基于STEAM的初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

摘 要：STEAM教育理論強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生的跨學(xué)科整合與實(shí)踐能力的培養(yǎng)，成為學(xué)校教育改革的重要方向。教師應(yīng)深入研究STEAM教育理論的內(nèi)涵及特點(diǎn)，將STEAM與初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，構(gòu)建基于STEAM的初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。以校本課程“染料敏化太陽(yáng)能電池的探究”為例，可從課程設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面，探索基于STEAM的初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施。

關(guān)鍵詞：STEAM教育；初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)；跨學(xué)科；染料敏化太陽(yáng)能電池

中圖分類號(hào)：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0450-9889（2025）01-0099-06

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論知識(shí)與實(shí)踐操作相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維具有重要作用。然而，傳統(tǒng)的初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往局限于單一學(xué)科的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏跨學(xué)科整合及方法創(chuàng)新，不利于學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)知識(shí)體系和培養(yǎng)跨學(xué)科思維與創(chuàng)新能力。隨著社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才需求的日益增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的教育模式正逐步向多元化、綜合化的方向發(fā)展。STEAM教育以其獨(dú)特的跨學(xué)科融合特性，有機(jī)融合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等多學(xué)科的知識(shí)和方法，通過(guò)跨學(xué)科主題式學(xué)習(xí)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供了新的途徑。將STEAM教育理論融入傳統(tǒng)的初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有助于打破學(xué)科壁壘，促進(jìn)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、提升實(shí)踐能力、發(fā)展創(chuàng)新思維。筆者致力于將STEAM與初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的研究，設(shè)計(jì)并實(shí)施了一套富有創(chuàng)意和實(shí)效性的初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，選取富含跨學(xué)科知識(shí)的校本課程“染料敏化太陽(yáng)能電池的探究”，探索基于STEAM的初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施。

一、STEAM教育理論的內(nèi)涵及特點(diǎn)

STEAM教育是指實(shí)施由科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）、數(shù)學(xué)（Mathematics）等學(xué)科共同構(gòu)成的跨學(xué)科融合教育［1］，簡(jiǎn)稱STEAM。學(xué)生在真實(shí)的情境任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，能夠運(yùn)用自身所學(xué)的知識(shí)或者各種獲取信息的渠道，積極主動(dòng)地去分析實(shí)際問(wèn)題、對(duì)多學(xué)科知識(shí)進(jìn)行整合，從而發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的方法。STEAM有別于傳統(tǒng)的單一學(xué)科書(shū)本知識(shí)傳授的教育方式，強(qiáng)調(diào)課程的綜合化、實(shí)踐化、活動(dòng)化，注重讓課程回歸生活、回歸社會(huì)、回歸自然。STEAM通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)等方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、問(wèn)題解決能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，提升學(xué)生的綜合能力，使學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中逐步形成高階思維能力，從而適應(yīng)時(shí)代發(fā)展對(duì)創(chuàng)新型人才的需求，對(duì)未來(lái)社會(huì)發(fā)展具有深遠(yuǎn)而積極的影響。

STEAM有多方面的特點(diǎn)。首先，STEAM打破單一學(xué)科壁壘，注重學(xué)科間的關(guān)聯(lián)和整合，以此培養(yǎng)學(xué)生多維度思考和知識(shí)遷移運(yùn)用能力。其次，STEAM以實(shí)踐為導(dǎo)向，常以實(shí)際項(xiàng)目或任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生聚焦社會(huì)熱點(diǎn)和實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)參與和體驗(yàn)來(lái)獲取知識(shí)，即“做中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”。再次，STEAM重視創(chuàng)新，鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展多樣化、個(gè)性化的學(xué)習(xí)與探索，運(yùn)用新方法和新技術(shù)解決問(wèn)題，以此促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)的理解和深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問(wèn)題的能力［2］。最后，STEAM強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，注重團(tuán)隊(duì)協(xié)作，鼓勵(lì)學(xué)生分組完成任務(wù)，使學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮專長(zhǎng)，通過(guò)相互學(xué)習(xí)、交流和表達(dá)，培養(yǎng)溝通與協(xié)作能力。

