鐘斌

【關(guān)鍵詞】STEAM教育理念;力學(xué);實驗教學(xué)

以往的高中物理授課方式中，教學(xué)限制在單科學(xué)習(xí)領(lǐng)域，無法適應(yīng)新時代背景下對復(fù)合型人才培養(yǎng)的要求.而STEAM 教育理念的出現(xiàn)，徹底打破了傳統(tǒng)人才培養(yǎng)過程中暴露出來的弊端和問題，拓展了物理力學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容，將其與科學(xué)、技術(shù)、藝術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科的知識進行整合，以更好地滿足社會發(fā)展需求.基于此，教師在優(yōu)化實驗教學(xué)時，應(yīng)立足于物理力學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合STEAM 教育理念，全面加強物理實驗校本課程的開發(fā).

1 STEAM 教育理念概述

1.1 STEAM 教育理念

STEAM的課堂教學(xué)思想，是一個整合理科（Science）、科技（Technology）、工程技術(shù)（Engineering）、美術(shù)（Art）、計算機數(shù)學(xué)（Mathematics）等五個課程的綜合型課堂教學(xué)，并沒有對知識點進行單純的疊加，而只是根據(jù)某個課題或任務(wù)，靈活地使用各學(xué)科知識處理實際中的現(xiàn)象.STEAM課堂教學(xué)是一個強調(diào)跨學(xué)科的實踐性教學(xué)，既是基于實際問題求解的探究性教學(xué)，又是基于創(chuàng)新思維的實踐性教學(xué).STEAM課程試圖使學(xué)習(xí)者以實際問題的求解為目標驅(qū)動，采用多學(xué)科知識和多領(lǐng)域思考方法，從具體的實際項目中創(chuàng)造性地求解具體問題.

1.2 STEAM 教育的特點

STEAM 教育是一種基于自然學(xué)習(xí)方式的功能性教學(xué)框架，能夠適用于不同的教師和學(xué)生.有針對性地培養(yǎng)學(xué)生對于知識掌握以及靈活運用能力，而不只是做“知識的搬運工”.STEAM 教育理念比較超前，主要具備了如下特點.

1.2.1 項目為導(dǎo)向

STEAM 教育強調(diào)以活動作為教學(xué)的單元，使學(xué)生通過完成活動去掌握理論知識，培養(yǎng)活動技能，這不但可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，還可以提高學(xué)生的組織協(xié)調(diào)技能和溝通技巧，令學(xué)生能在學(xué)習(xí)中培養(yǎng)動手能力，在動手實驗中掌握知識.

1.2.2 不同學(xué)科交織，具有較強的綜合性

STEAM 教育能夠?qū)⒍鄠€學(xué)科教學(xué)進行結(jié)合，各科任課教師都可以靈活運用各學(xué)科的基礎(chǔ)知識，使學(xué)生融會貫通，使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程更系統(tǒng)性，取得了觸類旁通的成效，從而大幅提高了學(xué)生的興趣，也擴大了學(xué)生的認知面.同時，借助STEAM 教育，能使學(xué)生將學(xué)習(xí)掌握到的學(xué)科知識與日常生活結(jié)合起來，切實達到學(xué)以致用的效果.

1.2.3 注重過程而非結(jié)果

應(yīng)試教育的現(xiàn)狀，是教師、學(xué)生、家長以及全社會的目光都只聚焦于學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果上，反而對學(xué)習(xí)的本質(zhì)有所忽視，不能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不能使學(xué)生懂得思考，無法學(xué)會反思，從而難以培養(yǎng)出學(xué)生認識問題和解決問題的能力.而STEAM 教育不同，它更強調(diào)教學(xué)進程，而不是教學(xué)成果，意在降低教師的課堂壓力和學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力.可以使學(xué)生真正地浸泡在課堂中，培養(yǎng)出學(xué)習(xí)興趣，從而得到掌握知識的滿足感.

1.2.4 接受學(xué)生錯誤，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力

STEAM 教育理念，實質(zhì)是一個接受學(xué)生錯誤的教育理念，敢于接受學(xué)生出現(xiàn)錯誤，并激勵學(xué)生敢于實踐，提出個人觀點，不人云亦云，能夠成為一個具備獨立思考能力的學(xué)習(xí)者，這和傳統(tǒng)教育中的只以標準答案作為標準有明顯的不同.并且，STEAM教育既能反映創(chuàng)新是科學(xué)生產(chǎn)的第一發(fā)展要素這一特點，又能有效調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)造性.

