基于STEAM教育理念下高中物理教学质量的提升策略研究

彭志国

（江西省景德镇一中 江西景德镇 333000）

物理学科不仅是我国高考的一项必考学科，在高中阶段的教学之中也占据着关键地位，因此，高中阶段的物理教师必须对此加以明确，然后积极探索能够提升物理课堂教学质量提升的策略。当前，STEAM教育理念已经在我国的教育体系内部落实，这就要求高中物理学科的教学必须融合其他学科的内容，并且提升其实践性，从而使高中生的学科综合素养不断提升。因此，要想基于STEAM教育理念提升高中物理教学质量，就必须从多个角度展开研究[1]。

一、STEAM教育理念相关内涵

STEAM教育理念最早诞生于美国，其诞生基础为已有的STEM教学理念，在其诞生之后，迅速成为国际范围内的教学热点。STEAM属于合成词，其中包括了Science（科学）、Technology（技 术）、Engineering（工 程）、Arts（艺 术）、Mathematics（数学）五个要素。换而言之，STEAM教育理念就是科学、技术、工程、数学以及艺术五要素的集合。STEAM教育理念的本质为知识跨界、将创新作为驱动力、综合化与强调实践能力，在开展教学活动的过程中，更为务实且运用融合的教学方式[2-3]。

STEAM教育理念在应用于教学之中以后，重点强调各学科是一个有机整体，学科之间的联系是不可分割的，人们必须运用融合的方式解析与分析各学科的知识，从而深化自身的认知。STEAM教育理念是对以往教育理念的有机创新，它对高中物理教师的教学活动提出了更多的要求，主要如下：教师必须关注知识之间存在的整体性以及关联，在开展课堂教学的时候，运用创新的、科学的教学方式培养高中生物理学科相关的思维、意识以及品质，进而使高中生的学科综合素养得到持续提高。

二、当前高中阶段物理教学存在的问题

首先，部分物理教师忽视不同学科之间知识的关联。STEAM教育理念认为，所有学科的知识构成了整体的知识，不同学科的知识之间存在内在联系，但是部分物理教师在实际开展教学活动的时候，没有重视这一内在关联，甚至错误地认为，物理学科的教学只需要向学生们传授物理知识、完成当前教学目标即可，其他学科的知识传授应当由其他学科的教师完成[4]。

其次，部分物理教师忽视培养高中生的实践能力。无论是STEAM教育理念还是我国的素质教育，都重点强调对学生实践能力的培养，然而在我国高中内部，部分物理教师并没有真正培养高中生的实践能力，出现这一问题的原因有以下几点：物理教师没有及时转变教学观念，依旧机械地沿用以往的教学方式授课；STEAM教育理念对于部分物理教师而言较为陌生，无法短时间内灵活运用于教学之中；部分物理教师错误地认为，课堂内部的实践会占用大量时间，为了保证教学进度，教师选择压缩实践时间，将更多精力用于理论知识的传授。

三、在高中物理教学之中运用STEAM教学理念的意义

1.能够引导高中生产生创新意识

创新是STEAM教育理念的灵魂所在，这就要求高中物理教师重视教学创新，在实际教学活动之中鼓励高中生大胆地创新和创造，用正确的态度面对失误，打破以往物理教学之中存在的种种限制，大力培养高中生的创新意识，进而增长高中生的动手实践能力。在高中阶段的物理教学之中，有着十分丰富的教学内容，无论是外在的现象还是内在的本质，无论是物理学科的宏观还是微观，在融入STEAM教育理念之后，科学知识能够精彩地呈现于高中生眼前，教师的教学范围以及内容会得到极大拓展，进而引导高中生主动探索生活中的知识并且创新，培养创新精神的教学目标也能够实现[5]。

2.能够帮助高中生积攒实践经验

实践能力是STEAM教育理念的核心，因此，高中物理教师应当在实际的教学活动之中引导高中生主动参与到动手实践环节之中，进而与物理教学提出的要求达成一致。在物理教学之中，无论是观察、测试还是测量等实践活动，都能够帮助高中生积攒有益的实践经验，而且高中生可以通过动手实践逐渐发现问题，然后主动探究问题、寻找问题的答案，甚至可以针对物理知识开展创新活动，通过实践明确生活之中的道理。

