例谈基于STEM教育理念的“四线五阶”科学建模-以“电磁继电器”教学为例

例谈基于STEM教育理念的“四线五阶”科学建模——以“电磁继电器”教学为例基于STEM教育理念的“四线五阶”科学建模——以“电磁继电器”教学为例摘要：随着科技的快速发展，STEM教育（科学、技术、工程和数学教育）理念逐渐受到关注并被广泛应用于教育领域。本文以“电磁继电器”为例，探讨了基于STEM教育理念的“四线五阶”科学建模方法在教学中的应用。通过实践发现，这种科学建模方法可以激发学生的兴趣和创造力，培养学生的系统思维和团队协作能力，提高学生的学习效果。关键词：STEM教育；科学建模；电磁继电器；四线五阶一、引言STEM教育是近年来兴起的一种教育模式，旨在培养学生的创新能力和解决问题的能力。它将科学、技术、工程和数学等学科知识融合在一起，通过项目化学习和实践性活动培养学生的实际操作能力。科学建模是STEM教育中的重要组成部分，通过将抽象的科学知识与实际问题相联系，使学生能够理解和应用科学原理，培养学生的科学思维和解决问题的能力。二、“四线五阶”科学建模方法简介“四线五阶”科学建模方法是一种将实际问题转化为数学模型的方法，它以学生为中心，分为四条线和五个阶段进行。四条线即问题线、情境线、方法线和知识线，五个阶段即启发探索、设立问题、构建模型、验证模型和应用模型。这种科学建模方法既强调问题解决过程的探索性和开放性，又注重科学知识的应用和巩固。三、“四线五阶”科学建模在“电磁继电器”教学中的应用1.启发探索阶段在启发探索阶段，教师可以通过展示实际电磁继电器并引发学生的好奇心，让学生思考和提出问题，激发学生学习的积极性。2.设立问题阶段在设立问题阶段，学生可以围绕电磁继电器的工作原理、使用领域和性能要求等问题进行深入研究，并提出自己感兴趣的问题。3.构建模型阶段在构建模型阶段，学生可以运用数学和物理知识，建立电磁继电器的数学模型，并对模型进行简化和优化。4.验证模型阶段在验证模型阶段，学生可以通过实验和仿真等手段验证模型的有效性和可行性，并比较模型的预测结果与实际情况的差异。5.应用模型阶段在应用模型阶段，学生可以应用模型解决实际问题，例如优化电磁继电器的设计，提高其工作效率和可靠性。四、基于“四线五阶”科学建模的教学效果评价通过采用“四线五阶”科学建模方法进行教学，可以使学生从passivelyreceivingknowledge（被动接受知识）转变为activelyconstructingknowledge（主动构建知识），从而激发学生的兴趣和提高学习效果。同时，学生在参与科学建模过程中，将培养解决问题的能力、科学思维和团队协作能力。五、结论基于STEM教育理念的“四线五阶”科学建模方法在“电磁继电器”教学中的应用能够有效地提高学生的学习效果，培养学生的创新能力和解决问题的能力。因此，在今后的教学中，应重视STEM教育的理念，积极探索并应用科学建模方法，以培养具备创新思维和解决问题能力的学生。参考文献：[1]张洪岩,张继红.STEM教育与科学建模[J].实验室科学,2020(2):108-109.[2]王遂东