1.2.5 靈活性強，適用面廣

STEAM 教育雖然來源于中國，卻廣為世界教育家所接受，除了上述四個優(yōu)點，另外的優(yōu)點就是STEAM 教育理念可以應(yīng)用到所有國家和地區(qū).以中國為例，各個地方的教育工作者應(yīng)該根據(jù)自己的風(fēng)俗習(xí)慣和地域特點，不斷創(chuàng)新教學(xué)方法，發(fā)展適合本土化的創(chuàng)新型教學(xué)方法.

2 基于STEAM 教育理念的物理實驗現(xiàn)狀

物理實驗的教學(xué)價值十分重要，是連接知識與實踐的樞紐.新課程理念下教師要重視實驗的育人價值，開展各項實驗活動，然而還存在影響物理教學(xué)的一些因素：

第一，教師因素.教師是實驗教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵性因素.但是調(diào)查和研究中發(fā)現(xiàn)，教師在開展實驗教學(xué)時，由于對物理實驗新課程理念研究不夠深入、不夠全面，以至于物理力學(xué)實驗教育理念陳舊，物理力學(xué)實驗教學(xué)計劃設(shè)計不夠科學(xué)、選擇的實驗教學(xué)方法不夠靈活等.在這種情況下，教師在開展實驗教學(xué)時，僅是依據(jù)教材中的實驗內(nèi)容進行實驗講解，或者指導(dǎo)學(xué)生開展實驗操作.同時，教師僅是引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進行觀察，看其是否與前人的結(jié)論相符合.如此一來，高中物理力學(xué)實驗教學(xué)效果不盡如人意.

第二，學(xué)生因素.從考查與分析中看到，當前高中生受到傳統(tǒng)文化教學(xué)思路、教學(xué)方式的負面影響，大多處在被動吸收知識的階段.在這個前提下，學(xué)生對物理實驗的課堂參與程度比較低，難以積極主動地參與到物理實驗操作中，并在操作的過程中深化物理知識，發(fā)展自身的物理綜合能力和素養(yǎng).另外，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，但是在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，高中學(xué)生在具體的實驗學(xué)習(xí)中，基本上都是采用敷衍了事的態(tài)度進行，導(dǎo)致原本嚴謹?shù)奈锢韺嶒瀸W(xué)習(xí)逐漸演變成為完成標準答案.學(xué)生的這種實驗態(tài)度，也在很大程度上制約了物理實驗的學(xué)習(xí)效果.

3 基于STEAM 教育理念的高中物理力學(xué)實驗課教學(xué)研究

3.1 注重不同實驗體系之間的融會貫通

從高中物理各實驗課程的關(guān)系入手，借助STEAM 教育模式的超學(xué)科優(yōu)勢，合理地構(gòu)建各實驗系統(tǒng)與課程間的相互關(guān)系.眾所周知，當前的高中物理實驗系統(tǒng)較為分明，力學(xué)、光學(xué)、電子和磁的實驗分類較為清楚，教師在開展某一系統(tǒng)的研究中，都會使用該系統(tǒng)相應(yīng)的實驗設(shè)備與裝置，各實驗系統(tǒng)與相應(yīng)的儀器設(shè)備的聯(lián)系會完全停滯，不能進行各實驗系統(tǒng)的融會貫通.如果進行各實驗系統(tǒng)的聯(lián)合，物理實驗的教學(xué)效果將有比較明顯的變化.比如，教師可以優(yōu)化力的特點實驗設(shè)計，在實驗課堂中將重力、彈力、摩擦力以及電場力等聯(lián)合，讓學(xué)生在實驗過程中能充分感受不同類型的力所具有的不同特點.

3.2 重視物理實驗環(huán)境，積極營造情境式的實驗教學(xué)氛圍

當前的高中物理實驗，已具有了相對穩(wěn)定的、系統(tǒng)化的教育思維方式，即學(xué)生在課前預(yù)習(xí)實驗，課上聽老師講授實驗，課中進行實踐，課后進行研究，并開展以實踐為核心的科學(xué)實驗活動.這種按部就班的實驗方法忽視了物理實驗所提供的真正的實驗條件，與倡導(dǎo)以學(xué)生為中心的教學(xué)思想相悖，所以這樣的高中物理實驗常常使學(xué)生覺得實驗的難度很大、內(nèi)容枯燥無味，最后造成學(xué)生的實驗興趣不高.STEAM 課程更注重學(xué)生利用學(xué)習(xí)平臺所獲取的學(xué)習(xí)的概念，注重高中物理實驗所帶來的體驗情境，并建立場景式的實驗教學(xué)氛圍.