物理学科的知识绝大多数为理论知识，其知识点较为抽象且内容枯燥，如果高中生直接学习，必然会遇到一定困难，这也是传统教学方式下，高中生的物理学习效率低、物理教师教学质量低的一个重要原因。但是在做到物理教学与实践活动相结合之后，物理教师可以运用现代化的科技对教学方式以及内容进行创新，将原本抽象晦涩的知识点具象化，从而在帮助高中生高效学习物理学科的同时，提升自身的教学质量。

3.能够提升高中生的人文素养

在高中阶段设置物理学科的目的，不仅是帮助高中生更好地学习科学文化知识，还帮助初中生不断地通过学习提升人文素养。无论是小组合作、多媒体还是动手实践等教学方式，都能够收获良好的教学效果，在此之中，科学、技术、艺术等都可以融入实际教学活动。高中生要想完成物理教师设计的学习任务，就必须做到协同合作，不断交流[6]。

STEAM教育理念则同样要求学生们在学习的过程中达成合作关系，团结一致地通过集体的力量真正解决问题。由此可见，在高中阶段的物理教学之中融入STEAM教育理念，能够培养高中生的团结协作意识，从而使高中生的人文素养得到提升，做到在学习与生活中重视集体的作用，在集体当中集思广益，最终找到能够解决现实问题的路径。

四、运用STEAM教育理念提升高中阶段物理教学质量的策略

1.在教学设计中完成对STEAM教育理念的渗透

高中阶段的物理教学应当与STEAM教育理念进行充分融合，然后物理教师在教学过程中积极主动地创新，进而为高中生提供更高质量的教学活动。在设计教学环节的时候，物理教师应当重点设计教学之中的问题，运用STEAM教育理念构建全新的物理课堂，将深度课堂这一教学理念作为核心，不断完善自身的教学设计，使物理教学能够不断深入，帮助高中生提升综合素质。高中物理教师必须通过创新设计教学环节对高中生进行引导，使高中生的知识面和能力得到拓展，同时立足于STEAM教育理念，让理论知识与动手实践完美结合。除此之外，物理教师应当明确高中生当前学习物理过程中存在的“短板”，然后帮助高中生培养良好的学习习惯[7]。

因此，高中阶段的物理课堂教学必须摒弃以往的教学方式，消除理论知识传授占据整个课堂的现象。当前，素质教育相关理念已经在我国的教育体系之中得到深化，各个教学阶段也对STEAM教育理念产生认可，所以物理教师应当在设计教学环节的过程中考虑到其他学科的内容，以及技术、数学、艺术等层面的内容，培养高中生的物理意识，逐渐使高中生形成学科思维能力，进而做到引导高中生在学习和生活之中，运用物理观念认知身边的事物并探索世界。

2.通过问题导学获得更丰富的教学内容

在以往开展物理教学的时候，高中阶段的物理教师通常采取“满堂灌”的教学策略，导致高中生居于十分被动的地位，而且长篇大论的理论灌输会导致高中生逐渐丧失学习物理学科的积极性，甚至产生排斥物理学科的心理。而在运用STEAM教育理念之后，物理教学之中的师生地位出现转换，物理教师更重视高中生的核心素养，在教学过程中对高中生进行良性引导，使高中生产生科学的思维以及学习态度，并且能够做到自主学习[8]。

例如，在讲授“动量守恒定律”这一知识点的教学过程中，物理教师必须在备课阶段认真地阅读教材内容，掌握其中应当传授给高中生的知识内容。在这一过程中，物理教师应当进入互联网寻找相关教学资源，查找与“动量守恒定律”相关的短视频，然后将物理观念、科学的思维态度以及探究能力、责任心等核心素养作为基础，确定具体的教学目标。在进入课堂之后，物理教师不能急于“开门见山”，而是应当运用导入式教学方法，向所有高中生展示与动量守恒定律相关的例子，并且将视频资料作为基础，提出相对应的物理问题供学生们思考探究。

