基于STEAM 教育理念的高中物理信息化教學(xué)研究

梁榮榮

杭州市蕭山區(qū)第五高級(jí)中學(xué) 浙江 杭州311202

一、高中物理信息化教學(xué)發(fā)展方向

信息技術(shù)如今正深刻影響著我們的生活方式與教育方式,數(shù)字媒體已然成為物理學(xué)習(xí)的重要課程資源。通過將信息技術(shù)運(yùn)用于高中物理教學(xué),有利于實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的相互整合,構(gòu)建完整的高中物理課堂教學(xué)體系,最終實(shí)現(xiàn)高中物理課堂教學(xué)效率的提升。高中物理具有一定的邏輯性與抽象性,對(duì)學(xué)生的物理建模能力有較高要求,而高中物理信息化教學(xué)可以創(chuàng)設(shè)環(huán)境使學(xué)生能夠大膽的構(gòu)建模型并且科學(xué)驗(yàn)證,進(jìn)而養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣與思維方式。此外,學(xué)生獲取物理知識(shí)的途徑越來越多樣化,這同樣也促使著我們物理教師教學(xué)方式的改革。為此,高中物理信息化教學(xué)必定會(huì)成為將來的主要發(fā)展趨勢(shì)[1]

二、STEAM教育理念在高中物理信息化教學(xué)中的作用

首先,STEA M教育理念通過運(yùn)用信息技術(shù)的方式實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科教學(xué),可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。以STEAM教育理念為指導(dǎo)的高中物理信息化教學(xué),能夠以圖像、視頻、音樂等喜聞樂見的方式來為學(xué)生構(gòu)建輕松愉快的教學(xué)環(huán)境;其次,高中物理教學(xué)中往往會(huì)涉及到一些物理實(shí)驗(yàn),而傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師一般只針對(duì)教學(xué)內(nèi)容而開展實(shí)驗(yàn)教學(xué),但基于STEA M教育理念便可以利用仿真實(shí)驗(yàn)室或者手機(jī)各種傳感器、手機(jī)的慢動(dòng)作拍攝功能等方式,使學(xué)生的觀察可以更加具體與真實(shí),有利于學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象開展獨(dú)立思考。最后,以STEAM教育理念為指導(dǎo)的高中物理信息化教學(xué),還可以改變學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境與學(xué)習(xí)方式,使學(xué)生不再僅局限于課堂上知識(shí)的學(xué)習(xí),而是通過信息技術(shù)來完成對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí),更有利于實(shí)現(xiàn)物理知識(shí)資源的整合與共享,有利于學(xué)生綜合能力的提升與發(fā)展。

三、信息化教學(xué)在STEA M教育理念下的高中物理課堂中運(yùn)用策略

1.在物理概念與規(guī)律的教學(xué)實(shí)施過程中,積極貫徹STEA M理念。在學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念與物理規(guī)律之前,在生活中積累了大量的生活經(jīng)驗(yàn),要在此基礎(chǔ)上概括成物理概念與規(guī)律,必須對(duì)之前的經(jīng)驗(yàn)重新加工,在眾多的實(shí)際情境中忽略掉次要因素,找出共同屬性,完成從經(jīng)驗(yàn)到規(guī)律的轉(zhuǎn)變,在此過程中,教師應(yīng)該借助STEA M理念貫穿于課堂教學(xué),借助信息化教學(xué)手段有重點(diǎn)的展示抽象出物理概念所必須的實(shí)際情景加以引導(dǎo),進(jìn)而促使學(xué)生綜合能力的發(fā)展,使學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣與學(xué)習(xí)態(tài)度。[2]

例如:“力的分解”教學(xué)中,教師可以先向?qū)W生展示生活中不同種類的橋梁素材,讓學(xué)生從美學(xué)和實(shí)用性等角度進(jìn)行鑒賞,了解到不同的橋梁設(shè)計(jì)之巧妙。之后,學(xué)生利用木頭模型搭建橋梁,要求跨度比較大又同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單,比較后得出拱橋是同時(shí)符合兩個(gè)要求的一種設(shè)計(jì),緊接著對(duì)拱橋進(jìn)行力的分解,從物理學(xué)的角度闡述其堅(jiān)固的原因,最后鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用課堂所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問題。

