STEAM趣味演示实验在高职物理教学中的实践探究

李茹 鲁明亮

摘  要：物理是一门以实验为基础的学科，高职物理的教材里含有许多演示实验和学生分组实验。基于STEAM的教学理念，高职物理学可以融入趣味演示实验，随着国家对职业教育和高素质应用型人才培养的重视，高职物理教学要在改革中不断研究新的教学策略。在高职物理课堂教学中引入STEAM趣味演示实验，对激发学生学习兴趣、开发学生多元智力和培养学生的创新思维都有着重要的作用。

关键词：STEAM趣味演示實验  高职物理  实践研究  教学

中图分类号：G64           文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）07（c）-0217-03

Abstract： Physics is a subject based on experiments. There are many demonstration experiments and group experiments in the teaching materials of higher vocational physics. Based on the teaching concept of steam， vocational physics can be integrated into interesting demonstration experiments. With the national emphasis on vocational education and the cultivation of high-quality application-oriented talents， vocational physics teaching should constantly study new teaching strategies in the reform. The introduction of steam interesting demonstration experiment in physics classroom teaching of higher vocational education plays an important role in stimulating students' interest in learning， developing students' multiple intelligence and cultivating students' innovative thinking.

Key Words： Steam interesting demonstration experiment; Higher vocational physics; Practical research; Teaching

1  背景

《国家职业教育改革实施方案》提出，职业教育是深化教育改革的重要突破口。高职学校是国家培养高素质应用型人才的重要阵地，必须在课程建设和改革中注入新理念。物理是高职学校课程设置中非常重要的一门公共基础课，是学生学习专业课程的基础。由于职业学校的学生在初中就普遍存在理科基础差的现象，而物理又是一门难度较高的学科，所以许多高职学生对物理学习存在缺乏学习兴趣和畏难心理等问题。这些问题导致学生对物理知识掌握不佳，不仅严重影响将来的专业课程的学习，更阻碍了学生专业核心素养和创新能力的培养，长此下去，势必成为国家的高素质技能人才的培养的不利因素。因此，高职物理教学应积极拓宽思路，不断深化教育改革，改进教学内容和手段，采用形式多样的教学策略，并在教学中注重对学生学习兴趣的培养，提高学生的学习效率，让学生掌握好物理基础知识。

物理是一门以实验为基础的学科，高职物理的教材里含有许多演示实验和学生分组实验。这些实验一般都有专门配套的实验器材，在实验室里进行，往往很难在课堂上简单快速地操作结束，趣味性也不太强。基于STEAM的教学理念，高职物理学可以融入趣味演示实验，构建STEAM模式的高职物理课堂，促进学生的全面发展，培养学生的创新能力。事实上，我们的日常生活中就存在着许许多多有趣的物理现象，教师可以利用手边简单常见的材料设计一些趣味物理实验，在课堂上讲授某个知识点时，给学生演示。这些趣味演示实验由于取材于生活、操作简单、现象却出人意料，往往令学生感到震撼，给学生留下极为深刻的印象，不仅可以极大激发高职学生学习物理的热情，更让学生加深物理知识的理解，开发学生的多元智力，培养学生的创新思维。本文以《光的折射》为例，在高职物理课堂引入STEAM趣味物理实验，并对教学片段进行实践研究，以期为高职物理教学提供一些新的思路。

2  《光的折射》教学片段展示

下面以《光的折射》这一节内容时的教学情景为例，展示STEAM趣味演示实验融入高职物理课堂的教学片断。在讲解光的折射定律和折射率的定义及公式等课本上的知识点之后，请学生配合完成一个物理魔术表演“完全透明的小玻璃杯”，也就是一个STEAM趣味物理演示实验。

教师：大家有没有看过关于“透明人”或者“隐形人”的电影？

学生（开始兴奋）：看过！

教师（示意大家安静）：大家思考一下，电影中的“透明人”我们看不见，但是玻璃是透明的，为什么我们却能看见它呢？

学生思考，有人想到答案：玻璃并不是完全透明的，还要反射一部分光。

教师：那么，如何才能像电影中的隐形人一样让玻璃也隐形呢？

在学生期待中，教师开始演示实验。在一个大的玻璃杯中放一个小玻璃杯，并请学生观察并确认小玻璃杯在大玻璃杯中。接着，教师往大玻璃杯中缓缓倒入无色透明的婴儿润肤油，学生们看到小玻璃杯一点点的消失在透明液体中，他们边看边惊呼：“小杯子不见了！”

教师：谁能揭秘这个魔术？

学生开始讨论，但无人能解释。

教师引导：我倒入的無色透明的液体是婴儿润肤油。请大家看看书上折射率的表格，看看油的折射率和玻璃的折射率各为多少，再开动脑筋思考。现在谁能揭秘呢？

某学生：光在两种折射率相同的介质中不发生折射。油的折射率是1.47，玻璃的折射率是1.50，这两种物质的折射率非常接近，所以光在这两种介质中几乎沿直线传播，也就是说光线从色拉油中几乎完全透过小玻璃杯，因此我们看不见小玻璃杯。

