基于STEM的跨学科教学设计与实践
随着社会经济的快速发展，教学改革在不断深入。现阶段，我国的创新教育模式得到了不断的推广和普及，这就使得培养跨学科思维复合型人才的STEM教育逐渐成为教育界讨论并实践的热点，因此，教师应该深入分析STEM教育的研究和课程实施现状，提出STEM教育的教学设计存在的问题，重视基于STEM的跨学科教学模式。基于此，文章分析了STEM教育的主要内容，针对其中存在的问题，对STEM跨学科教学设计和实践进行了优化。
标签： STEM教育；跨学科教学；设计；实践
引言：在科学技术水平不断提升的时代，信息化的發展往往需要大量的工程技术型人才，这就使得STEM教育逐渐成为基础教育过程中的新型课程，得到了大家的广泛观众。现阶段，我国很多地区都在推广STEM教育，但我国主要研究的是STEM教育的概念辨析、课程研究、教学模式及实施案例等，相关的应用还不够深入。除此之外，STEM教育理念的核心是跨学科整合，其中的重点工作是项目或问题的设计。因此，教师应将这种教育模式引入到实际教学中。
1 STEM教育主要内容分析
1.1跨学科。相关学者应用“元科学”（Meta-Duscipline）对STEM教育进行描述，主要是指科学、技术、工程和数学等学科知识的整合。STEM教育具有跨学科的特点，主要是在教学过程中让学生应用多学科知识，有效地解决教学中的实际问题，这样才能够实现跨越学科界限，达到学生解决实际问题能力的教育目标。
1.2协作性。一般而言，学习环境的四大要素指的是“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”。STEM教育的协作性指的是要求学习环境设计必须涉及到“协作”和“会话”两方面，将学生分成小组，完成各项学习以及评价。
1.3体验性。STEM教育强调学生参与学习过程的体验性，这样学生不仅能获得结果性知识，还能学习到在项目问题解决过程中的过程性知识。
1.4设计性。STEM教育要求有学习产品的环节，通过设计促进知识的融合与迁移运用，通过作品外化学习的结果、外显习得的知识和能力。
1.5情境性。情境是STEM教育中十分重要的组成部分。学习极易受具体情境的影响，情境之间的差异会导致学习的不同。情境性问题的有效解决，能够使学生体验到真实的生活，获得社会性成长。
2 STEM教育教学设计存在的问题
2.1缺乏本土化的教学内容设计。现阶段，我国试行的STEM教育课程主要
分为以下两种：第一，从国外购买，照搬和翻译国外STEM企业的课程资源和教学体系，但国外的课程设置无法满足我国的实际发展情况。中国学生从小接受应试教育，动手探索能力比较差，且与国外从小接受STEM教育的学生相比，很多知识体系和国内无法得到有效的衔接，学生在学习过程中往往无所适从；第二，中学信息技术教师往往会按照自己具备的经验直接进行开发，但缺少系统化的理论指导，实施角度不太理想，难以锻炼学生的各方面能力。
2.2教学活动设计不合理。在实际教学过程中，我国STEM教育仍将重点放在静态知识的讲解过程中，学生的实践操作实践比较少。但是，课题学习具有周期性特点，其内容比较枯燥，且教师在教学过程中的创新型较差，不重视教学设计，学习活动比较单一。除此之外，在教学中，学生比较被动，积极性不高，难以在有限的时间内完成学习任务，进而导致实践操作能力无法得到提高。
2.3教学目标定位不明确。目前，在我国教学过程中，大家对STEM教学目标定位不够明确，主要体现在以下方面：第一，学校、家长往往会将STEM学习作为提高应试成绩的必要途径；第二，教师在设计课程的过程中，无法明确教学目标，总在强调创新能力的培养，无法将学生需要掌握的知识和技能落实到实际教学中；第三，在缺少正确目标作为指引的情况下，STEM课堂极易受传统教学影响，难以达到理想的教学效果。
3 STEM课程的跨学科教学设计与实践
STEM教育在一定程度上代表着课程组织方式的重大变革。现阶段，分科教学法在中小学教学过程中得到了十分广泛的应用，其主要是指数学、科学等学科教师负责教授各自科目，很少重视学科之间的联系。但是，为了保证学生未来的良好发展做，教师必须转变思想，超越学科的界限。
3.1创设情境，明确问题或项目。在STEM教学准备阶段，教师需创设相应的问题背景情境或者项目背景，提升学生的学习热情，并帮助学生从情境中提取出关键问题或项目。通常情况下，STEM教学内容的主要来源是现实世界真实的问题或者项目，比如，真实的问题涉及到非良构的知识，解决真实问题的过程需要多个学科知识，通过解决问题可以培养学生的STEM知识素养以及综合素质。因此，教师在设计问题的过程中，必须结合学生的实际情况以及基础素养，保证问题或项目不能过难和过易。
3.2问题分解。为了有效地解决STEM关键问题，教师应该将解决子问题或子项目作为基础，在确定问题或项目之后，学生深入分析其中的问题或项目，将其分解为多个子问题或子项目，在这个过程中，不仅需要教师的正确引导，还需要学生结合STEM相关学科的知识完成。
3.3构建主义学习理论。为了保证学生认知的良好发展，教师应该构建主义学习理论，这种理论中表明，学生的学习过程和认知过程息息相关，学生根据自身具备的经验，能够在环境和情境下，创建新型的知识。而STEM课程的本质是构建主义学习理论的学习模式，保证学生能够在实际情况中，根据自身具备的
知识和经验解决相关问题。除此之外，学生在真实的情境中，运用自己所具备的知识与经验，综合性的整合问题，并在现实的实践中重新构建自己的知识体系。
结束语：
综上所述，跨学科教学设计模式能够使学生摆脱单一学科知识体系的束缚，应用发散性和批判性思维，加强对复杂问题的思考。同时，教师可以应该积分制的模式，对学生的学习表现进行记录，这样能够全面评价学生的STEM素养、实践能力和创新意识，进而增强学生的参与热情和集体荣誉感，实现教学的有效性。
参考文献
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[2] 余胜泉，胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究，2015，21（04）：13-22.
