王國宏

（甘肅省武威市民勤縣職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校，甘肅民勤 733399）

引 言

STEM 包括科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)，這幾個學(xué)科有著非常緊密的聯(lián)系，可將一些離散的知識點融合在一起。高中物理教材實驗中大多是求證類實驗，這就要求教師能將STEM 理念融入其中，結(jié)合自身教育經(jīng)驗和高中生的個人特點，秉承因材施教的原則，讓學(xué)生積極投入其中，從而促進物理教學(xué)工作的順利實施。

一、STEM理念下高中物理實驗校本化研究的目標和內(nèi)容

（一）研究目標

探索STEM ＋物理實驗校本化實施的過程中，盡量用合適的方法，讓物理課程更符合這個階段學(xué)生的認知規(guī)律，確保各層次的學(xué)生都能有所收獲。教師在教學(xué)過程中，應(yīng)該積極創(chuàng)新課程教學(xué)的內(nèi)容、形式，培養(yǎng)高中生的物理素養(yǎng)，為學(xué)生日后的探究性學(xué)習奠定堅實的基礎(chǔ)[1]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在STEM ＋課程環(huán)境下，找準關(guān)鍵點，轉(zhuǎn)變教師理念，優(yōu)化教學(xué)方法，將物理實驗作為提高學(xué)生實踐能力的手段，可推動素質(zhì)教育工作的順利實施。

（二）研究內(nèi)容

首先，課程實施。教師要構(gòu)建完善的校本實施體系，創(chuàng)建縱橫交錯的發(fā)展模式，讓各類創(chuàng)新型小組都能進行有效且深入的探討，根據(jù)STEM ＋實現(xiàn)物理實驗數(shù)字化管理，健全各項保障機制，這樣才能符合高中生的學(xué)習特性。其次，課堂教學(xué)。STEM ＋實驗校本課程具備跨學(xué)科的特點。傳統(tǒng)課堂教學(xué)只能給學(xué)生傳輸單一的知識點，將STEM 理念融入物理實驗，能夠?qū)⒍鄠€知識點巧妙地融合在一起，當學(xué)生動手實踐的時候，還能發(fā)現(xiàn)課本中沒有提及的理論結(jié)果，從而設(shè)計多種實驗方案。最后，學(xué)科研究。這就要求物理教師能深入探討，在物理小組交流的時候，逐漸打破傳統(tǒng)的思維模式，讓教師的教學(xué)更加符合新時代高中生的基本需求。

二、STEM理念下高中物理實驗校本化的實踐策略

（一）結(jié)合教材，實行探究式學(xué)習

STEM 是一種能培養(yǎng)學(xué)生主動參與習慣的教學(xué)理念，為了讓它真正深入課程，教師要秉承因材施教的原則，向?qū)W生提供一些實驗設(shè)備、資料等，然后將知識有效地組織在一起。例如，教學(xué)“平拋運動”的實驗時，它作為物理中比較難的知識點，學(xué)生在分解和處理的時候，往往會遇到一些思維障礙，而且教材上的實驗步驟比較復(fù)雜，在無法實際檢驗的情況下，實驗會存在一些誤差。為了讓學(xué)生能更直接地理解這些知識，教師可以結(jié)合STEM 理念，組織實驗活動，讓學(xué)生自主設(shè)計平拋運動演示儀。

在具體的實施過程中，應(yīng)該將其分為多個環(huán)節(jié)。第一，教師展示設(shè)計原型，在水平位置放一根水管，距離地面1.8m，橫截面積為2cm2，水流速度為2m/s，如果出口橫截面上水的速度相同，不計空氣阻力，試求出水流穩(wěn)定后，其中會堆積多少水？然后讓學(xué)生進行初步設(shè)計和制作，用橡皮管連接水源，噴出的水做平拋運動，水流的發(fā)散現(xiàn)象則非常明顯。第二，針對水流現(xiàn)象明顯的問題，需要進行一些改進，讓學(xué)生解決發(fā)散問題。這時候，部分學(xué)生可能會猜想：是否橡皮管太軟？于是就會借用粗細不同的塑料管，最終決定用筆管，出水效果較好，不會出現(xiàn)發(fā)散問題。第三，要求學(xué)生繪制草圖，演示整個過程，然后進行定量分析。為了強化整體演示效果，可以適當?shù)丶尤胍恍┘t墨水。第四，利用這種方法探究平拋運動是否為勻速，并計算出它的最大射程。這時候?qū)W生會利用一個量杯、秒表計，發(fā)現(xiàn)在相等時間內(nèi)流出水的體積是相等的，水管是做勻速運動。