二、構(gòu)建基于STEAM的初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

筆者通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于STEAM研究文獻(xiàn)的梳理發(fā)現(xiàn)，目前常見(jiàn)的STEAM教學(xué)模式有：基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（PBL）、基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)模式（LBD）、5E教學(xué)模式以及我國(guó)教育學(xué)者和教師本土化交叉整合的混合式教學(xué)模式［3］。《中國(guó)STEAM發(fā)展報(bào)告》中總結(jié)出了STEAM教學(xué)模式的共同要素：真實(shí)情境、關(guān)鍵問(wèn)題、方案設(shè)計(jì)、實(shí)施、改進(jìn)、展示交流。2022年版義務(wù)教育課程方案提出了對(duì)學(xué)科實(shí)驗(yàn)綜合實(shí)踐活動(dòng)課的開(kāi)設(shè)要求，其所強(qiáng)調(diào)的實(shí)踐性、綜合性、探索性、合作性等要求與STEAM教學(xué)模式高度契合。筆者嘗試將STEAM與初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，構(gòu)建基于STEAM的初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式（如圖1），以此培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)和實(shí)踐能力。

基于STEAM的初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式涵蓋課程設(shè)計(jì)、課程實(shí)施和教學(xué)評(píng)價(jià)三個(gè)階段。課程設(shè)計(jì)階段需要確定課程主題、進(jìn)行學(xué)情分析、解構(gòu)跨學(xué)科知識(shí)、設(shè)定課時(shí)計(jì)劃和教學(xué)目標(biāo)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、構(gòu)建評(píng)價(jià)體系。課程實(shí)施階段需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境、規(guī)劃任務(wù)、組建團(tuán)隊(duì)，通過(guò)開(kāi)展探究活動(dòng)實(shí)現(xiàn)知識(shí)建模，最終生成實(shí)物產(chǎn)品和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等成果。教學(xué)評(píng)價(jià)階段需要開(kāi)展教師評(píng)價(jià)、學(xué)生評(píng)價(jià)，借助調(diào)查問(wèn)卷和知識(shí)小測(cè)等方式對(duì)課程進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋過(guò)程與結(jié)果、定量與定性等多個(gè)維度。三個(gè)階段緊密相連，形成一個(gè)完整且系統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程。在STEAM教育理論指導(dǎo)下，教師選取與學(xué)生生活緊密相關(guān)且富含跨學(xué)科知識(shí)的實(shí)驗(yàn)主題，將科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等元素有機(jī)融合，形成具有挑戰(zhàn)性和趣味性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、小組合作學(xué)習(xí)等多樣化的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)開(kāi)展實(shí)踐探索。在項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中，學(xué)生需要綜合運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)和方法解決實(shí)際問(wèn)題，從而深化對(duì)知識(shí)的理解與掌握。

三、基于STEAM的初中實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)

（一）圍繞學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)需求選擇課程主題

好的課程主題直接關(guān)系著STEAM教學(xué)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，STEAM課程主題的選擇應(yīng)圍繞學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)需求，錨定生產(chǎn)、生活中的真實(shí)問(wèn)題，篩選出具有跨學(xué)科、可操作、適度挑戰(zhàn)、趣味性強(qiáng)的真實(shí)問(wèn)題作為教學(xué)驅(qū)動(dòng)［4］，確保以此開(kāi)發(fā)的教學(xué)內(nèi)容既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí)，提高教學(xué)效果，又能充分發(fā)揮出STEAM多維而深遠(yuǎn)的教育價(jià)值。例如，能源短缺、環(huán)境污染和生態(tài)平衡被破壞是當(dāng)今全球性的熱點(diǎn)問(wèn)題，光電化學(xué)太陽(yáng)能電池技術(shù)因其高效、環(huán)保的特點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。為了激發(fā)學(xué)生對(duì)新能源技術(shù)的興趣，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科綜合素養(yǎng)，教師精心選擇了“染料敏化太陽(yáng)能電池的探究”作為初中實(shí)驗(yàn)課程的主題。該主題涉及多學(xué)科、多學(xué)段知識(shí)，學(xué)科綜合性較強(qiáng)，符合新課標(biāo)跨學(xué)科和小初高銜接的要求。學(xué)生通過(guò)探究染料敏化太陽(yáng)能電池的工作原理、性能優(yōu)化及應(yīng)用前景，能夠深入了解科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)。

