基于STEM教育的跨學(xué)科教學(xué)模式研究

陳小駒

摘?要：如今，各個學(xué)科之間的結(jié)合越來越緊密，這就為教學(xué)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。文中，幾何教學(xué)實(shí)際情況，就基于STEM教育的跨學(xué)科教學(xué)模式進(jìn)行了探討，希望可以為跨學(xué)科教學(xué)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：STEM?跨學(xué)科教學(xué)?教學(xué)模式

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

STEM 是 Science （科 學(xué)）、 Technology （技術(shù)）、Engineering （工程） 和 Mathematics （數(shù)學(xué)）英文首字母的縮寫。 STEM教育可以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)和能力，為新經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供動力，是教育的新方向，也是21世紀(jì)課程改革的重大課題。

2015年余勝泉教授等專家提出，跨學(xué)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(xì)致生活化，最終都是讓學(xué)生綜合利用各科知識創(chuàng)造性地解決問題。項目和問題的設(shè)計是STEM跨學(xué)科整合教育的核心工作，通過知識情境化的真實(shí)問題中來進(jìn)行項目和問題的設(shè)計時，綜合利用各學(xué)科的相關(guān)知識設(shè)計解決方案，以調(diào)動學(xué)生興趣和學(xué)習(xí)主動性，提高學(xué)生跨越學(xué)科的高階思維能力。

“元學(xué)科”的提倡者美國學(xué)者艾布特斯教授，對 STEM跨學(xué)科教學(xué)較為詳細(xì)的描述，他提出了STEM教育學(xué)科領(lǐng)域的知識統(tǒng)整應(yīng)由科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等學(xué)科統(tǒng)一構(gòu)建，構(gòu)建出的知識由實(shí)際情景連接。STEM跨學(xué)科教學(xué)的核心是多學(xué)科整合，學(xué)生的素養(yǎng)與能力在多學(xué)科整合實(shí)踐過程中得到鍛煉和提高。在 STEM跨學(xué)科教學(xué)中，跨學(xué)科指的是教師不能把構(gòu)建學(xué)生的知識架構(gòu)單一化，或嘗試使用單一學(xué)科知識解決問題，而應(yīng)該是強(qiáng)調(diào)特定問題的綜合性，利用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等多學(xué)學(xué)科構(gòu)建知識架構(gòu)來解決問題，跨越學(xué)科邊界串聯(lián)知識，運(yùn)用多元學(xué)科知識尋找思路，達(dá)到而培養(yǎng)學(xué)生的綜合解決能力和創(chuàng)新性思維。

教學(xué)模式是以一定的理論為指導(dǎo)，完成特定的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，表現(xiàn)為一定的教學(xué)活動序列及方法策略。主題（理論依據(jù)）、目標(biāo)、條件（或稱手段）、程序和評價五個要素構(gòu)成一個完整的教學(xué)模式（張武升，1988）。

STEM素養(yǎng)是 STEM教學(xué)目標(biāo)的核心，具有知識、能力、態(tài)度、思維四位一體，在學(xué)科融合學(xué)習(xí)中有著獨(dú)特的作用， 如何利用 STEM跨學(xué)科教學(xué)來有效促進(jìn)學(xué)生各學(xué)科的學(xué)習(xí)，是 STEM教學(xué)的一個基本出發(fā)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手實(shí)踐能力是STEM跨學(xué)科的教學(xué)價值的體現(xiàn)， STEM跨學(xué)科教學(xué)中包括的科學(xué)、技術(shù)、工程、和數(shù)學(xué)四門學(xué)科，雖然相對獨(dú)立，但 STEM跨學(xué)科教學(xué)中卻強(qiáng)調(diào)學(xué)科之間的有機(jī)結(jié)合，STEM跨學(xué)科的融合教學(xué)要求學(xué)生能夠綜合利用各個學(xué)科的知識來解決生活遇到實(shí)際問題。

STEM跨學(xué)科教學(xué)以多學(xué)科融合為核心，新興技術(shù)為支持，重視合作探究，有效地開展 STEM跨學(xué)科教學(xué)需要構(gòu)建一個合理有效的教學(xué)模式，人工智能、5 G、大數(shù)據(jù)等都在 STEM跨學(xué)科教育中發(fā)揮著重要的支持作用。