首先，教師改變了實驗教學(xué)的觀念，把教學(xué)重心從實驗轉(zhuǎn)移到了課堂，并設(shè)計制定以知識為核心的教學(xué)實驗計劃，努力營造積極良好的教學(xué)實驗環(huán)境，在充分考慮到學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)的情況下，利用微課堂、網(wǎng)絡(luò)教室和物理實驗資源庫等現(xiàn)代的信息技術(shù)工具和資源網(wǎng)絡(luò)進行教學(xué)支持，并由此來開展實驗教學(xué)，以調(diào)動學(xué)生的研究興趣.

按照實驗內(nèi)容，重新設(shè)計實驗教學(xué)環(huán)節(jié).將一節(jié)實驗課詳細區(qū)為多個環(huán)節(jié)，并處理好幾個實驗環(huán)節(jié)之間的邏輯聯(lián)系.例如，在金屬導(dǎo)線的電阻率測試時，書中的實驗預(yù)習(xí)可作為教學(xué)上的實驗預(yù)處理過程，在了解實驗設(shè)備的情況下，可以利用虛擬實驗室率先在電腦上進行電路的接線，這樣學(xué)生不但可以較迅速地了解電路的接線方法，并保護好實驗器材，而且節(jié)省了實驗費用，還可以較為迅速地判斷測試電路的電壓和電流所使用的特殊方法.

通過對實驗指導(dǎo)教材的精細設(shè)計，根據(jù)學(xué)生實踐背景，充分挖掘設(shè)備說明書與實踐指導(dǎo)書，以材料作為基礎(chǔ)，豐富學(xué)生想象力的同時，培養(yǎng)學(xué)生獨立實踐能力社會實踐素質(zhì).

通過引導(dǎo)學(xué)生的實驗課程跳躍性，在教師的闡述下確定實驗?zāi)康呐c具體內(nèi)容，并凝練本節(jié)實驗課程的基本知識點，把學(xué)生注意力拉回到實驗本身，同時教師還通過運用豐富的信息技術(shù)手段使實驗教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)具有動態(tài)化、互動化以及功能化等特點，從而便于學(xué)生直接提取、掌握目標知識內(nèi)容，在寓教于樂的實驗過程中實現(xiàn)知識的傳播與獲得.

3.3 采取問題驅(qū)動式的實驗方式

縱觀當下國內(nèi)外的STEAM 教育，不難看到其強調(diào)實際問題求解的創(chuàng)新模式以及學(xué)生自主探究的教學(xué)模式，盡管與以往的教學(xué)模式背道而馳，但在培養(yǎng)學(xué)生實踐活動技能的成效比以往教學(xué)模式更為突出.所以，在高中物理力學(xué)課程實驗教學(xué)中融入問題驅(qū)動式的教學(xué)方式，可以從一定意義上提高實驗課教學(xué)質(zhì)量.在問題驅(qū)動型的實驗教學(xué)中，教師需要充分掌握力學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容，明確實驗操作步驟中的重難點，以培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)有的知識基礎(chǔ)為平臺，創(chuàng)設(shè)具有學(xué)生生活反饋和任務(wù)挑戰(zhàn)的實踐問題，指導(dǎo)學(xué)生開展實踐思考，完成實踐作業(yè).

在整個問題驅(qū)動式教學(xué)實驗流程中，學(xué)生占據(jù)主導(dǎo)，而教師則是對教學(xué)實驗過程的幫助與指導(dǎo)者，以實驗?zāi)康臑橹行尿?qū)動內(nèi)核，利用最有限的時間指導(dǎo)與促使學(xué)生推動實驗研究的進度，因此教師要確定以解答中心的實驗問題為目標，讓學(xué)校組織學(xué)生乃至其他人根據(jù)課題，尋找解答的各種實驗方式.讓學(xué)生在問題驅(qū)動的過程中重復(fù)問題驅(qū)動過程，使實踐中的不確定現(xiàn)象逐漸浮出水面，從而一次性解決問題.例如，教師可在力與運動的關(guān)系實驗課的前一節(jié)課末時，提出“勻速直線運動、勻變速直線運動以及曲線運動的特點分別是什么”之類的問題.

4 結(jié)語

為實現(xiàn)高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)下的實驗教學(xué)目標，教師在開展和實施實驗教學(xué)活動中，要立足于學(xué)校物理力學(xué)實驗課程現(xiàn)狀，并根據(jù)學(xué)校STEAM 教育模式的特色，明確實驗校本課程研究的目標，從多種渠道開展和建設(shè)實驗校本課程，以進一步增強教師物理力學(xué)實驗教學(xué)的實效性，從而促進教師在物理實驗校本課程上得到成長，從而達到核心素養(yǎng)下的教師物理力學(xué)實驗課程目標.