（二）分析學(xué)情，進(jìn)行知識(shí)解構(gòu)和設(shè)定教學(xué)目標(biāo)

對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)情分析是STEAM課程設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、課堂觀察、作業(yè)分析等評(píng)估方式對(duì)學(xué)生現(xiàn)階段的已有知識(shí)基礎(chǔ)、技能水平、學(xué)習(xí)風(fēng)格、興趣偏好、元認(rèn)知等方面的特征進(jìn)行分析［5］，教師以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)符合學(xué)生需求的課程內(nèi)容，可確保STEAM教育的有效實(shí)施?！叭玖厦艋?yáng)能電池的探究”校本課程的實(shí)施對(duì)象為七年級(jí)學(xué)生，該學(xué)段學(xué)生剛結(jié)束小學(xué)階段科學(xué)課程的學(xué)習(xí)，認(rèn)知水平較低，雖然對(duì)實(shí)驗(yàn)探究有著較強(qiáng)的興趣和好奇心，但是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作能力相對(duì)薄弱，尚未深入學(xué)習(xí)物理、化學(xué)、生物學(xué)等多個(gè)學(xué)科的基礎(chǔ)概念，在科學(xué)探究過(guò)程中缺乏分析和解決問(wèn)題的深度和廣度。這就要求教師在課程設(shè)計(jì)中充分考慮學(xué)生的實(shí)際情況和認(rèn)知特點(diǎn)，從科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)五個(gè)方面對(duì)“染料敏化太陽(yáng)能電池的探究”課程主題所涉及的學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)解構(gòu)（如表1），區(qū)分學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)、主題學(xué)習(xí)的核心知識(shí)點(diǎn)，以及可以深化的拓展知識(shí)點(diǎn)。通過(guò)分析不同學(xué)科知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系，教師以制作染料敏化太陽(yáng)能電池為任務(wù)導(dǎo)向，作出課時(shí)計(jì)劃，設(shè)定出相應(yīng)的STEAM素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)（如表2）。

（三）組織課程內(nèi)容，構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)模型

基于STEAM的初中實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)融合多個(gè)學(xué)科知識(shí)，注重課程內(nèi)容的趣味性和實(shí)踐性，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，讓學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，從而提高跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力?！叭玖厦艋?yáng)能電池的探究”課程分為引入主題、發(fā)布任務(wù)、探究活動(dòng)、生成作品和成果評(píng)比五個(gè)環(huán)節(jié)。課程設(shè)置7個(gè)課時(shí)，通過(guò)深入銜接上期校本課程“土壤探究”主題的豐碩成果，巧妙地將課程內(nèi)容延伸至植物的應(yīng)用領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生對(duì)清潔能源主題的探究興趣。

例如，教師向?qū)W生發(fā)起“制作染料敏化太陽(yáng)能電池并使音樂(lè)元件響起來(lái)”這一項(xiàng)目任務(wù)，招募團(tuán)隊(duì)開(kāi)展探究活動(dòng)，以探究活動(dòng)中的知識(shí)模型建構(gòu)環(huán)節(jié)為教學(xué)重難點(diǎn)，引導(dǎo)團(tuán)隊(duì)精心設(shè)計(jì)一系列探究實(shí)驗(yàn)，通過(guò)小組討論、問(wèn)題引導(dǎo)等方式，探究背后的科學(xué)邏輯，幫助學(xué)生逐步構(gòu)建起染料敏化太陽(yáng)能電池的知識(shí)結(jié)構(gòu)模型（如圖2）。

