基于STEM教育的跨學科教學模式研究

陳小駒

摘?要：如今，各個學科之間的結合越來越緊密，這就為教學帶來了巨大的挑戰。文中，幾何教學實際情況，就基于STEM教育的跨學科教學模式進行了探討，希望可以為跨學科教學提供借鑒。

關鍵詞：STEM?跨學科教學?教學模式

中圖分類號：G64??文獻標識碼：A????文章編號：1003-9082（2020）08-00-01

STEM 是 Science （科 學）、 Technology （技術）、Engineering （工程） 和 Mathematics （數學）英文首字母的縮寫。 STEM教育可以培養學生的核心素養和能力，為新經濟發展提供動力，是教育的新方向，也是21世紀課程改革的重大課題。

2015年余勝泉教授等專家提出，跨學科知識整合是STEM教育的核心問題，將各種知識高度情景化、細致生活化，最終都是讓學生綜合利用各科知識創造性地解決問題。項目和問題的設計是STEM跨學科整合教育的核心工作，通過知識情境化的真實問題中來進行項目和問題的設計時，綜合利用各學科的相關知識設計解決方案，以調動學生興趣和學習主動性，提高學生跨越學科的高階思維能力。

“元學科”的提倡者美國學者艾布特斯教授，對 STEM跨學科教學較為詳細的描述，他提出了STEM教育學科領域的知識統整應由科學、技術、工程和數學等學科統一構建，構建出的知識由實際情景連接。STEM跨學科教學的核心是多學科整合，學生的素養與能力在多學科整合實踐過程中得到鍛煉和提高。在 STEM跨學科教學中，跨學科指的是教師不能把構建學生的知識架構單一化，或嘗試使用單一學科知識解決問題，而應該是強調特定問題的綜合性，利用科學、技術、工程和數學等多學學科構建知識架構來解決問題，跨越學科邊界串聯知識，運用多元學科知識尋找思路，達到而培養學生的綜合解決能力和創新性思維。

教學模式是以一定的理論為指導，完成特定的教學內容和教學目標，表現為一定的教學活動序列及方法策略。主題（理論依據）、目標、條件（或稱手段）、程序和評價五個要素構成一個完整的教學模式（張武升，1988）。

STEM素養是 STEM教學目標的核心，具有知識、能力、態度、思維四位一體，在學科融合學習中有著獨特的作用， 如何利用 STEM跨學科教學來有效促進學生各學科的學習，是 STEM教學的一個基本出發點，培養學生的創新思維和動手實踐能力是STEM跨學科的教學價值的體現， STEM跨學科教學中包括的科學、技術、工程、和數學四門學科，雖然相對獨立，但 STEM跨學科教學中卻強調學科之間的有機結合，STEM跨學科的融合教學要求學生能夠綜合利用各個學科的知識來解決生活遇到實際問題。

STEM跨學科教學以多學科融合為核心，新興技術為支持，重視合作探究，有效地開展 STEM跨學科教學需要構建一個合理有效的教學模式，人工智能、5 G、大數據等都在 STEM跨學科教育中發揮著重要的支持作用。

STEM跨學科教學在很多方面已經廣發開展，如創客教育，人工智能教育等方面，國務院辦公廳2016年2月印發的《全民科學素質行動計劃綱要實施方案》明確提出，在中學階段要增強學科之間的橫向配合，開展跨學科的實踐探究活動，因此，對 STEM跨學科教學和多學科融合學習的研究十分迫切。

雖然STEM教學在我國開展了較長的時間，但仍已傳統的教學模式和教學手段為主，在實踐中教學目標泛化和異化，造成很多教師和學生處于觀望狀態，無法形成高質量的教學活動，有效的教學模式有待探索和研究。

隨著課程改革的深入，教育教學更注重學生的綜合發展，STEM 素養是 STEM 教學目標的核心，具有知識、能力、態度、思維四位一體的組合特征。因此，構建基于知識建構的 STEM 教學模式，深化 STEM 教學的本質，聚焦知識建構過程和學生 STEM 素養的培養。

推進STEM跨學科的實際應用，開發適合我校實際情況的教學方法，提高課堂教學效率，有利于學生學習中獲得成就動機和積極的情感體驗，激發學生學習興趣和培養學生正確的價值觀。

根據筆者在開展STEM教學中的實際情況，總結了反向STEM跨學科教學模式，傳統的STEM教學模式大多都是單一學科——多學科——學科之間——STEM跨學科的構建方法，這種教學模式的優點是循序漸進，學生可以逐步接受知識和方法，但缺點是教學周期長，缺乏對學生創新思維和發散思維的鍛煉，而反向STEM跨學科教學模式正好彌補了這些缺點。

反向STEM跨學科教學模式主要分為四個構建步驟：第一，構建綜合性驅動任務;第二，學生分解任務目標;第三，從各學科找出解決任務目標的知識和方法;第四，整合完成解決任務的綜合方案。

構建綜合行驅動任務時應注意任務的難度和范圍，只有適當難度和范圍的任務目標才能激發學生的學習動力，這就要求教師在充分了解學生知識架構，根據學生知識架構用小步調法構建任務，保證學生現有的知識架構能支撐任務目標，也要有適當的超架構難度，引導學生探索獲取新知識。任務范圍要求需涉及各科知識，而且這些知識是有一定的內在聯系，可以更好地實現反向STEM跨學科教學。

細化目標主要由學生自主完成，教師可以適當引導，對學生進行分組，再由學生自己從各學科中對完成任務的探究，最后方案總結可以采用多種形式，包括展示方案、演說匯報、視頻匯報等等，教師在學生整合完成后進行點評。

STEM教育有利于轉變學生的學習方式，培養STEM素養，從知識、能力、態度、思維多個維度提升學生素養，變被動學習為主動學習，不僅注重傳統的接受學習，也注重自主探究學習。推進STEM跨學科的實際應用，開發適合我校實際情況的教學方法，提高課堂教學效率。構建更加高效的跨學科教學模式，解決傳統理論存在的問題，讓學生學習中獲得成就動機和積極的情感體驗，激發學生學習興趣和培養學生正確的價值觀。

參考文獻

[1]蔡蕙文（2008）.STEM教學模式應用于國中自然與生活科技領域教學之研究[D].屏東：屏東科技大學技術及職業教育研究所.

[2]何克抗，吳娟.信息技術與課程整合[M].北京：高等教育出版社，2007.