（二）聯(lián)系生活，開發(fā)STEM 第二課堂

物理實驗教學(xué)中，教師要借助知識解決學(xué)生現(xiàn)實生活中的一些問題[2]，然后在實踐過程中達到教學(xué)的目的，培養(yǎng)出一群具有創(chuàng)造性的高中生。例如，在“齒輪轉(zhuǎn)動”的教學(xué)中，教師結(jié)合現(xiàn)實生活，首先可引入具體情境：乘坐出租車的時候，會按照行駛路程收費，利用里程表計算，這里面涵蓋的原理是什么？接著，按照教學(xué)目標對學(xué)生進行指導(dǎo)，讓學(xué)生制作有齒輪和無齒輪的音樂盒，對比兩者的運行效果，思考齒輪如何傳遞動力？然后，借助三維設(shè)計軟件將整個動態(tài)演示過程展現(xiàn)出來，仔細觀察轉(zhuǎn)速同大小的關(guān)系，結(jié)合圓周運動推導(dǎo)出公式。最后，解決齒輪傳動比的問題，引導(dǎo)學(xué)生將物理和數(shù)學(xué)知識聯(lián)系在一起，讓部分學(xué)生按照乘除法的思維進行推導(dǎo)，以小組為單位驗證。

此外，做好制作改進工作實際上也是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新意識的手段，最好以小組為單位，借助網(wǎng)絡(luò)資源了解傳感器的作用，在設(shè)計中將馬達和傳感器加入其中，轉(zhuǎn)動馬達的時候，就會產(chǎn)生一些動力，然后將這種動力傳遞給車輪。當學(xué)生設(shè)計了完善的方案以后，開始制作作品。由于設(shè)計和實踐中難免存在一些問題，這就要求師生協(xié)調(diào)配合進行修改，對作品在現(xiàn)實中的有效應(yīng)用進行驗證，若發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定就要及時改進，這樣才能呈現(xiàn)出一個完整的作品。

（三）構(gòu)建STEM 教育理念下的多元評價體系

基于STEM 理念的實驗評價體系，對高中物理教學(xué)有積極的作用。從當下我國高中物理教學(xué)的情況來看，教師最好結(jié)合多個參考量，對學(xué)生進行綜合性考查，如考試成績、成果展示、日常觀察、提問情況等。這些都是評判學(xué)生實踐與合作能力的依據(jù)。在評價體系中，也應(yīng)對教學(xué)內(nèi)容進行考查，盡量構(gòu)建多元且系統(tǒng)的評價標準，主動吸收國內(nèi)外優(yōu)秀的評價體系，然后結(jié)合自身教學(xué)特點進行完善。

開展物理實驗需要大量的時間，如若只是依賴課堂上短短的45 分鐘，這是不現(xiàn)實的，所以還需要進行一些課外活動，兼顧活動的有效性，對學(xué)生進行動態(tài)監(jiān)督，完成一些有意義的交流和總結(jié)。此外，當學(xué)生完成作品以后，教師要給予他們相應(yīng)的鼓勵，并將作品進行展示和分享，使學(xué)生的綜合水平得到一定的提高。

結(jié) 語

在高中物理實驗教學(xué)中，教師首先要將STEM 理念融入其中，始終將學(xué)生放在非常重要的位置上，向他們提供必要的實驗器材，然后采用小組合作、查閱資料和分析討論等方法完善實驗步驟，最后對學(xué)生的整個實驗過程進行綜合評價，這對高中生的成長具有積極的作用。此外，教師要借助一些輔助性教學(xué)設(shè)備，為學(xué)生構(gòu)建良好的學(xué)習氛圍，推動教學(xué)工作的順利實施。