物理学科项目教学显化STEAM教育的策略与途径

张超

[摘           要]  STEAM教学模式可以最大限度地提高学生的学习效率，因为这种教学模式不但能帮助学生便捷地掌握相对应学科的基础知识点，挖掘学生的创新能力，更重要的是能够提升学生的实践动手能力。以“书房电路项目”为例，探索中职师范类院校物理学科项目教学显化STEAM教育的实施与建议，以便研究在STEAM理念的指导下合理采用项目教学法开展中职师范类物理教学。

[关    键   词]  STEAM教育;物理学科;书房电路

[中图分类号]  G712                 [文献标志码]  A            [文章编号]  2096-0603（2021）25-0118-02

一、STEAM教育模式的理念

STEAM教育由美国学者提出，包含科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）及数学（Mathemat-ics）含义，STEAM也是这些单词首字母的组合，主要是为了促进学生在以上五方面的协调发展，提升中职师范类院校学生的综合文化素养，进而提升其市场竞争力。

长期以来，我们都习惯于分学科学习，把物理学习限定在物理学范围，学习过程也是围绕物理某个问题展开。而STEAM教育模式改变了分学科学习的教育模式，注重培养综合型人才，它提供一种新的学习方式，在解决实际问题中可以综合应用所学习的各科知识点，不再给问题划界，积极组织知识并打通不同学科知识间的分界壁垒[1]。

二、STEAM教育理念下物理教学项目的发展策略

结合STEAM教育理念，开展中等职业师范学校物理课程教学项目的二次研发，将物理知识与信息技术、电气工程、数学、艺术有效结合，形成适合STEAM教育的模式，为以后的中职高师物理教学提供了方便。同时，在项目开发的可行性方面，教师应根据学生的实际学习情况，强调多学科的融合，确保项目的实施。同时，教师在设计课题时要注意培养学生运用数学、物理和信息技术知识解决问题的能力，鼓励学生对各学科有更深入的了解。为了有效地开展项目教学，实施的项目必须体现基础性、综合性、应用性和创新性。本文以“恒定电流”机组评审为例，探讨该项目的发展策略。

（一）结合学生的学习现状，选择项目涉及的知识点

项目开发主要是为了培养学生的实践能力、创新思维以及综合职业文化素养。故在设计教学项目时，要充分了解学生的学习水平，预测通过教学，学生所能获得的效果。适当选择一些具有一定难度的问题，方便调动学生的物理学习积极性，让学生在各个方面的能力都得以提升。为了使项目教学顺利开展而准确选取所涉及的知识和技能，本文在进行“恒定电流”项目教学前，对学生进行了如下分析。

1.知识：学生学习了电力和功率、欧姆定律、闭路、串联和并联、电阻定律。

2.操作技能：学生已熟练使用电笔和多功能仪表;掌握了通用电器的应用和连接;能够根据电路原理图连接电路。

3.生产与工程：学生参加了基本的电气技能培训，可以根据相关规范加工线槽和电线。

4.艺术（外观）：学生参加了基本的电气技能培训，接线在规范合理的同时注重美观。

（二）结合课程标准，明确项目的应用领域

课程标准是进行物理教学的指导性文件，开发的项目应用领域应与课程标准的要求相一致。中等职业物理课程标准要求学生学习“恒定电流”时要掌握电阻法、电功率、串联电路、并联电路、欧姆定律等知识点。这就要求学生在学习的过程中要掌握一些基本的技能，如：能准确认识常见的电路器件[2]，并了解每个器件在电路运用中的作用;充分了解串联电路、并联电路各自存在的不同点;可以解释清楚电功、电功率的特点并应用至工作生活中;能简单知晓并处理家庭电路中常见的简单问题;能将安全用电和节约用电的物理知识贯彻落实在生活中。涉及的数学知识：导体长度、线路总电流等方面的计算。涉及的基本知识技能有：家庭电路的静态检测和动态带电检测;在工程实施方面，对于线路、线槽的布置要合情合理、线路走向过程中要做到橫平竖直、间隔要匀称，线路走向要尽量垂直，在固定的过程中要保证牢固、不反圈、铜线不过多的外露，保证整体的实用性和美观度;艺术（外观）要求：各个元器件安装的位置、走向都应该布局合理，线路走向设计整齐、间距匀称。

选择“安装照明电路——书房电路”作为教学项目的原因如下：（1）该项目涉及物理知识中“恒定电流”的大部分知识点; （2）该项目涉及多个学科知识内容的灵活运用，例如数学、工程技术、室内装修设计。（3）该项目涉及的新知识也在学生最近的学习领域中。（4）学校拥有相应的设备和工具足以确保项目的有效实施。

（三）明确项目实施标准，创新项目发展

为了给学生创造独立思考、分析和实践的空间，体现创新，防止学生在实施项目时走“捷径”。在确定“学习电路”项目时，对项目的实施提出了明确且具体的要求：“书房面积是10平方米，电路需要改造。具体要求如下：单相电度表、漏电保护器、空气开关、白炽灯一盏灯，双向控制灯开关等，根据所学的物理知识在学习中安装电路。”

三、STEAM教育的实践案例——以“书房电路”为例

实践表明，基于STEAM理念的物理教学基本思路可以确定为：首先，根据学习的内容，结合学生和教师的实际情况精心设计“项目”;其次，引导学生学习与项目相关的知识和技能;最后，利用所学的知识和技能解决“工程问题”。在解决问题的过程中，学生将不断地在“知识”学习和解决“工程问题”中循环，最终利用所学知识找到解决问题的合理方案。