STEM在初中綜合實踐跨學科融合課程中的應用

隨著科技的飛速發展和社會需求的不斷變化，教育領域正經歷著前所未有的變革。STEM教育理念作為應對這一挑戰的有效策略，受到了廣泛的關注。本文旨在探討STEM教育理念在初中綜合實踐跨學科融合課程設計與實施中的應用，明確其在促進學生創新思維、問題解決能力和實踐操作技能等素養發展中的價值。文章分析了教學實踐中應遵循的目標導向、情境創設、學生中心和評價多元等原則，從選擇主題、確定目標、組織內容、優化活動過程和開展活動評價等角度提出實踐策略，并明確課程實施效果，為相關研究提出參考建議。

《義務教育課程方案（2022年版）》（以下簡稱“課程方案”）中指出：設立“跨學科主題”學習活動，加強學科間的相互關聯，推動課程綜合化實施，強化實踐性要求。在此背景下，初中綜合實踐跨學科融合課程的設計與實施成為教學研究的重點，而STEM教育理念在課程實踐中的應用價值也備受關注。STEM教育注重科學、技術、工程和數學四大領域的融合與實踐應用，倡導學生通過項目式學習、探究學習等多樣化方式，積極應對并解決現實生活中的問題。

一、STEM教育理念在初中綜合實踐跨學科融合課程中的應用價值

STEM是一種注重實踐、跨學科融合的教育理念，涵蓋了科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四個教育維度。初中綜合實踐跨學科融合課程的設計旨在打破學科界限，培養學生的綜合能力并激發其潛能。STEM教育理念的核心思想與這一課程目標高度契合，其在課程實踐中的應用價值體現在多個方面：

第一，促進跨學科整合。傳統的教育體系下，學科之間的界限分明，學生難以將不同學科的知識相互關聯，形成全面的認知體系。STEM教育通過跨學科整合的教學方式，打破了這種界限，使學生能夠更全面地理解事物的本質和規律，拓寬視野，提升在復雜環境中分析和解決問題的能力。

第二，增強實踐活動參與感。傳統課堂往往側重于知識的被動接受，缺乏實際操作機會。而STEM教育強調以項目為驅動，通過實驗、設計和制作等活動引導學生進行實踐探索。這不僅加深了學生對學科知識的理解，還激發了他們的探索興趣，提升了實踐能力和創新能力。

第三，優化教學情境。STEM項目通過優化課程教學情境，激發學生的學習熱情和興趣。在實際問題的解決過程中，學生不僅運用所學的理論知識，還發揮想象力和創造力，提出新的解決方案。這種教學方式培養了學生的創新思維和批判性思維，同時提升了團隊協作和溝通能力。

第四，構建創意表達環境。在STEM項目中，學生可以在不同的學科領域中尋找靈感，將創意付諸實踐，釋放創造力。通過不同觀點的交鋒和碰撞，實現批判性思考，并通過獨立思考、理性分析和評價各種觀點和信息，形成自己的判斷和見解，從而發展批判性思維和創新性思維。

STEM教育理念在初中綜合實踐跨學科融合課程中的應用，不僅有助于打破傳統學科界限，促進知識的綜合應用，還能增強學生的實踐能力和創新思維，為他們的全面發展奠定堅實基礎。

二、STEM教育理念在初中綜合實踐跨學科融合課程中的應用原則

STEM教育理念倡導以項目為載體，讓學生在完成項目的過程中學習和應用知識。在跨學科融合課程中，教師需要設計一系列具有連貫性和層次性的項目。引導學生通過團隊協作的方式參與其中，并實現綜合素養的鍛煉和提升。

（一）目標導向

目標導向原則要求在設計STEM活動時要明確課程目標，確保活動內容與教學目標緊密相連。這意味著教師在項目準備階段要根據課程大綱和學科特點，制定出具體、可行的教學目標，并根據目標來安排STEM項目中的各項活動，同時根據學生在活動中的表現來判斷目標的實現情況，進而為后續的教學反思與優化提供依據。

