STEM理念下开展中学物理综合实践活动的策略与途径

2024.05.30

滕云雪张勇

【摘要】综合实践活动有内容丰富多彩、形式灵活多样的特点。STEM是科学、技术、工程、数学的英文缩写，是一种偏理工科的多学科交融的概念，STEM教育已经发展为一种综合的教学方法。利用STEM理念开展中学物理社会实践，有利于培养学生多角度解决问题的能力，培养学生的高阶思维。

【关键词】综合实践活动;STEM教育;策略;途径

科学、技术、工程和数学（STEM）是密切相关的知识领域。是一种理解相互关系和解决现实问题的方法。工程是将科学知识和数学计算应用于设计过程和解决技术问题。技术反过来促进科学和数学知识以及工程设计的进步。根据社会的发展要求，拥有足够的STEM知识，和将这些知识资源进行整合并针对新出现的问题提出解决方案的能力是创新型社会的核心能力。一个国家STEM知识的创新能力決定了它在世界上的地位。因此，人们对综合性STEM教育的兴趣日益浓厚。

一、用STEM教育理念开展综合实践活动的必要性

物理实践活动对于提高学生的科学素养和综合能力，培养学生的创新意识和实践能力具有非常重要的作用。STEM教育理念最初旨在重视各自领域的教学水平，现如今强调学科融合，培养人的综合科学素养。物理综合实践课程正是实现STEM教育理念的良好形式。综合实践活动可以充分发挥学生的创新性与探究性，把STEM教育理念引入综合实践活动课程，在活动中关注生活中的工程问题和技术革新，感受多学科在生活中的应用，使理论知识更加贴近生活，这能培养学生的兴趣和运用多学科解决问题的能力。

二、利用STEM教育理念开展物理综合实践活动的策略

（一）活动主题的选择应贴近工程和技术问题

物理是揭示自然科学奥秘的学科。我们学物理知识，一方面是解释生活中的科学现象，另一方面是运用知识改变生活。在实践活动中通过对技术问题和工程设计的探究，参与到问题的解决当中去，体会理论知识转化成实践应用的成就感。把理论知识与社会需求结合，这需要创造力和团队协作能力。例如，生活中的液位计有多种多样，有翻板式液位计、雷达式液位计，其在生活中各有其独特作用，通过对液位计的探究加深对理论知识的理解。

（二）活动过程中应充分发挥学生的自主探究能力

综合实践活动的精髓是能发挥学生的自主性，这是判断综合实践活动开的好不好的评价因素之一。让学生自己设计问卷做市场调查，自己设计实验验证假设，自己制作模型等，这些活动对于学生的发展受用终生。例如，来自塞浦路斯一所城市公立学校的学生，通过开发模型来重建受损的明尼阿波利斯大桥，学生计算了桁架，拱形，悬挂，斜拉桥四种桥的成本，在模型中考虑了桥梁类型，所用材料，桥面板的每表面单位成本，各种桥梁类型的美观，桥梁设计工作量，施工难度，长度，安全性等，最后通过调查和讨论得出了最佳设计方案。

（三）探究活动结果的展示应体现包容性

结果的展示形式可以包容并蓄，可以是过程讲述形式，可以是结果呈现形式，也可以是作品展示形式。学校可以像召开产品发布会那样为学生创造展示的机会;学生可以讲述探究过程中遇到的困难，和自己解决困难的方法;学生也可以把自己制作的作品与大家交流分享。

三、STEM视域下物理实践活动开展的途径

（一）加强教师STEM领域内的培训

各个学科在社会中的融合有复杂性、隐蔽性、深入性的特点，各个学科的知识在生活中的应用往往复杂地交织在一起，一个学科教师对其他科目并不了解。此外，教师在制定活动的主题时往往要考虑学生的知识结构、可操作性等一系列因素。这就需要对教师进行STEM领域内容的培训，教师间应互相交流，交换好的项目。

（二）加强与设计单位和生产企业的长期合作

工程设计人员和生产员工是STEM领域的一线应用人员，他们对理论知识的应用和设计经验丰富。教育部门应提供途径，把这些人员加入到物理的综合实践活动中来，让他们发挥特长弥补物理教师工程知识缺乏的问题。通过学校与企事业单位的联系，使学生在第一时间了解各领域的技术革新和实际应用，为学生的职业道路发展做良好的熏陶。例如，学校可以与城市周边的企业例如汽车厂、水处理厂、发电厂等建立长期可靠的联系，为社会实践提供良好的平台。

（三）各部门合力共同支持STEM理念的社会实践

科技部门、教育部门、企业单位、社会团体要形成合力共同支持STEM社会实践和资源的开发，为学生提供实践的场所、实验材料和社会实践的保障人员。各个地区应统筹社会资源，为学生的社会实践创造条件，实现社会共同支持社会实践的良好氛围。鼓励各地区开发具有本土色彩的社会实践材料，形成可操作、可推广的综合实践课程。

四、结语

利用STEM理念开展物理综合实践活动，有助于学生把理论知识应用于生活实际，加强学生对知识的理解，了解知识的广泛应用，对课堂教学是一种丰富的扩展，有利于培养学生多角度思考问题的能力，形成学生的核心素养。

参考文献：

[1]王亚娟.利用综合实践活动拓展初中物理实验教学[J].课程教学研究，2014，（06）：63.

[2]祝智庭，雷云鹤.STEM教育的国策分析与实践模式[J].电化教育研究，2018，（01）：75.