完成知識(shí)建模后，學(xué)生根據(jù)多學(xué)科的知識(shí)和方法，以及所收集的數(shù)據(jù)資料，完成電池的制作方案。教師提供場(chǎng)地與材料，協(xié)助學(xué)生生成作品。最后開(kāi)展成果評(píng)比活動(dòng)，對(duì)學(xué)生提交的探究報(bào)告及電池進(jìn)行檢驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的自我成長(zhǎng)。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，教師應(yīng)通過(guò)大量的資料調(diào)研，根據(jù)課程內(nèi)容提前對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行多次預(yù)實(shí)施檢驗(yàn)，尋求專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)與方法指導(dǎo)，確保實(shí)驗(yàn)內(nèi)容科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、可操作性強(qiáng)。

（四）設(shè)計(jì)多維度、多層次的課程評(píng)價(jià)體系

STEAM課程的評(píng)價(jià)既關(guān)注學(xué)生的學(xué)科知識(shí)掌握情況，又重視其實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)合作等方面的表現(xiàn)，是一個(gè)多維度、多層次的評(píng)價(jià)體系。學(xué)生評(píng)價(jià)包括自我評(píng)價(jià)和學(xué)生互評(píng)兩部分，其評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建應(yīng)兼顧過(guò)程與結(jié)果評(píng)價(jià)，結(jié)合定量和定性進(jìn)行評(píng)價(jià)［6］。教師評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)應(yīng)全面考量，除了關(guān)注教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容維度的評(píng)價(jià)，還應(yīng)關(guān)注教學(xué)過(guò)程中學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)與情感體驗(yàn)、師生交互及課堂氛圍等方面［7］。這種全方位的評(píng)價(jià)體系，有助于提升教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)師生的共同成長(zhǎng)。

四、基于STEAM的初中實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施

（一）情境導(dǎo)入，激發(fā)探索欲望

生動(dòng)具體的教學(xué)情境可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，是學(xué)生展開(kāi)深度學(xué)習(xí)的有效動(dòng)力。在STEAM課堂教學(xué)中，教師可以聚焦社會(huì)真實(shí)事件創(chuàng)設(shè)生動(dòng)具體的教學(xué)情境，利用實(shí)物、多媒體、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)資源［8］，引導(dǎo)學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題，然后發(fā)布與情境相關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題和探索意識(shí)，提高課程的教學(xué)效果。在課程開(kāi)始時(shí)，教師展示上學(xué)期學(xué)生對(duì)校園土壤進(jìn)行科學(xué)探究的成果，提問(wèn)植物長(zhǎng)勢(shì)變好后能做什么，進(jìn)而展示清潔能源的相關(guān)發(fā)明，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望，提出制作染料敏化太陽(yáng)能電池并使音樂(lè)元件響起來(lái)的任務(wù)。

（二）組建高效團(tuán)隊(duì)，解構(gòu)學(xué)科知識(shí)

在組建學(xué)生團(tuán)隊(duì)時(shí)，首要任務(wù)是明確團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)、規(guī)模及結(jié)構(gòu)，注重團(tuán)隊(duì)成員間能力與性格的互補(bǔ)，為后續(xù)的探究活動(dòng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這樣的團(tuán)隊(duì)構(gòu)成能充分發(fā)揮集體智慧，高效推動(dòng)項(xiàng)目實(shí)施。之后，教師應(yīng)緊密圍繞科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí)，對(duì)課程主題知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致解構(gòu)。例如，在探究電池工作原理的過(guò)程中，教師應(yīng)深入剖析電流、電壓的基本概念、原電池的工作原理以及串并聯(lián)電路中電流電壓的規(guī)律等核心內(nèi)容?；谶@些知識(shí)點(diǎn)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)和實(shí)施一系列富有創(chuàng)意的實(shí)驗(yàn)方案，如通過(guò)燈泡的發(fā)光實(shí)驗(yàn)直觀展示電流的存在，或指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手制作水果電池，感受化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的奇妙過(guò)程，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維。

