姜 勇，宋 玲

（甘肅省通渭縣第一中學(xué)，甘肅通渭 743300）

STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是一種在高中教育領(lǐng)域引入和實踐時間還不長的新模式，很多教師都還處于摸索階段，對于設(shè)計和實施跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程還缺乏完備的實戰(zhàn)經(jīng)驗。STEM跨學(xué)科主題教育的本質(zhì)是聯(lián)合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等方面的知識技能和組織活動形式，主抓外延發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新實踐力和學(xué)習(xí)體驗。對此，教師有必要明晰實施STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程的意義與路徑，把STEM 要素貫穿開發(fā)、應(yīng)用跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程的全過程，從而助力學(xué)生突破學(xué)科界限，實現(xiàn)多向健全內(nèi)在能力品質(zhì)。

一、實施STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程的意義

STEM 是科 學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四個學(xué)科的概括縮寫，近年來STEM 教育理念在高中教學(xué)領(lǐng)域備受推崇，基于STEM 思想開展跨學(xué)科主題教學(xué)是教師當(dāng)前需要加緊落實的教學(xué)改革任務(wù)。但是很多教師都沒有認(rèn)知構(gòu)建跨學(xué)科主題課程體系對完善高中生個性化思維及跨學(xué)科探究意識的深刻價值。實施STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程的意義主要有以下三個方面。

（一）增強學(xué)生疊加運用綜合知識解決實際問題的素質(zhì)

現(xiàn)階段雖然高中每個學(xué)科都在緊鑼密鼓地開展教學(xué)優(yōu)化工作，但是學(xué)生的知識技能還是浮于理論層面，學(xué)科交叉思維、疊加運用綜合知識技能解決實際問題的素養(yǎng)都偏弱，導(dǎo)致高中教育體系改革效力大大減弱。實施STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程可以改觀上述不良教學(xué)現(xiàn)狀，STEM 教育的核心理念就是引領(lǐng)學(xué)生開展多學(xué)科融合的主題課程探索，如教師在編制主題課程方案時可以同時引入科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)領(lǐng)域的思想和研究方法，啟發(fā)學(xué)生綜合運用跨學(xué)科知識技能的思維，勢必能顯著增強學(xué)生解決實際問題的素質(zhì)。

（二）驅(qū)動學(xué)生協(xié)調(diào)提升交流、合作、創(chuàng)新等能力

新高中教學(xué)改革目標(biāo)是完善學(xué)生的關(guān)鍵能力品格、助力學(xué)生成才和個性化發(fā)展，以往的教學(xué)和課程體系很難滿足學(xué)生的多樣性需求，制約著高效攻克教學(xué)改革目標(biāo)。STEM 跨學(xué)科主題課程和教學(xué)模式最突出的功用就是激活學(xué)生的交流互動興趣以及合作創(chuàng)新精神，能幫助高中生協(xié)調(diào)提升各項能力，如教師通過構(gòu)建情境、任務(wù)、項目等形式組織學(xué)生開展跨學(xué)科主題探究活動，能促進(jìn)學(xué)生在群體協(xié)作的過程中互助學(xué)習(xí)、交流思考、共同發(fā)展和創(chuàng)新，扎實強化學(xué)生跨學(xué)科以及協(xié)同創(chuàng)新的素養(yǎng)。

（三）集中整合運用現(xiàn)代化教育理念和技術(shù)資源

高中生通過STEM 跨學(xué)科主題課程學(xué)習(xí)獲得的探究體驗是傳統(tǒng)課程模式難以媲美的，STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程具備的情境性、設(shè)計性和技術(shù)增強性十分為人稱道。教師在實施STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程時可以借助新技術(shù)和前沿工具呈現(xiàn)主題項目，還可以發(fā)動學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)工具獲取跨學(xué)科主題研究資料，集中整合運用現(xiàn)代化教育理念和技術(shù)資源，從而為跨學(xué)科探索提供更充裕的技術(shù)支持。

二、實施STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程的路徑

（一）圍繞STEM 教育要素精心設(shè)計跨學(xué)科主題課程方案

實施STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程對高中生成長發(fā)揮著積極的影響，學(xué)校和教師要緊密圍繞STEM 教育要素精心設(shè)計跨學(xué)科主題課程方案，保證在規(guī)劃、創(chuàng)新多學(xué)科教學(xué)過程中滲透STEM 教育理念，進(jìn)而提升實施跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的前瞻性和科學(xué)性，具體措施如下。

