滕云雪 張勇
【摘要】綜合實踐活動有內容豐富多彩、形式靈活多樣的特點。STEM是科學、技術、工程、數(shù)學的英文縮寫,是一種偏理工科的多學科交融的概念,STEM教育已經(jīng)發(fā)展為一種綜合的教學方法。利用STEM理念開展中學物理社會實踐,有利于培養(yǎng)學生多角度解決問題的能力,培養(yǎng)學生的高階思維。
【關鍵詞】綜合實踐活動;STEM教育;策略;途徑
科學、技術、工程和數(shù)學(STEM)是密切相關的知識領域。是一種理解相互關系和解決現(xiàn)實問題的方法。工程是將科學知識和數(shù)學計算應用于設計過程和解決技術問題。技術反過來促進科學和數(shù)學知識以及工程設計的進步。根據(jù)社會的發(fā)展要求,擁有足夠的STEM知識,和將這些知識資源進行整合并針對新出現(xiàn)的問題提出解決方案的能力是創(chuàng)新型社會的核心能力。一個國家STEM知識的創(chuàng)新能力決定了它在世界上的地位。因此,人們對綜合性STEM教育的興趣日益濃厚。
一、用STEM教育理念開展綜合實踐活動的必要性
物理實踐活動對于提高學生的科學素養(yǎng)和綜合能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力具有非常重要的作用。STEM教育理念最初旨在重視各自領域的教學水平,現(xiàn)如今強調學科融合,培養(yǎng)人的綜合科學素養(yǎng)。物理綜合實踐課程正是實現(xiàn)STEM教育理念的良好形式。綜合實踐活動可以充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新性與探究性,把STEM教育理念引入綜合實踐活動課程,在活動中關注生活中的工程問題和技術革新,感受多學科在生活中的應用,使理論知識更加貼近生活,這能培養(yǎng)學生的興趣和運用多學科解決問題的能力。
二、利用STEM教育理念開展物理綜合實踐活動的策略
(一)活動主題的選擇應貼近工程和技術問題
物理是揭示自然科學奧秘的學科。我們學物理知識,一方面是解釋生活中的科學現(xiàn)象,另一方面是運用知識改變生活。在實踐活動中通過對技術問題和工程設計的探究,參與到問題的解決當中去,體會理論知識轉化成實踐應用的成就感。把理論知識與社會需求結合,這需要創(chuàng)造力和團隊協(xié)作能力。例如,生活中的液位計有多種多樣,有翻板式液位計、雷達式液位計,其在生活中各有其獨特作用,通過對液位計的探究加深對理論知識的理解。
(二)活動過程中應充分發(fā)揮學生的自主探究能力
綜合實踐活動的精髓是能發(fā)揮學生的自主性,這是判斷綜合實踐活動開的好不好的評價因素之一。讓學生自己設計問卷做市場調查,自己設計實驗驗證假設,自己制作模型等,這些活動對于學生的發(fā)展受用終生。例如,來自塞浦路斯一所城市公立學校的學生,通過開發(fā)模型來重建受損的明尼阿波利斯大橋,學生計算了桁架,拱形,懸掛,斜拉橋四種橋的成本,在模型中考慮了橋梁類型,所用材料,橋面板的每表面單位成本,各種橋梁類型的美觀,橋梁設計工作量,施工難度,長度,安全性等,最后通過調查和討論得出了最佳設計方案。
(三)探究活動結果的展示應體現(xiàn)包容性
結果的展示形式可以包容并蓄,可以是過程講述形式,可以是結果呈現(xiàn)形式,也可以是作品展示形式。學校可以像召開產(chǎn)品發(fā)布會那樣為學生創(chuàng)造展示的機會;學生可以講述探究過程中遇到的困難,和自己解決困難的方法;學生也可以把自己制作的作品與大家交流分享。
三、STEM視域下物理實踐活動開展的途徑
(一)加強教師STEM領域內的培訓
各個學科在社會中的融合有復雜性、隱蔽性、深入性的特點,各個學科的知識在生活中的應用往往復雜地交織在一起,一個學科教師對其他科目并不了解。此外,教師在制定活動的主題時往往要考慮學生的知識結構、可操作性等一系列因素。這就需要對教師進行STEM領域內容的培訓,教師間應互相交流,交換好的項目。
(二)加強與設計單位和生產(chǎn)企業(yè)的長期合作
工程設計人員和生產(chǎn)員工是STEM領域的一線應用人員,他們對理論知識的應用和設計經(jīng)驗豐富。教育部門應提供途徑,把這些人員加入到物理的綜合實踐活動中來,讓他們發(fā)揮特長彌補物理教師工程知識缺乏的問題。通過學校與企事業(yè)單位的聯(lián)系,使學生在第一時間了解各領域的技術革新和實際應用,為學生的職業(yè)道路發(fā)展做良好的熏陶。例如,學??梢耘c城市周邊的企業(yè)例如汽車廠、水處理廠、發(fā)電廠等建立長期可靠的聯(lián)系,為社會實踐提供良好的平臺。
(三)各部門合力共同支持STEM理念的社會實踐
科技部門、教育部門、企業(yè)單位、社會團體要形成合力共同支持STEM社會實踐和資源的開發(fā),為學生提供實踐的場所、實驗材料和社會實踐的保障人員。各個地區(qū)應統(tǒng)籌社會資源,為學生的社會實踐創(chuàng)造條件,實現(xiàn)社會共同支持社會實踐的良好氛圍。鼓勵各地區(qū)開發(fā)具有本土色彩的社會實踐材料,形成可操作、可推廣的綜合實踐課程。
四、結語
利用STEM理念開展物理綜合實踐活動,有助于學生把理論知識應用于生活實際,加強學生對知識的理解,了解知識的廣泛應用,對課堂教學是一種豐富的擴展,有利于培養(yǎng)學生多角度思考問題的能力,形成學生的核心素養(yǎng)。
參考文獻:
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