（三）強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)，引導(dǎo)探究活動(dòng)

扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)是探究活動(dòng)的基石。教師可以通過(guò)系統(tǒng)地講解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作，幫助學(xué)生深化對(duì)基本概念和原理的理解，逐步搭建起系統(tǒng)的理論框架和概念體系。完成知識(shí)建模后，教師根據(jù)“染料敏化太陽(yáng)能電池的探究”教學(xué)實(shí)施過(guò)程（如下頁(yè)表3），引導(dǎo)學(xué)生從明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、選擇實(shí)驗(yàn)材料、確定實(shí)驗(yàn)步驟等多個(gè)維度出發(fā)，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生按照既定方案實(shí)施實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真記錄并準(zhǔn)確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在此過(guò)程中，教師鼓勵(lì)學(xué)生積極交流討論，反思總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，并尋求改進(jìn)方法，最終形成具有創(chuàng)新性和實(shí)用價(jià)值的探究成果。

本次教學(xué)實(shí)施過(guò)程以小組合作為核心，學(xué)生通過(guò)探究式學(xué)習(xí)，在教師的引導(dǎo)下逐步完成染料敏化太陽(yáng)能電池從原理探究到實(shí)物制作的系列實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)成果展評(píng)檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成效。例如，在第4課時(shí)“光陰極的探究”中，教師通過(guò)回顧光陰極材料引發(fā)學(xué)生對(duì)廉價(jià)替代材料的思考，學(xué)生則通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究適合制作光陰極的材料及方法，這一過(guò)程不僅培養(yǎng)了學(xué)生的多角度分析問(wèn)題的思維，而且為學(xué)生創(chuàng)造了實(shí)驗(yàn)操作的機(jī)會(huì)。第7課時(shí)的成果展評(píng)內(nèi)容涵蓋電池產(chǎn)電能效檢測(cè)和觸發(fā)音樂(lè)機(jī)芯測(cè)試，各小組依次展示電池成品及研究報(bào)告。鑒于七年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知局限性，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)價(jià)工作由教師評(píng)委團(tuán)依據(jù)科學(xué)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成。對(duì)于實(shí)物產(chǎn)品的評(píng)價(jià)，則采用學(xué)生互評(píng)與教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式，以確保評(píng)價(jià)的全面性和客觀性，并借助評(píng)價(jià)與反饋促進(jìn)學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)。

五、教學(xué)效果評(píng)價(jià)與改進(jìn)建議

教學(xué)效果評(píng)價(jià)旨在衡量教學(xué)活動(dòng)的成效，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的不足，并為教師提供反饋。本次教學(xué)效果評(píng)價(jià)針對(duì)20名參與“染料敏化太陽(yáng)能電池的探究”課程學(xué)習(xí)的學(xué)生，采用了多元化的評(píng)價(jià)方式。通過(guò)教師量化積分評(píng)價(jià)表和學(xué)生量化積分評(píng)價(jià)表，從教學(xué)雙方角度全面評(píng)價(jià)課程實(shí)施情況；知識(shí)小測(cè)檢驗(yàn)了學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握程度；問(wèn)卷調(diào)查則收集了學(xué)生對(duì)課程的反饋和建議。這些評(píng)價(jià)方式相互補(bǔ)充，確保了評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性和全面性，為進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)效果提供了參考依據(jù)。