1.分析整合高中階段的STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程資源。學(xué)校要組建獨立的STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程教研隊伍，成員包括每個年級涉及STEM 教育的所有學(xué)科教師。教研隊伍要分析整合包括數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理、生物、信息技術(shù)、通用技術(shù)、地理、藝術(shù)等科目在內(nèi)的課程資源。教研成員在設(shè)計跨學(xué)科主題課程方案時要重點分析如何交叉運用多學(xué)科領(lǐng)域知識技能，如在設(shè)計數(shù)學(xué)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程時，其他學(xué)科教師就可以提供一些適用于數(shù)學(xué)STEM 主題教學(xué)的思路和內(nèi)容，如信息和通用技術(shù)軟件工具、物理模型、化學(xué)STSE 案例、地理地圖等，然后把這些學(xué)科資源應(yīng)用于實際執(zhí)行數(shù)學(xué)跨學(xué)科主題課程，如借助地理地圖為學(xué)生設(shè)計數(shù)學(xué)應(yīng)用類問題，融合信息化軟件計算和地理測量等跨學(xué)科技能，引導(dǎo)學(xué)生在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)過程中交叉運用多項技術(shù)和技能，提高設(shè)計STEM跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程方案的質(zhì)量［1］。

2.拓寬STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程的來源和設(shè)計形式。除了本校教研隊伍自主設(shè)計和編研STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程之外，各學(xué)科教師還應(yīng)當(dāng)開發(fā)利用互聯(lián)網(wǎng)+云教育資源，可以登錄網(wǎng)絡(luò)教育平臺和論壇篩選、下載一些形式新穎、含有STEM 教育要素的主題課件，并根據(jù)本校的實際條件和資源情況適度進(jìn)行調(diào)整，如教師想查找有關(guān)科學(xué)內(nèi)容的STEM 跨學(xué)科主題課件，而符合條件的成型課件較少，但是本?？茖W(xué)學(xué)科的施教條件較優(yōu)渥，那么教師在調(diào)整STEM 跨學(xué)科主題課件時就可以多增設(shè)一些科學(xué)案例和科學(xué)小實驗，避免浪費校本資源。在拓寬設(shè)計STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程方案的形式時，教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)科教學(xué)大綱和標(biāo)準(zhǔn)多以項目、任務(wù)、實際問題、實踐探究等活動形式給學(xué)生發(fā)布STEM 跨學(xué)科主題研究內(nèi)容，如在研究物理主題時，教師可以應(yīng)用一些物質(zhì)學(xué)科、生命科學(xué)領(lǐng)域的資料引入探究問題，然后再借助物理基礎(chǔ)知識和工程技術(shù)分析解決問題，這樣在設(shè)計跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程方案時就能有效體現(xiàn)和應(yīng)用STEM 教育要素。

（二）加強應(yīng)用信息技術(shù)，拓展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)資源

信息技術(shù)在實施STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程中發(fā)揮著重要的作用：一方面，先進(jìn)的信息設(shè)備可以直觀呈現(xiàn)STEM 主題研究情境，激活學(xué)生參與探索跨學(xué)科主題課程的熱情；另一方面，信息資源中有取之不盡的STEM 教育所需的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的材料和技術(shù)軟件工具，能幫助高中生拓展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)資源，具體應(yīng)用信息技術(shù)的路徑如下。

1.創(chuàng)設(shè)STEM 跨學(xué)科主題信息化情境。信息化情境可以迅速凝聚學(xué)生研習(xí)STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程的思維專注力，教師可以依照STEM 跨學(xué)科研究主題為學(xué)生展示種類豐富的信息化情境素材，如借助圖片、短視頻等形式給學(xué)生介紹在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)概念知識的實例或采用影視劇、音頻材料等為學(xué)生講述學(xué)科發(fā)展史、科學(xué)家的研究故事等。學(xué)生在信息化情境中能深入了解跨學(xué)科知識，教師順勢導(dǎo)出主題學(xué)習(xí)課程，學(xué)生探究效果勢必能突飛猛進(jìn)。

