STEM教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究

摘 要：隨著我國教育改革的不斷推進(jìn)，創(chuàng)新教育的理念深入人心。為了培養(yǎng)跨學(xué)科思維能力復(fù)合型人才，STEM教育已經(jīng)成為目前教育的熱點(diǎn)，將STEM教學(xué)模式應(yīng)用到現(xiàn)在的教育中也是一種必然趨勢。對STEM教學(xué)模式的設(shè)計(jì)模式和實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：STEM;教學(xué);設(shè)計(jì)模式;實(shí)踐

隨著社會的發(fā)展，對學(xué)生就職時(shí)的能力要求也發(fā)生了變化。除了要求學(xué)生有專業(yè)的技能以外，還要有敢于質(zhì)疑、善于實(shí)踐、勇于創(chuàng)新的綜合能力，能夠在實(shí)際中解決問題。STEM教育在世界范圍已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，多個(gè)國家已經(jīng)發(fā)布了STEM的教育規(guī)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(jì)教育新的指向標(biāo)。

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(jié)合科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的學(xué)科教育。STEM教育的理念是在實(shí)踐中融入學(xué)科知識，將知識的學(xué)習(xí)應(yīng)用于實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的統(tǒng)一。STEM教育中各種學(xué)科的整合不僅僅是簡單的知識結(jié)合，而是在實(shí)踐過程中每個(gè)學(xué)科的精神內(nèi)涵的融合，是一種創(chuàng)新型教育模式。因此，除了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)、技術(shù)素質(zhì)、工程素質(zhì)和數(shù)學(xué)素質(zhì)以外，STEM教育還可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新性思維。對STEM教育的評價(jià)需要系統(tǒng)性審視，在實(shí)踐過程中完成了與教學(xué)課程的密切結(jié)合，具體表現(xiàn)為綜合性、開放性、實(shí)踐性和豐富性。

二、STEM教學(xué)模式的設(shè)計(jì)模板

（一）教學(xué)分析

在設(shè)計(jì)詳細(xì)的教學(xué)模式之前需要進(jìn)行具體的教學(xué)分析。教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生特點(diǎn)等因素都需要考慮在內(nèi)。教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定是為了讓學(xué)生對課程有初步的了解，也可以使教師的教學(xué)有的放矢。教學(xué)目標(biāo)的具體設(shè)定內(nèi)容包括知識與技能、過程與方法和價(jià)值觀三個(gè)方面。教學(xué)內(nèi)容則是教師教授的具體知識，是教學(xué)分析最重要的一步。在分析時(shí)教師需要對教學(xué)內(nèi)容有明確的了解。分析學(xué)生特點(diǎn)是為了設(shè)計(jì)的教學(xué)模板可以對學(xué)生起到最大的效果，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況才能設(shè)計(jì)出最適合的模板。

（二）問題情境設(shè)計(jì)

STEM教育與其他的教育一樣，學(xué)生興趣的培養(yǎng)是一個(gè)很重要的過程。只有設(shè)計(jì)與學(xué)生平時(shí)使用的教學(xué)模板不同的模板才能激發(fā)學(xué)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(shè)計(jì)尤為重要，學(xué)生可以在問題情境中不受答案的限制，利用自己的發(fā)散思維提出不同的方案。

（三）跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)

真正的STEM教育是融合各種學(xué)科的全方位、立體式的教學(xué)模式，致力于實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識、技能、情感、價(jià)值觀的全面發(fā)展。針對同一個(gè)主題，可以梳理各學(xué)科的相關(guān)知識點(diǎn)進(jìn)行深入理解，從而設(shè)計(jì)出新的教學(xué)模板。也可以通過繪制知識地圖的方式展示各種學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)。除此之外，教師可以通過開展各種教學(xué)活動，將各個(gè)學(xué)科的知識點(diǎn)融入其中，實(shí)現(xiàn)在實(shí)踐中學(xué)習(xí)理論知識的目標(biāo)。

（四）項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是學(xué)生通過小組的方式對跨學(xué)科的高難度問題進(jìn)行討論研究的學(xué)習(xí)方式。教師通過情境設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，學(xué)生通過小組討論，思考問題，提出各自的想法，大家從多個(gè)角度探究解決問題的突破口，最終找到最優(yōu)方法之后，通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式完成學(xué)習(xí)解決方案的設(shè)計(jì)。經(jīng)過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，學(xué)生可以提升合作能力和思維能力。

三、STEM教學(xué)模式的實(shí)踐研究

（一）教學(xué)分析

商場扶梯的設(shè)計(jì)課程，通過對商場中扶梯的智能化設(shè)計(jì)達(dá)到為人們提供便利和節(jié)約用電的目的。在知識與技能上，學(xué)生可以了解扶梯的工作原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)知識。在過程與方法上，可以發(fā)散自己的思維設(shè)計(jì)不同的方案。在價(jià)值觀上，學(xué)生能夠獲得團(tuán)隊(duì)合作能力，增強(qiáng)自己的社會責(zé)任感。

（二）問題情境設(shè)計(jì)

在實(shí)際的STEM教學(xué)中，教師根據(jù)學(xué)生的心理特點(diǎn)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，通過教學(xué)游戲等設(shè)計(jì)教學(xué)，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可以創(chuàng)造出輕松愉快的學(xué)習(xí)環(huán)境。比如商場扶梯設(shè)計(jì)課程中，教師可以創(chuàng)設(shè)這樣的情境：繁華熱鬧的商場中，設(shè)置了智能扶梯后，有人靠近的時(shí)候扶梯自動運(yùn)行，沒有人乘坐的時(shí)候自動停止。

（三）項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

如在公園智能電風(fēng)扇的課程中，通過導(dǎo)入情境學(xué)生提出如何實(shí)現(xiàn)智能化自動開啟和關(guān)閉的問題，然后通過對各個(gè)學(xué)科知識點(diǎn)的分析，大家發(fā)散思維，提出自己的想法，最近對各種方案進(jìn)行利與弊的討論后得出一個(gè)最優(yōu)方案。在這個(gè)過程中，激發(fā)學(xué)生對問題探究的興趣，提高分析、解決問題的能力。

STEM教學(xué)模式設(shè)計(jì)中，項(xiàng)目式教學(xué)、情境設(shè)計(jì)、跨學(xué)科設(shè)計(jì)等新的教學(xué)模式給課堂注入了新的活力，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)建了輕松和諧的學(xué)習(xí)環(huán)境。在教學(xué)過程中，不再受到單一學(xué)科的束縛，將各個(gè)學(xué)科融合起來，引導(dǎo)學(xué)生利用發(fā)散性思維思考復(fù)雜問題。通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，該設(shè)計(jì)模式對學(xué)生的作用較為明顯，為后續(xù)STEM課程的實(shí)施提供了參考和借鑒。

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

編輯 高 瓊