（一）教學(xué)效果評(píng)價(jià)結(jié)果分析

一是教師與學(xué)生量化積分評(píng)價(jià)表分析。教師評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)全面覆蓋了教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、活動(dòng)組評(píng)價(jià)反饋、學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)和情感體驗(yàn)等維度。在評(píng)價(jià)中，第5、6、7節(jié)課為學(xué)生自主制作產(chǎn)品及成果展評(píng)活動(dòng)，未納入評(píng)價(jià)范圍。通過(guò)對(duì)前四個(gè)課時(shí)的得分進(jìn)行平均處理，發(fā)現(xiàn)第1課時(shí)得分較低，原因是教學(xué)內(nèi)容繁重且?guī)熒形催m應(yīng)STEAM教學(xué)模式。經(jīng)過(guò)組內(nèi)研討，通過(guò)調(diào)整教學(xué)節(jié)奏和增設(shè)教師助手等策略，后面幾個(gè)課時(shí)各項(xiàng)分值顯著提升。隨著課程深入實(shí)施，學(xué)生量化積分評(píng)價(jià)表各項(xiàng)得分持續(xù)上升。這表明基于STEAM的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與參與度，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、知識(shí)掌握程度，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的綜合能力，從而驗(yàn)證了STEAM教學(xué)模式的積極效果。

二是知識(shí)小測(cè)分析。知識(shí)小測(cè)結(jié)果顯示，第2課時(shí)學(xué)生及格率為75%，優(yōu)秀人數(shù)為13人，平均分43.64，第7課時(shí)后學(xué)生及格率提升至100%，優(yōu)秀人數(shù)為18人，平均分49.26。這表明學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)知識(shí)的掌握程度明顯提高，總體成績(jī)的上升揭示了基于STEAM的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在促進(jìn)學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)上的積極作用。

三是調(diào)查問(wèn)卷分析。調(diào)查問(wèn)卷前測(cè)設(shè)定在第1課時(shí)，后測(cè)設(shè)定在課程結(jié)束后，本次共發(fā)放20份問(wèn)卷，實(shí)際回收有效問(wèn)卷20份，有效率為100%。通過(guò)對(duì)比前測(cè)和后測(cè)的數(shù)據(jù)，教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)積極性和課程滿意度方面均有顯著提升：學(xué)習(xí)興趣前測(cè)均值為3.124 5，后測(cè)提升至4.756 3；學(xué)習(xí)積極性前測(cè)均值為2.987 6，后測(cè)為4.678 2；課程滿意度前測(cè)均值為3.452 1，后測(cè)高達(dá)4.892 3。教師對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力進(jìn)行t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)（如表4），發(fā)現(xiàn)顯著性差異P值均小于0.05。這表明通過(guò)STEAM課程學(xué)習(xí)后，學(xué)生實(shí)踐能力顯著提高，實(shí)驗(yàn)操作和知識(shí)應(yīng)用更加熟練；團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力也有較為明顯提升，學(xué)生在溝通、分工合作及問(wèn)題解決方面均有進(jìn)步。此外，學(xué)生之間的能力水平差異也有所減小，學(xué)習(xí)態(tài)度變得更加一致。這些結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了基于STEAM的初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式實(shí)施的有效性。

（二）教學(xué)改進(jìn)建議

教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果真實(shí)反映了教學(xué)過(guò)程中的優(yōu)點(diǎn)與不足，是推動(dòng)教學(xué)改進(jìn)、實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)的重要依據(jù)。通過(guò)細(xì)致分析教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果，教師可以精準(zhǔn)定位問(wèn)題所在，如內(nèi)容安排、方法運(yùn)用或?qū)W生參與度等，從而提出有針對(duì)性的改進(jìn)建議，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，提升教學(xué)質(zhì)量，確保教學(xué)活動(dòng)更加符合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和發(fā)展規(guī)律。

一是優(yōu)化課程設(shè)計(jì)。根據(jù)教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果，教師將進(jìn)一步優(yōu)化課程主題的選擇，確保所選主題能更好地激發(fā)學(xué)生的探究興趣和創(chuàng)造力，同時(shí)能全面地涵蓋STEAM各學(xué)科知識(shí)。教師還可以增加一些與生活實(shí)際聯(lián)系緊密的主題，以提升學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力和問(wèn)題解決能力。同時(shí)，教師將合理安排課程內(nèi)容的難度和進(jìn)度，避免出現(xiàn)某些課時(shí)內(nèi)容過(guò)多或難度過(guò)大的情況，使學(xué)生逐漸適應(yīng)STEAM教學(xué)模式。