（二）情境創設

STEM教育強調讓學生在真實的情境中發現、分析并解決問題。因此，在綜合實踐跨學科融合課程設計與實施過程中，教師要盡可能將STEM項目貼近生活或社會實際，形成能夠讓學生獲得真實體驗的探索情境。這樣不僅可以激發學生的學習興趣和動力，還能夠培養他們的解決問題的能力和創新思維。

（三）學生中心

學生中心的原則強調的是在STEM項目中應充分發揮學生的主體作用，以學生的發展作為項目開展的出發點和落腳點。從綜合實踐跨學科融合課程設計與實施過程來看，教師一方面要利用真實的項目引導學生參與到活動中來，鼓勵他們發表自己的觀點和想法，并在適當的時候給予指導和幫助。另一方面還要關注學生的個性差異和學習需求，提供個性化的學習支持和資源，以促進學生的全面發展。

（四）評價多元

在STEM教育中，教師不僅要關注學生的學習成果，還要關注他們在學習過程中所表現出的能力、態度和習慣等。評價多元的原則正是強調了這一點的重要性。因此，在綜合實踐跨學科融合課程的設計與實施中，教師應采用多種評價方式相結合的方法，全面評估學生的表現。

例如，通過過程性評價來關注學生在活動中的表現、思考過程和創新精神等。采用表現性評價來評估學生在項目完成過程中所展示的技能、知識和解決問題的能力。只有這樣才能更全面地了解學生的學習狀況和發展水平，進而保證教學指導工作更具針對性和實效性。

三、STEM教育理念在初中綜合實踐跨學科融合課程中的應用策略

初中跨學科融合課程實踐是以學科學習為起點，以主題整合為抓手，以實踐探索為路徑，以素養培育為旨歸，在實踐的過程中培養學生的核心素養。基于此，根據STEM教育理念，結合初中綜合實踐跨學科融合課程的要求，教師可以通過以下策略展開教學活動：

（一）加強多元分析，選擇活動主題

凝練主題是綜合實踐跨學科融合課程開展的前提，也是STEM實施的關鍵條件。根據“課程方案”的指導，初中綜合實踐跨學科融合課程的開展應以現實問題為主題，以某一學科為主線，整合其他學科，引導學生解決真實問題。基于此，在凝練主題的過程中，教師應充分考慮以下要素：

第一，深入分析各學科課程標準要求，整合課程內容，突出核心素養的發展。

第二，遵循教材內容的邏輯體系，整合分散在各科的思想、理論和方法，重視內容邏輯體系的構建。

第三，結合學生實際與社會需求，將學科知識回歸真實生活情境，結合社會情境，解決實際問題。

第四，確定實踐活動的主要類型，根據學生實際情況和學習內容設計主題活動。

（二）指向素養發展，確定活動目標

在確定活動目標時，教師應明確主學科的育人價值，并綜合運用多學科知識，引導學生在真實情境中進行主題學習，通過協作、創新、實踐等方式發展核心素養。因此，基于STEM教育理念的初中綜合實踐跨學科融合課程教學目標可從科學觀念、思維、探究實踐和態度責任等方面加以描述。例如，在環保發明STEM項目設計中，教師結合化學、道法、數學等學科知識，要求學生通過參觀污水處理廠學習環保知識，并自主設計簡易水質監測器。

基于項目要求，教師對活動目標進行如下描述：

第一，通過前期學習，了解吸附、沉淀、蒸餾、過濾等水凈化方法，掌握自來水凈化原理。通過計算污水處理程度，運用多學科知識解決實際問題。

第二，利用已有知識自制凈水器，體驗污水處理工藝設計過程，發展化學觀念。通過實驗探究和討論，優化污水處理工藝，培養知識整合、調查及設計能力。

第三，參與水處理項目，感受化學對改善生活和促進社會發展的積極作用，樹立珍惜水資源的意識。

這樣的活動目標對學生核心素養的綜合發展提出了具體要求，同時也為后續活動的開展指明了方向。

（三）利用真實問題，組織活動內容

綜合實踐跨學科融合課程主題是一個完整的研究課題，其中包含了不同學科知識內容。為引導學生循序漸進參與到STEM項目中來，教師應根據主題設計子問題，挖掘教材內容，抽象相關知識和方法，尋找不同學科知識間的邏輯關系，形成知識體系、內容結構和教學思路。基于此，教師在構建知識體系的過程中，應注意以下內容：