2.組織學(xué)生根據(jù)STEM 課程主題自主搜集、整合信息化學(xué)習(xí)資料。技術(shù)是STEM 的教育要素之一，良好的信息素養(yǎng)可以助力學(xué)生更便捷地解決跨學(xué)科問題，因此教師應(yīng)當(dāng)給學(xué)生多提供一些使用信息工具搜集、整合跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)資料的機會。如某項STEM 跨學(xué)科主題課程涉及數(shù)學(xué)、科學(xué)等領(lǐng)域的拓展資料，學(xué)生初步了解STEM 跨學(xué)科主題課程內(nèi)容之后，教師可以提出問題：“同學(xué)們，要想完成跨學(xué)科主題課程探究目標(biāo)需要用到哪方面的資料？”學(xué)生交流之后作答：“數(shù)學(xué)和科學(xué)?！苯處熢僮穯枺骸澳敲慈绾文苎杆佾@取資料呢？”有學(xué)生搶答：“在網(wǎng)絡(luò)上搜索?！彪S即教師發(fā)布搜集資料的任務(wù)：“下面就請同學(xué)們4-5 人結(jié)為一組，結(jié)合STEM 跨學(xué)科主題課程要求從互聯(lián)網(wǎng)上自主查閱相關(guān)資料?！贝藭r教師要巡視指導(dǎo)學(xué)生在搜索框內(nèi)輸入課程主題關(guān)鍵詞，然后從搜索出的海量信息中認(rèn)真篩選滿足探究需求的科學(xué)和數(shù)學(xué)資料，教師要肯定各小組搜索資料的成果，強化學(xué)生自主搜索、整合信息資源的技能，高效、便捷地解決STEM 跨學(xué)科課程任務(wù)，同步培育學(xué)生的信息素養(yǎng)和STEM 學(xué)習(xí)能力［2］。

（三）策劃跨學(xué)科探究，歷練學(xué)生協(xié)作解決問題的能力

高中階段實施STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程十分考驗學(xué)生的探究能力和團(tuán)隊協(xié)作精神，目前大部分學(xué)生的STEM 素質(zhì)都偏弱，解決跨學(xué)科主題課程問題的技能有待增強，對此，教師應(yīng)當(dāng)加強策劃開展跨學(xué)科探究活動的比重，以任務(wù)型、項目化教學(xué)等形式把跨學(xué)科研究問題升級為真實具體的活動，組織小組、團(tuán)隊學(xué)習(xí)，從而歷練學(xué)生協(xié)作解決問題的能力，具體實施探究活動的方式如下。

1.策劃發(fā)布以科學(xué)實驗為基礎(chǔ)的跨學(xué)科探究項目。STEM跨學(xué)科主題教學(xué)強調(diào)實踐性且涉及的多個學(xué)科都倚重實驗教學(xué)，所以教師應(yīng)當(dāng)多策劃發(fā)布以科學(xué)實驗為基礎(chǔ)的跨學(xué)科探究項目。從學(xué)生的日常生活、科學(xué)研究、社會生活中甄選真實的案例，如利用多媒體屏幕播放能自己跑起來的能量小車視頻，然后提出探究項目問題：“同學(xué)們，這輛小車能跑起來借助的是什么能量？其中涉及哪些知識原理？請大家展開合理猜想并說出依據(jù)。”學(xué)生分組交流之后認(rèn)為驅(qū)動小車跑動的能量是太陽能，涉及太陽能驅(qū)動原理，學(xué)生通過認(rèn)真觀察不難發(fā)現(xiàn)視頻中的小車有供能裝置。接著教師就可以發(fā)布跨學(xué)科實驗項目課題：“大家的猜想是否正確需要通過科學(xué)實驗來驗證，老師為大家準(zhǔn)備了一些科學(xué)實驗器材，請大家分工合作，嘗試依照猜想親手設(shè)計制作一輛視頻中的能量小車?！贝藭r，教師要先指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計繪制能量小車的裝置圖紙，啟發(fā)學(xué)生從工程思維和太陽能驅(qū)動原理的方面展開設(shè)計和思考，然后按照圖紙組裝小車構(gòu)件，組裝完畢之后再調(diào)試小車是否能正常跑動，最后按小組依次闡述其中的能量轉(zhuǎn)換和傳感原理。這樣既能提高學(xué)生的協(xié)作學(xué)習(xí)、手動實驗和科學(xué)探究能力，也能高效整合STEM 教育要素，達(dá)到實施STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程的目標(biāo)［3］。