教師在以STEAM教育理念為指導(dǎo)而開展的高中物理信息化教學(xué)過程中,還可以將教學(xué)內(nèi)容與相關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)來激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力,如能源問題、宇宙航行等,既可以改變單一的教學(xué),有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的深度理解,還可以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)與自身未來的社會(huì)價(jià)值相結(jié)合,進(jìn)而為學(xué)生創(chuàng)造力與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

2.高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中滲透STEAM教育理念。高中物理實(shí)驗(yàn)在高中物理課程中具有重要地位,但是在具體實(shí)施開展過程中,會(huì)出現(xiàn)走過場(chǎng)、流于形式的現(xiàn)象,利用STEA M教育理念,將手機(jī)軟件中豐富的功能及時(shí)的與同學(xué)分享,從而實(shí)現(xiàn)更好的教學(xué)效果。

例如,在“探究小車速度與時(shí)間變化的關(guān)系”教學(xué)中,首先教師借助多媒體短視頻,向?qū)W生呈現(xiàn)賽車加速啟動(dòng)時(shí)的場(chǎng)景,提出探究物體的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系。提出實(shí)驗(yàn)假設(shè)之后,教師引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶記錄小車的速度信息,最終通過v-t圖像得到速度隨時(shí)間的關(guān)系,但上述的實(shí)驗(yàn)過程中讓學(xué)生有種紙上談兵的感覺,例如打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用受場(chǎng)所的限制而無法實(shí)際測(cè)速,此時(shí)教師大膽提出學(xué)生心中的顧慮,向?qū)W生們介紹手機(jī)的速度傳感器以及數(shù)據(jù)處理軟件可以讓學(xué)生隨時(shí)隨地的拍攝視頻后并進(jìn)行追蹤得到速度-時(shí)間圖像,在本節(jié)課中既保證了物理實(shí)驗(yàn)的完整性,又借助現(xiàn)代科技充分發(fā)揮了理論的實(shí)用性,讓學(xué)生意識(shí)到基礎(chǔ)物理的學(xué)習(xí)才是高科技開發(fā)的前提,使學(xué)生建立正確的科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀。

3.借助幾何畫板等現(xiàn)代信息技術(shù),有效強(qiáng)化數(shù)學(xué)在物理領(lǐng)域中的作用。在高中物理教學(xué)中,對(duì)于一些物理問題的解決一般需要利用數(shù)學(xué)知識(shí)來進(jìn)行解決?；赟TEA M教育理念的高中物理信息化教學(xué)中,對(duì)于數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用,不僅能夠使物理問題更加簡單化,加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解,同時(shí)還能夠讓學(xué)生體會(huì)到應(yīng)用數(shù)學(xué)解決物理問題的必要性,理解學(xué)科之間的聯(lián)系,主動(dòng)構(gòu)建完整的知識(shí)體系。

例如:高中物理中關(guān)于規(guī)律的推導(dǎo)過程,一般都會(huì)涉及到函數(shù)、數(shù)列等數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用,此時(shí)可以借助數(shù)學(xué)教學(xué)常用軟件幾何畫板對(duì)高中物理教學(xué)中所涉及到的數(shù)學(xué)過程進(jìn)行模擬,磁聚焦與磁發(fā)散是物理與幾何數(shù)學(xué)深度融合的典型案例,通過數(shù)學(xué)幾何畫板的簡單演示,能夠清晰的呈現(xiàn)出粒子的軌跡規(guī)律。

四、結(jié)語

總而言之,STEAM教育理念作為一種全新的教學(xué)理念,在其指導(dǎo)下開展的高中物理信息化教學(xué),不僅打破了傳統(tǒng)的理論式教學(xué)模式,同時(shí)還為教師教學(xué)模式以及教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變起到促進(jìn)作用,使學(xué)生的學(xué)習(xí)更加多樣化,有利于學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解,提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。