Page 211 - 智慧校园环境下教育创新理论及路径研究

第七章 基于 STEM 教育的高中物理教学创新模式

（二）学习目标分析
上述两种学习内容分别对应了不同的学习目标，物理教材内容知识的学习目
标对应了每节课的教学目标，该目标从核心素养的四个方面对学生的学习提出了
要求。而 STEM 整合学科知识的学习目标需要我们基于 STEM 教育理念的内涵，

将 STEM 整合学科知识的学习目标从 STEM 素养的四个方面来进行分析，这两
个方面的学习目标在教学过程中是相辅相成的，具有互相促进的作用。对学习者
的分析包含了对其年龄特点、思维方式、认知水平等方面的分析。我们需要明确
进行学情分析的目的是帮助教师更加有效的开展 STEM 课程，使教学过程的更

加符合班级学生的特点，从而帮助教学设计发挥出更加明显作用与功能。学情分
析是在教学活动开始之前进行的，教师在对学习者进行分析时可以从学生的整体
特征和个体差异、学生的知识储备和能力基础、学生的情感态度方面进行科学合
理的分析与判断。对学习者分析的意义在于帮助教师全方位了解学生，预判教学

过程中学生可能会面临的问题，从而有效设计教学策略，进一步优化课堂教学。

二、高中物理教学设计案例

（一）教学案例的设计

本节课是基于高中物理选修 3-4 中光学部分的知识进行的，以激光及其应用、
光的干涉、衍射以及反射原理为基础，从而延伸至对全息技术和伪全息技术的了
解，通过制作伪全息影像的实验过程，培养高二学生的 STEM 理念素养。下面
就对《伪全息 3D 影像制作》STEM 课程的构建进行全面详细的分析。

1. 环节一：提出问题，理解问题
【教师行为】教师基于学生对光的干涉、衍射基本原理的掌握，以及对激光
在生活中应用的了解，从课本中全息照相部分的内容入手，首先，通过多媒体播
放科幻片中一些画面可以直接展示在空气中和舞台上同时出现多个同一个人的影

像资料，激起学生的兴趣；接着，教师再引导学生分别单独用左右眼去看同一物
体，让学生真实感受到影像的差别，也让学生对问题本身产生了初步的了解。通
过这些与现实生活联系紧密的事情创建教学背景，进而引出本节课要解决的主要
问题：制作伪全息 3D 投影装置。

【学生行为】在教师的引导下观看伪全息 3D 投影视频，思考其物理原理；
分别单独用左右眼去观察同一个物体，感受两次影像的不同，并思考背后的原因，

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