2.策劃發(fā)布以整理、分析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的跨學(xué)科探究項目。整理和分析數(shù)據(jù)具有跨學(xué)科的特點，適合作為重點策劃和開發(fā)的STEM 跨學(xué)科主題探究項目。教師在具體實施時可以指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)主題課程學(xué)習(xí)需要自主獲取有關(guān)數(shù)據(jù)，可以讓學(xué)生從互聯(lián)網(wǎng)媒體中自主搜索和下載跨學(xué)科主題課程研究需要的調(diào)查數(shù)據(jù)，如針對數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科的模型數(shù)據(jù)來說，教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用測量儀、計算器等工具手動測量和計算獲取數(shù)據(jù)。學(xué)生自主合作完成收集和獲取跨學(xué)科課程數(shù)據(jù)之后，教師可以繼續(xù)指導(dǎo)學(xué)生編制數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，如函數(shù)曲線圖、扇形、條形統(tǒng)計圖等，標(biāo)注好數(shù)據(jù)門類，最后分析和解讀圖表中顯示的數(shù)據(jù)統(tǒng)計整理結(jié)果，如論述數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果反映的現(xiàn)象和問題，概括其中蘊藏的跨學(xué)科概念、原理以及公式等，進(jìn)一步增強學(xué)生STEM 跨學(xué)科協(xié)作探究的能力［4］。

（四）重視練習(xí)和反饋，提高STEM 跨學(xué)科教學(xué)的實效性

高中教學(xué)工作中引入STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程還需要配套的練習(xí)與反饋機制，以便活化和鞏固學(xué)生的跨學(xué)科探究思維，完善學(xué)生的反思、質(zhì)疑等能力，具體實施路徑如下。

1.用心制定STEM 跨學(xué)科主題練習(xí)任務(wù)。教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生在STEM 跨學(xué)科主題探究過程中學(xué)到的知識技能制定隨堂練習(xí)任務(wù)，如學(xué)生通過信息技術(shù)課程掌握幻燈片的制作方法之后，教師就可以跟進(jìn)設(shè)置STEM 跨學(xué)科主題練習(xí)任務(wù)：以介紹某科學(xué)家的背景信息為主題，鼓勵學(xué)生合作搜集與該科學(xué)家有關(guān)的背景資料，如畫像、照片和文本介紹等，然后選擇幻燈片板式，插入搜集到的內(nèi)容，制作完之后再輪流放映和演示幻燈片，介紹科學(xué)家的背景信息及其突出的科研成果，有效深化學(xué)生的STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)效果。

2.組織學(xué)生反饋、互評練習(xí)成果，交流共享跨學(xué)科學(xué)習(xí)經(jīng)驗。學(xué)生初步分組完成STEM 跨學(xué)科主題練習(xí)任務(wù)之后，教師還要鼓勵學(xué)生積極反饋和質(zhì)疑，大膽提出解決任務(wù)的過程中遇到的新問題，師生合力探討攻克這些問題。教師要發(fā)動各小組之間、生生之間互動評價STEM 練習(xí)成果，分享有價值的跨學(xué)科學(xué)習(xí)經(jīng)驗，如查閱資料時發(fā)現(xiàn)的指導(dǎo)價值很高的工程學(xué)網(wǎng)站、科研資訊等，提高STEM跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程的實踐成效。

三、結(jié)語

在高中教學(xué)工作中實施STEM 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課程不但可以增強學(xué)生疊加運用綜合知識解決實際問題的素養(yǎng)，也能驅(qū)動協(xié)調(diào)提升學(xué)生的交流、合作、創(chuàng)新等能力，還能集中整合應(yīng)用現(xiàn)代化教育理念和技術(shù)資源。教師要圍繞STEM 教育要素精心設(shè)計跨學(xué)科主題課程方案，拓展學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)資源，歷練學(xué)生協(xié)作解決問題的能力和創(chuàng)新意識，從而達(dá)到預(yù)期實施STEM 跨學(xué)科主題教學(xué)的成效。