教學(xué)應(yīng)注重跨學(xué)科重構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力

為了提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，高中物理教學(xué)不能僅局限在物理知識(shí)和能力本身，而應(yīng)在物理學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行多學(xué)科的融合學(xué)習(xí)。而STEAM教育為我們的教學(xué)提供了很好的途徑，它的問題都是基于真實(shí)的情景和項(xiàng)目，需要學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和技能來完成。比如，調(diào)查生活區(qū)水污染情況這個(gè)項(xiàng)目，可能運(yùn)用到的知識(shí)有物理、化學(xué)、通用技術(shù)和生物等各種知識(shí)和技能。所以，在高中物理教學(xué)中，破除學(xué)科本位思想，建立跨學(xué)科重構(gòu)教學(xué)理念，更能提升學(xué)生解決生活實(shí)際問題和創(chuàng)造能力。

（四）高中物理學(xué)習(xí)過程應(yīng)關(guān)注師生的互動(dòng)合作

人作為社會(huì)活動(dòng)的主體，不可能脫離社會(huì)，因此教學(xué)活動(dòng)不應(yīng)該只是教師的單方向傳授和學(xué)生的單方向接受，而且進(jìn)入智能時(shí)代，學(xué)生獲取信息的渠道變得更加豐富和便捷。這也是學(xué)生自主和合作學(xué)習(xí)成為必要的前提。STEAM教育作為一種交互式學(xué)習(xí)，為我們提供了很好的案例。因此，高中物理課堂教學(xué)，我們應(yīng)關(guān)注學(xué)生的參與，盡可能為學(xué)生創(chuàng)造合作學(xué)習(xí)的環(huán)境，充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主觀能動(dòng)性。