根据2017年版《普通高中物理课程标准》规定:“高中物理课程帮助学生学习物理基础知识和基本技能;经历科学探究过程,熟练掌握科学探究方法,提高创新能力和实践能力”。由此可见,新课标对教师的要求既包括传授学生科学知识、帮助学生了解物理原理,还要能够培养学生的科学探究能力、创新思维能力和问题解决能力,从而实现学生的全方位发展。物理是高中阶段的一门重要课程,对提高学生的科学素养具有重要作用,而STEM教育理念的核心目标是培养学生的综合素养,与新课标不谋而同。目前,我国的STEM教育已经受到了各方的重视,但在STEM教育理念应用于学科课程的实践研究中还比较欠缺,因此,开发STEM教育理念下的高中物理实验尤为重要。本研究的研究内容主要包含以下几点:一、查阅分析国内外的相关文献和STEM理念在物理实验课程中的融和情况,以及实践情况。并调研参考已有的研究成果与研究经验,深入探析STEM教育的内涵、相关特征及核心素养,并对STEM理念进行概念界定。二、通过访谈法与问卷调查法分析STEM理念在高中物理实验课中的教学现状,进而在理解STEM理念和高中物理实验课本质的基础上,结合高中物理教师与高中生对STEM教育的认知水平现状,聚焦现阶段存在的问题,分析问题的产生原因,提出开展STEM教育实践的促成条件,根据问卷前测结果拟定了各方面水平相当的实验班与对照班。三、依据STEM教学案例的设计原则与设计流程对人教版高中物理必修一与必修二的内容进行分析,提炼出适合融入STEM理念的教学内容,构建设计出STEM理念下高中物理实验教学设计案例;开展实践研究,实录整个教学过程、学生在教学过程中的行为态度。课程结束后对实施的效果进行后测与评价分析。四、采用问卷调查的方式对教学实施效果进行测试,观察实验班与对照班前后测差异性,并对测试数据进行分析,发现实验班在STEM素养的三个维度上都得到了明显的提升,以此总结研究结论并提出改善建议。所得研究结论如下:一、学生对知识和技能的自主构建效果显著,主要体现在学生在整个实验过程中积极参与、勤加思考、乐于探究,同时更擅长结合不同学科的知识内容解决复杂问题,这说明STEM教育理念应用于高中物理实验课教学是可行有效的。二、所开发的STEM理念下的高中物理实验有助于培养学生的STEM综合素养,提高学生对于物理课程学习的兴趣,培养学生的合作学习能力、科学探究能力、创新思维能力和问题解决能力。三、本研究将STEM教育理念融入高中物理实验教学中,显著提高了高中物理实验教学效果。