基于STEM 教育理念的高中物理情境教学模式构建与应用

高中物理知识既抽象又复杂，传统教学中理论讲授多，实践操作少，难以切实提升综合素养水平。STEM 教育思想突出跨学科的整合，情境教学法聚焦于知识与情境的融合呈现。把二者融合在一起，可为学生创造真实且有趣味的学习情境，鼓励其自发主动探索，强化教学实效，对增强高中物理教学成效具有关键的现实意义。

一、基于生活情境，激发学习兴趣

当清晨拉开窗幔感受光线的传播，夜晚开关电器体悟电的神妙，生活中物理知识始终相伴。把多元的生活场景引入高中物理课堂，可搭建理论知识跟实际生活的桥梁，把抽象的物理概念转变为学生熟知的现实场景，激发学生对物理的兴趣，让学生主动探索物理领域。

在人教版高中物理必修一“牛顿第二定律”教学中，教师引导学生观察行车中的细节，在汽车发动时，乘客会后仰身躯；汽车采取刹车时，乘客又出现向前倾，教师带领学生思索此现象出现的原因。在模拟中，教师采用一个小木块代表乘客，用一块平板代表汽车，若平板朝前进行加速移动时，小木块会沿着平板向后发生滑动；当平板急剧减速的时，小木块就会向前滑动。依靠这一基础性的实验方法，学生能更直观地观察到物体加速度与外力及质量之间的内在联系。学生将牛顿第二定律与日常现象相结合，深刻把握物理知识的实际应用技巧。

以学生熟悉的生活环境为基石，将物理学的复杂概念与日常生活中的实例相结合，减轻了学生掌握物理知识的负担。从现实中的场景主动联想到所蕴含物理定律这一过程，会增强学生对物理知识的理解和运用能力，并且以所学知识阐述周遭物理现象的日常表达，可以促进知识应用能力。

二、借助实验情境，培养探究能力

实验构成了高中物理教学的核心结构，促进学生探究技能的实效之道。通过多样的实验情形，让学生自主探寻物理定律，造就科学思维与实践素养。在实验过程中，学生不再被动接受知识，而是主动寻求探索。在找出问题、设定假定、谋划试验、验证结果的完整环节里，循序提升探究素养，铸就严谨的科学品格。

在人教版高中物理选修 3-1“探究导体电阻跟材料、长度、横截面积所具关系”的教学中，教师为学生预备了不同材质（比如铜丝、铁丝、镍铬合金丝）、长短不一和横截面积各异的导体、电源、电流表、等实验器具。在开始前由教师抛出问题让学生思考影响导体电阻大小的因素，之后安排学生分组设计实验方案，对自己的猜想加以验证。在实验实施阶段，学生们主动上手去连接电路，测定不同情形下导体的电阻数值，同时记录实验的相关数据，在深入挖掘实验数据的深层逻辑后，学生们对电阻与导体材料特性、长度及横截面积的联系有了新的认知。且归纳得出了相关的规律，在这一过程里，教师激励学生尝试多样化的实验手段与思维路径，当学生遇到问题时，引导学生共同探讨解决办法。

借助创设实验情境，学生成了学习的主体，在自主规划实验内容、操作实验以及分析实验结果，在这个过程中学生不只是在掌握物理知识，更是培养严谨的科学态度与探究能力。在学习过程中学生会碰到各种难题，在处理问题后学生的创新思维也得到了磨砺，增进了学生的综合素养水平。

三、设置问题情境，提升思维能力

巧妙构建层次丰富、思维启发性强、探究性显著的问题场景，大幅拓宽学生的思维边界。带动学生从多角度考虑物理问题，引领学生在分析问题、应对问题的过程里面，不断增强对物理概念及规律的理解把握。当学生进入以问题构建的情境里，会积极运用既有的知识经验，试着凭借科学思维手段探索答案，由此达成思维能力的有效增进。

在人教版高中物理必修二“平抛运动”授课时，教师拟定了这样一个问题情形：若假设于一个水平的桌面处，存在小球以特定的初速度水平抛射出去，而在同一瞬间，同样高度上有另一个小球自由坠落，教师提问学生：分析哪颗小球领先落地？为什么？第一个问题上，学生们也许会做出不同的猜测，有人觉得平抛状态的小球先落地，有的学生觉得自由下落的小球先抵达地面，也有学生判定二者是同时落地的。就学生的各类不同观点而言。教师引导学生实施分析研讨，学生们借助回顾先前所学的运动学相关知识，还有对平抛运动特点相关的初步研析，随着对平抛运动现象的深入分析，我们逐渐领悟到其在竖直方向上等同于自由落体，水平分量对垂直轨迹的轨迹发展毫无束缚。在解决问题的进程阶段，教师引导学生怎样借助数学方法来描述平抛运动轨迹，进而引入平抛运动对应的相关公式。

通过设置不同的问题情景，能够激发学生思维拓展的平台。在教学阶段，教师的提问应与学生认知发展同步，挑战与兴趣兼顾。引导学生多角度的考虑问题。让学生面对考验能自如运用所学知识体系，磨砺思维，从综合角度看待物理问题，增强解决实际问题的水平。

四、结语

基于 STEM 教育的核心价值，高中物理教育采用了一种将生活化、实验化、问题化相结合的多元教学设计。有力激起了学生的学习热情，增进了学生的实践本领与思维水平，切实提升了高中物理教学的效果。在教学阶段，教师应把教学内容跟学生特点相结合，灵活采用情境化授课法，为学生奉上更高质量的物理教学，促进学生全维度的发展进步。

参考文献：

[1] 曾鹏 . 基于 STEM 教育的高中物理教学情境创设 [D]. 湖南师范大学 ,2019.

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