基于STEM教育的跨学科教学模式研究

1、    基于stem教育的跨学科教学模式研究    陈小驹摘 要：如今，各个学科之间的结合越来越紧密，这就为教学带来了巨大的挑战。文中，几何教学实际情况，就基于stem教育的跨学科教学模式进行了探讨，希望可以为跨学科教学提供借鉴。关键词：stem 跨学科教学 教学模式：g64  ：a    ：1003-9082（2020）08-00-01stem 是 science （科 学）、 technology （技术）、engineering （工程） 和 mathemat

2、ics （数学）英文首字母的缩写。 stem教育可以培养学生的核心素养和能力，为新经济发展提供动力，是教育的新方向，也是21世纪课程改革的重大课题。2015年余胜泉教授等专家提出，跨学科知识整合是stem教育的核心问题，将各种知识高度情景化、细致生活化，最终都是让学生综合利用各科知识创造性地解决问题。项目和问题的设计是stem跨学科整合教育的核心工作，通过知识情境化的真实问题中来进行项目和问题的设计时，综合利用各学科的相关知识设计解决方案，以调动学生兴趣和学习主动性，提高学生跨越学科的高阶思维能力。“元学科”的提倡者美国学者艾布特斯教授，对 stem跨学科教学较为详细的描述，他提出了stem教

3、育学科领域的知识统整应由科学、技术、工程和数学等学科统一构建，构建出的知识由实际情景连接。stem跨学科教学的核心是多学科整合，学生的素养与能力在多学科整合实践过程中得到锻炼和提高。在 stem跨学科教学中，跨学科指的是教师不能把构建学生的知识架构单一化，或尝试使用单一学科知识解决问题，而应该是强调特定问题的综合性，利用科学、技术、工程和数学等多学学科构建知识架构来解决问题，跨越学科边界串联知识，运用多元学科知识寻找思路，达到而培养学生的综合解决能力和创新性思维。教学模式是以一定的理论为指导，完成特定的教学内容和教学目标，表现为一定的教学活动序列及方法策略。主题（理论依据）、目标、条件（或称手

4、段）、程序和评价五个要素构成一个完整的教学模式（张武升，1988）。stem素养是 stem教学目标的核心，具有知识、能力、态度、思维四位一体，在学科融合学习中有着独特的作用， 如何利用 stem跨学科教学来有效促进学生各学科的学习，是 stem教学的一个基本出发点，培养学生的创新思维和动手实践能力是stem跨学科的教学价值的体现， stem跨学科教学中包括的科学、技术、工程、和数学四门学科，虽然相对独立，但 stem跨学科教学中却强调学科之间的有机结合，stem跨学科的融合教学要求学生能够综合利用各个学科的知识来解决生活遇到实际问题。stem跨学科教学以多学科融合为核心，新兴技术为支持，重视

5、合作探究，有效地开展 stem跨学科教学需要构建一个合理有效的教学模式，人工智能、5 g、大数据等都在 stem跨学科教育中发挥着重要的支持作用。stem跨学科教学在很多方面已经广发开展，如创客教育，人工智能教育等方面，国务院办公厅2016年2月印发的全民科学素质行动计划纲要实施方案明确提出，在中学阶段要增强学科之间的横向配合，开展跨学科的实践探究活动，因此，对 stem跨学科教学和多学科融合学习的研究十分迫切。虽然stem教学在我国开展了较长的时间，但仍已传统的教学模式和教学手段为主，在实践中教学目标泛化和异化，造成很多教师和学生处于观望状态，无法形成高质量的教学活动，有效的教学模式有待探索

6、和研究。随着课程改革的深入，教育教学更注重学生的综合发展，stem 素养是 stem 教学目标的核心，具有知识、能力、态度、思维四位一体的组合特征。因此，构建基于知识建构的 stem 教学模式，深化 stem 教学的本质，聚焦知识建构过程和学生 stem 素养的培养。推进stem跨学科的实际应用，开发适合我校实际情况的教学方法，提高课堂教学效率，有利于学生学习中获得成就动机和积极的情感体验，激发学生学习兴趣和培养学生正确的价值观。根据笔者在开展stem教学中的实际情况，总结了反向stem跨学科教学模式，传统的stem教学模式大多都是单一学科多学科学科之间stem跨学科的构建方法，这种教学模式的

7、优点是循序渐进，学生可以逐步接受知识和方法，但缺点是教学周期长，缺乏对学生创新思维和发散思维的锻炼，而反向stem跨学科教学模式正好弥补了这些缺点。反向stem跨学科教学模式主要分为四个构建步骤：第一，构建综合性驱动任务;第二，学生分解任务目标;第三，从各学科找出解决任务目标的知识和方法;第四，整合完成解决任务的综合方案。构建综合行驱动任务时应注意任务的难度和范围，只有适当难度和范围的任务目标才能激发学生的学习动力，这就要求教师在充分了解学生知识架构，根据学生知识架构用小步调法构建任务，保证学生现有的知识架构能支撑任务目标，也要有适当的超架构难度，引导学生探索获取新知识。任务范围要求需涉及各科

8、知识，而且这些知识是有一定的内在联系，可以更好地实现反向stem跨学科教学。细化目标主要由学生自主完成，教师可以适当引导，对学生进行分组，再由学生自己从各学科中对完成任务的探究，最后方案总结可以采用多种形式，包括展示方案、演说汇报、视频汇报等等，教师在学生整合完成后进行点评。stem教育有利于转变学生的学习方式，培养stem素养，从知识、能力、态度、思维多个维度提升学生素养，变被动学习为主动学习，不仅注重传统的接受学习，也注重自主探究学习。推进stem跨学科的实际应用，开发适合我校实际情况的教学方法，提高课堂教学效率。构建更加高效的跨学科教学模式，解决传统理论存在的问题，让学生学习中获得成就动机和积极的情感体验，激发学生