摘 要：随着社会与时代的不断发展，人们的发展与教育理念也经历变革，实现了进步。在高中物理教学中，传统的教学理念更加重视学生对物理知识的理解，培养方式更加倾向于应试模式，重点在于提升学生的物理成绩。而这样的教学方法很难提升学生的知识应用能力，导致学生出现知识与自然规律脱节的情况，对学生物理核心素养的提升毫无益处。而STEM教学模式体现出了多元化的特征，采取综合学科教学的方法提升学生的核心素养与综合能力，促进学生的全面发展。文章从STEM教学法的概念与内涵、STEM教育在高中物理学核心素养方面的意义、STEM教育在高中物理教学中应用存在的问题以及STEM教育在高中物理核心素养中的实践策略等方面进行相关论述。
关键词：STEM教育;高中物理;核心素养;实践策略
一、 引言
随着中国教育事业的不断发展，人们对于人才培养的需求逐渐发生了变化，人们更加重视学生思维能力以及综合素养的培养与提升。针对这样的发展背景，高中物理在教学的过程中提出了培养学生核心素养的STEM教学方法。这种教学方法能够充分尊重学生的个体差异，突出物理课堂的灵活性与趣味性，强调课堂中的探究性与合作性，通过多学科融合的形式不断提升学生的综合素养，提高物理课堂教学的质量。
二、 STEM教学法的概念与内涵
STEM的主要内容包含了Science，Technology，Engineering，和Maths，这其实代表的是4门不同学科的有机结合，强调的是不同学科之间的融合教学。将其运用于高中物理教学的过程中就是以学生活动为授课重点形式，同时以解决生活问题为任务驱动，在物理教学中促进多学科素养的融合。而文章对微项目导学的内容与流程进行分析，就是将文本学习的内容进行项目化，通过情境化微型主题任务的设计开展高中物理教学，同时使用实践活动的形式探索解决问题的方法。学生能够在主题项目学习过程中收获知识，得到进步，同时提高其他学科素养。
三、 STEM教育在高中物理学核心素养中的应用特征
（一）学科融合性
在传统的高中物理教学过程中，教师将物理教学任务独立出来，在授课的过程中并没有开发物理学科与其他学科的联系性，导致物理教育与其他学科的教学之间出现了隔离现象，学生在接受高中物理教育的时候很难将其中的知识与生活中其他范畴的知识与现象联系起来，严重影响学生的知识应用能力以及创新思维能力发展。而STEM教育理念的出现启发了更多的物理教师，使其能够关注物理学科的综合性特征，进而转变之前单一化的教学模式。在具体的教学过程中，高中物理教师应该开发利用生活化案例，充分利用网络教学资源，创建实践性与综合性的物理课堂。在充分挖掘高中物理课程中的丰富教学资源基础上，教师还应该引导学生建立起物理知识与其他学科之间的联系，通过这样的方式提升学生的综合能力。
比如，当高中物理教师在进行“竖直平面内圆周运动脱轨”问题教学时，如果按照纯理论的教学方法，学生很難理解以上知识，照本宣科的后果就是学生无法理解和解决同类问题，严重影响课堂教学效率。而使用STEM教学方法，教师就可以将以上主题作为活动的目标，为学生创造实践学习的机会。教师可以利用3D打印设计技术，为学生设计提供一个竖直平面的轨道进行实践探索，让学生亲身经历物理实验，直观地感受物体脱轨的实际情况。在实践的过程中，教师可以引导学生通过使物体沾墨水的方法记录物体的运动轨迹，同时让学生对理论结果与实际结果之间产生差别的原因进行分析，同时深入探索不同因素对其阻力带来的影响。以上案例中应用了3D打印技术，为学生展示了建模过程，而试验的处理过程更是体现出了工程思维，同时在探究推理的过程中体现出了数学逻辑思维，通过这样多学科融合的教学方式，不仅能够丰富学生的知识面，加强其对物理知识的理解，同时还能提升学生的实践能力与创造思维。
（二）学习合作性
在STEM教育理念中，教师应该重视学生的课堂主体性，及时转变自己的传统教学理念，形成以学生为主体、教师为主导的课堂教学模式，注重师生之间、同学之间合作关系的培养。这样就能够增进师生之间的感情，同时加强学生的合作意识，有效提高课堂教学效率。
比如，当教师在进行探究性实验教学的时候，可以通过分组的形式引导学生开展小组活动，通过小组讨论明确实验的原理、方案以及器材，合作完成实验探究。在这个探究的过程中，学生能够相互纠错、相互学习，最终实现共同进步。
（三）教学情境性
从STEM的教育理念来看，其中涉及了科学、工程、技术以及数学，更加强调教学的实践性与探究性，因此，物理教师可以在课堂中创设真实的教学情境与任务，让学生能够发现生活中以及情境中存在的问题，并通过物理手段解决问题。STEM教学方法的一大特征就是情境性，教师可以通过生活化情境创建以及实验教学的形式引导学生理解物理知识的深层内涵，让学生能够掌握自主探究与学习的能力，进而提高学生的知识应用能力。