教师：解释得非常好！

3  STEAM趣味演示实验的实践研究

3.1 STEAM趣味演示实验激发学生学习兴趣

心理学研究表明，学习兴趣是学生学习知识的一项重要的非智力因素。高职物理教学在新课导入阶段就要重视对学生兴趣的激发。学生有了学习兴趣，才会有旺盛的求知欲，后面的教学才能顺利开展。教师往往会在新课导入就安排趣味实验，这一做法效果非常好。而接下来的教学过程中，如果能在讲授完本节课的知识点后，再设计一个趣味演示实验环节，让学生把刚学的物理知识应用进去，会让学生思维持续活跃和兴奋，不但维持了新课导入时候的兴趣，还能让学生产生解决具体实际问题的成就感。

在上面的教学片段里，教师在讲授完折射率之后，安排了“完全透明的小玻璃杯”的实验。这个实验与科幻电影相联系，现象出人意料，会让学生发出惊叹。学生通过观察思考，得出实验原理后，一定会对这部分的物理知识留下极为深刻的印象。可见，STEAM趣味演示实验可以很好地激发学生的学习兴趣，达到很好的教学效果。

3.2 STEAM趣味演示实验开发学生的多元智力

美国哈佛大学发展心理学家霍华德·加德纳（Dr.Howard Gardner）提出，人的智力结构中存在着八种相对独立的智力，即语言言语智力、数理逻辑智力、视觉空间智力、人际交流智力、身体动觉智力、音乐节奏智力、自然观察智力、自知自省智力[3]。高职学生虽然在学习成绩方面的表现常常不尽如人意，但是根据多元智力理论，高职物理教师可以因材施教，利用STEAM趣味演示实验开发学生的多元智力，提高学生的综合能力和核心素养。

在实验之前关于“透明人”的提问，可以极大地激发学生的好奇心和学习兴趣，使学生在演示实验的过程中积极对实验现象进行辨别和记忆，发展了他们视觉空间智力;学生在求知欲的引导下仔细观察实验现象，看到出人意料的现象后努力思考其背后的物理原理，发展了自然观察智力;在探索实验原理的整个过程中，学生们通过观察实验现象并解决老师提出的问题，在科学的基础上进行了逻辑推理，培养了数理逻辑智力。另外，这种趣味性很强、材料简单的STEAM趣味演示实验非常适合学生课后自己动手尝试这类小实验，从而锻炼了学生的身体动觉智力。

3.3 STEAM趣味演示实验培养学生创新思维

STEAM趣味演示物理实验是根据现实生活中的现象提炼设计出来的。高职物理课堂上的趣味物理演示实验可以只是“抛砖引玉”。即使是一些简单趣味实验也需要认真地思考，启发学生创新。在课堂上的STEAM趣味演示实验的基础上教师可以引导学生不断进行实验反思，认识到物理就在身边，积极发现，勇于创新，增强物理的应用意识。教师可以鼓励学生根据学过的物理知识思考日常物理生活中的物理现象，利用生活中的常见的材料挖掘和设计趣味物理实验，培养学生的创新思维、创新意识和创新能力，促进学生全面发展。

在这节光的折射和折射率的物理课之后，学生根据老师的趣味演示实验“完全透明的小玻璃杯”的实验原理，在生活中寻找折射率非常接近的材料来设计类似的实验。比如，有学生利用塑料尺和食用油，将塑料尺放入食用油中，塑料尺也“不见了”，只能看到刻度;有学生利用保鲜袋和水，将保鲜袋上画上漂亮的图案，放入水中，漂亮的图案就“悬浮”在水中，美轮美奂……通过高职物理课堂上STEAM趣味演示实验的启发，学生们的学习积极性提高了，思路拓宽了，有了各种各样的创新想法，全面提高了他们的创新思维和综合能力。

4  结语

高职物理课程是高职学校工科类专业普遍开设的一门公共基础课。该课程面对学生人数众多，教学内容丰富，是学生将来的专业学习基础，其重要性不言而喻。充分利用好STEAM趣味物理演示实验，让学生的学习兴趣、多元智力和创新思维在高职物理课堂上得到开发和发展，不仅是职业教育的教学要求，更是国家和社会对高素质应用型技能人才的需要。

参考文献

[1] 李鸿，吴梅青.医学高职高专物理课程建设和人才培养协调发展机制研究[J].卫生职业教育，2020，38（6）：12-14.

[2] 姜龙.论五年制高职物理直观对比教学[J].智库时代，2019（44）：211，223.

[3] （美）霍华德·加德纳.多元智能[M].沈致隆，译.北京：新华出版社，1999.

[4] 浦立孟.高职院校物理实验教学的现状及改进策略[J].科教文汇，2019（8）：62-63.

[5] 史秀丽.浅析高职物理实验微课的设计与制作[J].科技资讯，2016，14（27）：105-106.

[6] 周启林.基于职业核心能力培养的高职物理教学研究[J].科技资讯，2019，17（24）：151-152.

[7] 李仲平.开放式教学方法在高职物理教学中的应用分析[J].延边教育学院学报，2020，34（1）：54-56.