STEM跨學(xué)科教學(xué)在很多方面已經(jīng)廣發(fā)開展，如創(chuàng)客教育，人工智能教育等方面，國務(wù)院辦公廳2016年2月印發(fā)的《全民科學(xué)素質(zhì)行動計劃綱要實(shí)施方案》明確提出，在中學(xué)階段要增強(qiáng)學(xué)科之間的橫向配合，開展跨學(xué)科的實(shí)踐探究活動，因此，對 STEM跨學(xué)科教學(xué)和多學(xué)科融合學(xué)習(xí)的研究十分迫切。

雖然STEM教學(xué)在我國開展了較長的時間，但仍已傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)手段為主，在實(shí)踐中教學(xué)目標(biāo)泛化和異化，造成很多教師和學(xué)生處于觀望狀態(tài)，無法形成高質(zhì)量的教學(xué)活動，有效的教學(xué)模式有待探索和研究。

隨著課程改革的深入，教育教學(xué)更注重學(xué)生的綜合發(fā)展，STEM 素養(yǎng)是 STEM 教學(xué)目標(biāo)的核心，具有知識、能力、態(tài)度、思維四位一體的組合特征。因此，構(gòu)建基于知識建構(gòu)的 STEM 教學(xué)模式，深化 STEM 教學(xué)的本質(zhì)，聚焦知識建構(gòu)過程和學(xué)生 STEM 素養(yǎng)的培養(yǎng)。

推進(jìn)STEM跨學(xué)科的實(shí)際應(yīng)用，開發(fā)適合我校實(shí)際情況的教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)效率，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)中獲得成就動機(jī)和積極的情感體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生正確的價值觀。

根據(jù)筆者在開展STEM教學(xué)中的實(shí)際情況，總結(jié)了反向STEM跨學(xué)科教學(xué)模式，傳統(tǒng)的STEM教學(xué)模式大多都是單一學(xué)科——多學(xué)科——學(xué)科之間——STEM跨學(xué)科的構(gòu)建方法，這種教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)是循序漸進(jìn)，學(xué)生可以逐步接受知識和方法，但缺點(diǎn)是教學(xué)周期長，缺乏對學(xué)生創(chuàng)新思維和發(fā)散思維的鍛煉，而反向STEM跨學(xué)科教學(xué)模式正好彌補(bǔ)了這些缺點(diǎn)。

反向STEM跨學(xué)科教學(xué)模式主要分為四個構(gòu)建步驟：第一，構(gòu)建綜合性驅(qū)動任務(wù);第二，學(xué)生分解任務(wù)目標(biāo);第三，從各學(xué)科找出解決任務(wù)目標(biāo)的知識和方法;第四，整合完成解決任務(wù)的綜合方案。

構(gòu)建綜合行驅(qū)動任務(wù)時應(yīng)注意任務(wù)的難度和范圍，只有適當(dāng)難度和范圍的任務(wù)目標(biāo)才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，這就要求教師在充分了解學(xué)生知識架構(gòu)，根據(jù)學(xué)生知識架構(gòu)用小步調(diào)法構(gòu)建任務(wù)，保證學(xué)生現(xiàn)有的知識架構(gòu)能支撐任務(wù)目標(biāo)，也要有適當(dāng)?shù)某軜?gòu)難度，引導(dǎo)學(xué)生探索獲取新知識。任務(wù)范圍要求需涉及各科知識，而且這些知識是有一定的內(nèi)在聯(lián)系，可以更好地實(shí)現(xiàn)反向STEM跨學(xué)科教學(xué)。

細(xì)化目標(biāo)主要由學(xué)生自主完成，教師可以適當(dāng)引導(dǎo)，對學(xué)生進(jìn)行分組，再由學(xué)生自己從各學(xué)科中對完成任務(wù)的探究，最后方案總結(jié)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(xué)生整合完成后進(jìn)行點(diǎn)評。

STEM教育有利于轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)STEM素養(yǎng)，從知識、能力、態(tài)度、思維多個維度提升學(xué)生素養(yǎng)，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，不僅注重傳統(tǒng)的接受學(xué)習(xí)，也注重自主探究學(xué)習(xí)。推進(jìn)STEM跨學(xué)科的實(shí)際應(yīng)用，開發(fā)適合我校實(shí)際情況的教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)效率。構(gòu)建更加高效的跨學(xué)科教學(xué)模式，解決傳統(tǒng)理論存在的問題，讓學(xué)生學(xué)習(xí)中獲得成就動機(jī)和積極的情感體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生正確的價值觀。

參考文獻(xiàn)

[1]蔡蕙文（2008）.STEM教學(xué)模式應(yīng)用于國中自然與生活科技領(lǐng)域教學(xué)之研究[D].屏東：屏東科技大學(xué)技術(shù)及職業(yè)教育研究所.

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