第一，在活動內容設計中，教師應突出問題驅動，激活學生對不同學科知識的探索興趣，并利用問題之間的關聯性引導學生展開結構化學習，建構知識體系。

第二，注重學習進階過程，對知識內容進行由易到難的安排，突出知識間的內在聯系，促使學生循序漸進地探索、發現。

第三，加強不同學科教師的跨界合作，共同設計跨學科主題內容，以補充學科課程。

（四）優化活動過程，促進課程實施

在STEM教育理念指導下，初中綜合實踐跨學科融合課程實踐活動流程可以按照準備階段、實施階段、展示階段三個環節推進。例如，在構建智能農業模型STEM項目中，教師融合了生物學、信息技術，指導學生通過編程控制小型溫室的溫濕度，探索智能化農業的奧秘，理解技術如何服務于農業生產。同時，教師也精心設計了項目方案，為學生提供了豐富的背景資料，幫助他們了解智能化農業的發展趨勢、應用場景以及潛在挑戰。

然后，在實施階段，引導學生學習相關的編程語言和技能，使他們能夠通過編程控制小型溫室的溫濕度。指導各組進行實地調研，在了解當地農業生產實際情況和需求的基礎上輔助學生利用傳感器、控制器等設備設計智能模型，實時監測溫室的溫濕度。此外，在展示階段，鼓勵學生展示、介紹智能農業模型，分享項目學習過程。

（五）開展多元評價，促進反思改進

綜合實踐跨學科融合課程的構建需要多層次、多維度評價體系的支持。在STEM項目開展過程中，教師應積極推行“教—學—評”一體化，綜合運用量化評價與質性評價等方法，借助學生自評、小組互評、教師總評等多種形式，對學生的綜合表現進行全面、客觀的評價，進而準確反映課程實施成效與教學質量，為教學反思和改進提供參考依據。

四、STEM教育理念在初中綜合實踐跨學科融合課程中的應用效果與反思

通過對初中綜合實踐跨學科融合課程設計與實施案例的分析，可以發現STEM教育理念的應用顯著提升了學生的跨學科知識應用能力、團隊協作能力以及創新思維能力。學生在解決問題的過程中，展現出更高的學習熱情和成就感。同時，教師也在不斷優化課程設計的過程中提升了專業素養。然而，在課程實踐過程中，STEM教育理念的應用也存在一些不可忽視的問題，例如主題凝練不合理，沒有充分體現學科融合的特點。項目推進過程缺乏有效指導，導致學生形成的成果質量參差不齊等。

針對此，教師可以采取以下措施進行改進：

第一，加強教師的STEM素養培訓，提高他們對于STEM教育理念的理解和掌握程度。可以通過組織專題培訓、邀請專家授課等方式，幫助教師提升專業素養和教學能力。

第二，優化跨學科融合課程的設計和實施過程。借鑒參考成功經驗，結合本地實際情況，設計更具針對性和實用性的“課程方案”。

第三，不斷推動課程內容的創新，提高其與時代發展和社會發展的貼合度。

第四，加強對學生學習過程的指導和支持。教師應從方法、資源等角度設計學習支持方案，幫助學生更好地理解和掌握課程內容。并注重學生的個體差異和需求，實現個性化指導。

五、結語

綜上所述，STEM教育理念在初中綜合實踐跨學科融合課程中的應用，是推動教育現代化、培養未來社會所需人才的重要途徑。通過精心設計的實踐活動，不僅能夠促進學生全面發展，還能激發其對科學技術的興趣，為終身學習奠定堅實基礎。上文圍繞STEM教育理念在初中綜合實踐跨學科融合課程中的應用價值、應用原則以及應用策略展開了多角度研究，并提出了相應的參考建議。在未來，教師還應繼續深入教研，深化理論研究，與時俱進、革故鼎新，探索更多有效的綜合實踐跨學科融合課程的教學模式，以發展學生的核心素養，促使他們更好地適應快速變化的社會需求。