STEM教學模式的設計與實踐研究

摘 要：隨著我國教育改革的不斷推進，創新教育的理念深入人心。為了培養跨學科思維能力復合型人才，STEM教育已經成為目前教育的熱點，將STEM教學模式應用到現在的教育中也是一種必然趨勢。對STEM教學模式的設計模式和實踐應用進行了探究。

關鍵詞：STEM;教學;設計模式;實踐

隨著社會的發展，對學生就職時的能力要求也發生了變化。除了要求學生有專業的技能以外，還要有敢于質疑、善于實踐、勇于創新的綜合能力，能夠在實際中解決問題。STEM教育在世界范圍已經有了廣泛的應用，多個國家已經發布了STEM的教育規劃。在中國，STEM教育也得到了普遍的推廣。STEM教育模式將會是21世紀教育新的指向標。

一、STEM教育的基本概述

STEM是Science、Technology、Engineering、Math的縮寫，翻譯成中文，STEM教育是結合科學、技術、工程和數學的學科教育。STEM教育的理念是在實踐中融入學科知識，將知識的學習應用于實踐中，實現理論與實踐的統一。STEM教育中各種學科的整合不僅僅是簡單的知識結合，而是在實踐過程中每個學科的精神內涵的融合，是一種創新型教育模式。因此，除了培養學生的科學素質、技術素質、工程素質和數學素質以外，STEM教育還可以有效地培養學生的實踐動手能力和創新性思維。對STEM教育的評價需要系統性審視，在實踐過程中完成了與教學課程的密切結合，具體表現為綜合性、開放性、實踐性和豐富性。

二、STEM教學模式的設計模板

（一）教學分析

在設計詳細的教學模式之前需要進行具體的教學分析。教學目標、教學內容、學生特點等因素都需要考慮在內。教學目標的設定是為了讓學生對課程有初步的了解，也可以使教師的教學有的放矢。教學目標的具體設定內容包括知識與技能、過程與方法和價值觀三個方面。教學內容則是教師教授的具體知識，是教學分析最重要的一步。在分析時教師需要對教學內容有明確的了解。分析學生特點是為了設計的教學模板可以對學生起到最大的效果，根據學生的學習情況才能設計出最適合的模板。

（二）問題情境設計

STEM教育與其他的教育一樣，學生興趣的培養是一個很重要的過程。只有設計與學生平時使用的教學模板不同的模板才能激發學生探索問題的興趣，從而在探索的過程中提高解決問題的綜合能力。因此，對問題情境的設計尤為重要，學生可以在問題情境中不受答案的限制，利用自己的發散思維提出不同的方案。

（三）跨學科教學設計

真正的STEM教育是融合各種學科的全方位、立體式的教學模式，致力于實現學生知識、技能、情感、價值觀的全面發展。針對同一個主題，可以梳理各學科的相關知識點進行深入理解，從而設計出新的教學模板。也可以通過繪制知識地圖的方式展示各種學科之間的關聯。除此之外，教師可以通過開展各種教學活動，將各個學科的知識點融入其中，實現在實踐中學習理論知識的目標。

（四）項目式學習

項目式學習是學生通過小組的方式對跨學科的高難度問題進行討論研究的學習方式。教師通過情境設計引導學生發現問題，學生通過小組討論，思考問題，提出各自的想法，大家從多個角度探究解決問題的突破口，最終找到最優方法之后，通過團隊協作的方式完成學習解決方案的設計。經過項目式學習，學生可以提升合作能力和思維能力。

三、STEM教學模式的實踐研究

（一）教學分析

商場扶梯的設計課程，通過對商場中扶梯的智能化設計達到為人們提供便利和節約用電的目的。在知識與技能上，學生可以了解扶梯的工作原理、內部結構知識。在過程與方法上，可以發散自己的思維設計不同的方案。在價值觀上，學生能夠獲得團隊合作能力，增強自己的社會責任感。

（二）問題情境設計

在實際的STEM教學中，教師根據學生的心理特點進行課程設計，通過教學游戲等設計教學，既能激發學生的學習興趣，又可以創造出輕松愉快的學習環境。比如商場扶梯設計課程中，教師可以創設這樣的情境：繁華熱鬧的商場中，設置了智能扶梯后，有人靠近的時候扶梯自動運行，沒有人乘坐的時候自動停止。

（三）項目式學習

如在公園智能電風扇的課程中，通過導入情境學生提出如何實現智能化自動開啟和關閉的問題，然后通過對各個學科知識點的分析，大家發散思維，提出自己的想法，最近對各種方案進行利與弊的討論后得出一個最優方案。在這個過程中，激發學生對問題探究的興趣，提高分析、解決問題的能力。

STEM教學模式設計中，項目式教學、情境設計、跨學科設計等新的教學模式給課堂注入了新的活力，有效地激發了學生的學習興趣，創建了輕松和諧的學習環境。在教學過程中，不再受到單一學科的束縛，將各個學科融合起來，引導學生利用發散性思維思考復雜問題。通過反復的實驗，該設計模式對學生的作用較為明顯，為后續STEM課程的實施提供了參考和借鑒。

參考文獻：

[1]李暢.基于STEM教育理念的翻轉課堂教學模式研究[D].遼寧師范大學，2018.

[2]趙玉婷.STEM教育理念下小學《研究性學習活動》課程的教學設計與實施[D].東北師范大學，2018.

[3]楊亞平.整合性STEM教育理念下工程類高職數學教學模式的建構[D].華東師范大學，2016.

作者簡介：陳洪洪（1981—），女，壯族，廣西防城港市，本科，中學一級，研究方向：信息技術教育。

編輯 高 瓊