比如，当教师进行“摩擦力以及匀变速运动”内容的教学时，教师可以引导学生根据车祸现场的刹车痕迹对事故责任进行分析。根据刹车痕迹的长度以及汽车的制动时间，学生利用物理知识就能够计算出该汽车在刹车之前的速度，通过将真实速度与规定速度的比较就能够判断该汽车是否是超速运行，进而对车祸的责任进行判定。这样的教学方法能够提升学生的逻辑思维能力，同时还能够向学生普及法律知识，促进学生的全面发展。
四、 STEM教育在高中物理教学应用中存在的问题
（一）学生主体地位不足
受到传统教育理念的影响，当前部分物理教师意识不到学生在课堂上的主体地位，他们通常会采取教师主导的教学方法，这样的课堂形式更加纯粹，之后再通过题海练习的方法提高学生的物理成绩，进而帮助学生在高考中取得好成绩。这样一来，即使是成绩比较好的学生，其学习的动机与目标也会出现问题，部分学生只会完成物理习题，并不会去思考物理知识与实际生活的联系。学生成为了被动学习的工具，在教师的教导下被动地接受知识，再机械化地通过做题的方式一遍遍记忆物理知识，这样的教学方法无法提升学生的自主学习能力，学生也很难构建物理知识体系，同时也很难将物理知识内化吸收，严重影响学习效率。
（二）STEM教学重视程度低
高中物理作为高考的重点科目，学生往往面临着极大的升学压力，因此，部分教师并不重视学生对物理知识的理解与应用，只在意学生的做题情况，通过大量的题目练习增强学生对知识的理解，很难达到理想的效果。其次，STEM教学理念中包含的内容比较多，对于学校基础设施的要求更高，其需要硬件教学工具与软件教学工具。但是部分中学并不重视STEM教学开发，因此在教学资源以及设备的资金投入方面也有所欠缺，这样就会导致教师很难落实STEM物理教学，无法提升学生的核心素养。
（三）综合性人才缺乏
STEM教学模式涵盖了工程、科学以及数学等多门学科的知识，当前部分中学物理教师自身只具备单方面的知识能力，很难在实际的教学过程中落实STEM教学。从师范生培养的角度来看，STEM教学理念更加强调跨学科融合发展的理念，但是当前部分师范学校采取的还是分科制的培养方法，这样一来，就会限制教师的发展，难以开展STEM教学。
五、 STEM教育在高中物理核心素养中的实践策略与具体流程
（一）项目导入
以培养STEM核心素养为目标的物理课程导学就是以高中物理学习作为项目学习的突破口，在学习活动以及过程中践行不同学科的融合，以跨界知识作为学习载体，依托于物理学习的基本工具，不断促进不同学科之间的融合，对跨界知识进行整合与激活，践行技术与工程活动的教育理念。在教学活动开展的过程中，教师可以通过情境创设等方式开展教学，引导学生将旧知识与新知识联系起来，通过课堂氛围的创造激发学生的学习兴趣。
以《自由落体运动》教学为例，教师首先就可以通过视频展示的方法导入焦点问题，采取聚焦现实生活的方式引入有关“自由落体”的主题。课堂引入的视频中可以为学生展现动态的小球自由落体的视频，引发学生对重力问题的深度思考，同时在视频观看的过程中发现问题。接着，教师可以通过提问设计的方式引导学生对自由落体的速度变化情况进行思考，激发学生的学习兴趣，同时鼓励学生勇敢表达不同的看法。最后教师再通过项目探究以及合作的方法为学生提供交流合作的机会，进而解决实际的问题。在这样的学习过程中，学生能够接触到多学科的内容与理念，同时正确处理Science，以及Technology之间的关系，对于科学、社会信息的充分挖掘能够提高学科的融合性，同时还能够培养学生的跨界学习意识。
（二）活动探究
课程导入之后，教师就应该开展活动探究环节。通过教师的实践操作以及示范，学生能够增进对物理知识的理解，进而提升其物理学习的意识与认知，尤其是能够在科学实验的操作过程中提升实践能力。一般来说，在开展學生活动时，教师应该采用分组协作探究的方式，在探究讨论的过程中引导学生充分运用已经掌握的科学以及技术开展探索活动，进而促进学生对于学习材料的深层理解，在探究活动的过程中实现不同学科的融合。
以《自由落体运动》为例，教师可以通过构建物理知识思维导图的形式引导学生对不同质量物体的下落时间以及下落速度进行思考，通过小组探究的形式提出不同的想法。之后再通过小组实验探究的方式验证学生的猜想，促进学生科学逻辑思维的形成，提升教学质量。
六、 结语
综上所述，在高中物理课堂中践行STEM教育理念能够促进多学科的融合教学，因此，物理教师应该重视学生综合学科素养的培养，充分尊重学生的课堂主体性，不断提升学生的实践动手能力，引导学生在不同实践的过程中知识的内化，促进学生的综合发展。
参考文献：
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[3]居殿兵，汤杰.践行STEM教育理念提升物理核心素养：以“家用垃圾桶改造”为例[J].中学物理：高中版，2018，36（10）：15-17.
作者简介：康锦光，河南省安阳市，河南省安阳市第二中学。