二是強(qiáng)化操作指導(dǎo)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師要對(duì)一些復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)操作強(qiáng)化指導(dǎo)。例如，針對(duì)導(dǎo)電帶的燒結(jié)、光陰極的制備等實(shí)驗(yàn)操作，教師應(yīng)提供更詳細(xì)、更有針對(duì)性的指導(dǎo)，確保學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)。為了鼓勵(lì)學(xué)生在小組合作中積極主動(dòng)地交流和分享，教師可以設(shè)計(jì)一些促進(jìn)小組交流的活動(dòng)和規(guī)則，提高小組合作的效率和質(zhì)量。

三是完善課程評(píng)價(jià)。教師應(yīng)進(jìn)一步完善評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，增加對(duì)學(xué)生長(zhǎng)期學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)。例如，關(guān)注學(xué)生在后續(xù)相關(guān)課程學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)，以及對(duì)知識(shí)的長(zhǎng)期記憶和應(yīng)用能力等，可以更深入地評(píng)價(jià)教學(xué)效果。同時(shí)，教師還可以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)操作、項(xiàng)目作品、口頭報(bào)告等多種評(píng)價(jià)方法，全面細(xì)致地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從中發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的盲點(diǎn)，采取有針對(duì)性的改進(jìn)措施，切實(shí)提升教學(xué)質(zhì)量。

綜上所述，基于STEAM的初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式打破了傳統(tǒng)教學(xué)的學(xué)科壁壘，實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科知識(shí)和方法的深度融合。這一創(chuàng)新的課程設(shè)計(jì)，為學(xué)生營(yíng)造了一個(gè)既充滿挑戰(zhàn)又蘊(yùn)含機(jī)遇的學(xué)習(xí)環(huán)境。通過(guò)跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作，教師引導(dǎo)學(xué)生從多角度審視和理解科學(xué)知識(shí)，有效拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)深度和廣度，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。同時(shí)，多樣化的評(píng)價(jià)方法全面、準(zhǔn)確地反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，還為教師提供了寶貴的教學(xué)反饋，有利于進(jìn)一步優(yōu)化課程設(shè)計(jì)與實(shí)施，切實(shí)提升初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

［1］徐燕.初中校本課程STEAM跨學(xué)科融合教學(xué)模式探索［J］.讀寫(xiě)算，2024（10）：32-34.

［2］魏曉東，于冰，于海波.美國(guó)STEAM教育的框架、特點(diǎn)及啟示［J］.華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（教育科學(xué)版），2017，35（4）：40-46.

［3］金文君.基于STEAM理念的初中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)探究［D］.西寧：青海師范大學(xué)，2020：20-31.

［4］彭杜宏.面向未來(lái)的STEAM教育：錨定世界前沿真實(shí)問(wèn)題的課程內(nèi)容選擇［J］.教育導(dǎo)刊，2023（10）：44-51.

［5］胡茜茜.基礎(chǔ)教育課程改革以來(lái)教學(xué)設(shè)計(jì)中的學(xué)情分析研究［D］.上海：華東師范大學(xué)，2023：43-60.

［6］李季鵬.基于課程標(biāo)準(zhǔn)的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)研究：以“雨花茶韻”跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)項(xiàng)目為例［J］.新課程導(dǎo)學(xué)，2024（9）：13-16.

［7］潘娟.教師課堂教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)重構(gòu)［D］.北京：首都師范大學(xué)，2004：15-28.

［8］沈躍峰.淺談初中科學(xué)課程中的教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)［J］.新課程（下），2012（5）：77-78.

注：本文系南寧市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃課題“基于STEAM教育理念的初中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)校本課程的開(kāi)發(fā)與研究”（2022C442）的階段研究成果。

（責(zé)編 韋榕峰）