而在实际的教学过程中，物理教师可以将“两个球之间的碰撞”作为例子，带领高中生推导相关理论。“在水平面上有两个球匀速运动，其质量和速度都是不相同的，而且两个球都在朝着相同的方向运动，在经过一段时间之后，后面的球撞到了前面的球，所以两个球的总动量是否发生了变化？”高中生会给出不同的答案，一部分认为发生变化，一部分则认为没有发生变化。在这个时候，物理教师就需要带领高中生做实验，验证真实的答案。物理教师向学生们播放该实验的模拟动画，然后引导所有学生利用公式进行推导，计算出两个球相撞之后，二者的总动量是否发生变化。

在利用公式进行推导之后，学生们得到答案，两个球在碰撞前后有着相等的总动量。学生们已经得出答案，物理教师就引导学生们总结所有的问题，然后从反方向进行分析和推倒，使学生们明确得到这一结果，必须具备的相关实验条件：两个球在碰撞的时候，不仅存在相互之间的作用力，还会承受重力以及支持力的作用，但是两个球之间是彼此平衡的。两个球在桌面上滚动产生的摩擦力可以忽略，因此两个球没有收到任何外力影响。相互作用的物体所组成的系统，如果没有被外力所作用，或者其外力承受为零，那么系统的总动量就不会改变，这就是动量守恒定律。高中生通过探索问题、参与实践，能够获得科学的结论，物理教学的质量也随之而提升。

3.转变教学目标使STEAM教学理念真正落实

在高中阶段的物理教学之中，存在部分与电磁相关的知识，但是在传统的物理教学之中，物理教师只关注对高中生理论知识的传授，并没有切实培养高中生的实践能力，导致部分高中生无法掌握电磁相关的知识点。因此，物理教师应当将电磁部分的教学与STEAM教育理念相结合，对物理教学的流程进行创新，同时从多个角度找到不同的教学侧重。在运用STEAM教育理念之后，高中生在科学、技术等层面的能力可以得到有效提升，进而提升实践能力，并且能够将所学知识与现实生活相联系[9]。

例如，在单元教学“电磁感应与电磁波初步”的教学过程中，物理教师可以利用奥斯特实验，让高中生明确电与磁之间存在紧密的联系，磁场可以通过电流获得，而磁场在闭合回路之中产生的变化会形成电动势，进而形成电流。导体切割磁感线也能够产生电动势，并且通过闭合回路使电流产生。与此同时，物理教师可以适当地进行教学延伸，为高中生讲解现实生活之中运用的电磁感应现象。物理教师可以将磁悬浮列车作为教学案例，利用多媒体设备展示磁悬浮列车的构造，让学生们明确磁悬浮列车运用了电磁感应原理，将超导线圈安装在车底部，在车轨的两侧则安装金属铝线圈，列车在行驶过程中，超导线圈会在通电之后形成强大的、能够推动列车前进的磁场。

高中生在参与基础实验、通过实践掌握相关知识之后，物理教师可以立足于STEAM教育理念相关要求，从不同的角度出发，为高中生设计学习目标：（1）高中生需要参与实验仪器的组装，并且处理实验仪器产生的故障；（2）高中生需要主动探索电与磁之间的关系，利用电流大小实验进行验证；（3）高中生需要设计小型发电机并且试运行；（4）高中生需要了解发现电磁感应的科学故事；（5）高中生需要利用所学公式，对电磁感应相关的现象进行推导。

结语

综上所述，高中阶段的物理教学要想切实提升教学质量，就必须做到将实际教学与STEAM教育理念有机融合，物理教师则应当在课堂教学过程中，综合性地开展教学指导活动，让物理学科的知识与科学、艺术、数学等方面产生更紧密的联系。不仅如此，物理教师应当通过STEAM教育理念，重点培养高中生的实践能力，进而在帮助高中生深化学习物理的同时，不断提升自身的教学质量。