姜 勇，宋 玲

（甘肃省通渭县第一中学，甘肃通渭 743300）

STEM 跨学科主题学习是一种在高中教育领域引入和实践时间还不长的新模式，很多教师都还处于摸索阶段，对于设计和实施跨学科主题学习课程还缺乏完备的实战经验。STEM跨学科主题教育的本质是联合科学、技术、工程、数学等方面的知识技能和组织活动形式，主抓外延发展学生的创新实践力和学习体验。对此，教师有必要明晰实施STEM 跨学科主题学习课程的意义与路径，把STEM 要素贯穿开发、应用跨学科主题学习课程的全过程，从而助力学生突破学科界限，实现多向健全内在能力品质。

一、实施STEM 跨学科主题学习课程的意义

STEM 是科 学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）四个学科的概括缩写，近年来STEM 教育理念在高中教学领域备受推崇，基于STEM 思想开展跨学科主题教学是教师当前需要加紧落实的教学改革任务。但是很多教师都没有认知构建跨学科主题课程体系对完善高中生个性化思维及跨学科探究意识的深刻价值。实施STEM 跨学科主题学习课程的意义主要有以下三个方面。

（一）增强学生叠加运用综合知识解决实际问题的素质

现阶段虽然高中每个学科都在紧锣密鼓地开展教学优化工作，但是学生的知识技能还是浮于理论层面，学科交叉思维、叠加运用综合知识技能解决实际问题的素养都偏弱，导致高中教育体系改革效力大大减弱。实施STEM 跨学科主题学习课程可以改观上述不良教学现状，STEM 教育的核心理念就是引领学生开展多学科融合的主题课程探索，如教师在编制主题课程方案时可以同时引入科学、技术、工程以及数学领域的思想和研究方法，启发学生综合运用跨学科知识技能的思维，势必能显著增强学生解决实际问题的素质。

（二）驱动学生协调提升交流、合作、创新等能力

新高中教学改革目标是完善学生的关键能力品格、助力学生成才和个性化发展，以往的教学和课程体系很难满足学生的多样性需求，制约着高效攻克教学改革目标。STEM 跨学科主题课程和教学模式最突出的功用就是激活学生的交流互动兴趣以及合作创新精神，能帮助高中生协调提升各项能力，如教师通过构建情境、任务、项目等形式组织学生开展跨学科主题探究活动，能促进学生在群体协作的过程中互助学习、交流思考、共同发展和创新，扎实强化学生跨学科以及协同创新的素养。

（三）集中整合运用现代化教育理念和技术资源

高中生通过STEM 跨学科主题课程学习获得的探究体验是传统课程模式难以媲美的，STEM 跨学科主题学习课程具备的情境性、设计性和技术增强性十分为人称道。教师在实施STEM 跨学科主题学习课程时可以借助新技术和前沿工具呈现主题项目，还可以发动学生应用信息技术工具获取跨学科主题研究资料，集中整合运用现代化教育理念和技术资源，从而为跨学科探索提供更充裕的技术支持。

二、实施STEM 跨学科主题学习课程的路径

（一）围绕STEM 教育要素精心设计跨学科主题课程方案

实施STEM 跨学科主题学习课程对高中生成长发挥着积极的影响，学校和教师要紧密围绕STEM 教育要素精心设计跨学科主题课程方案，保证在规划、创新多学科教学过程中渗透STEM 教育理念，进而提升实施跨学科主题学习的前瞻性和科学性，具体措施如下。

1.分析整合高中阶段的STEM 跨学科主题学习课程资源。学校要组建独立的STEM 跨学科主题学习课程教研队伍，成员包括每个年级涉及STEM 教育的所有学科教师。教研队伍要分析整合包括数学、化学、物理、生物、信息技术、通用技术、地理、艺术等科目在内的课程资源。教研成员在设计跨学科主题课程方案时要重点分析如何交叉运用多学科领域知识技能，如在设计数学跨学科主题学习课程时，其他学科教师就可以提供一些适用于数学STEM 主题教学的思路和内容，如信息和通用技术软件工具、物理模型、化学STSE 案例、地理地图等，然后把这些学科资源应用于实际执行数学跨学科主题课程，如借助地理地图为学生设计数学应用类问题，融合信息化软件计算和地理测量等跨学科技能，引导学生在跨学科主题学习过程中交叉运用多项技术和技能，提高设计STEM跨学科主题学习课程方案的质量［1］。

2.拓宽STEM 跨学科主题学习课程的来源和设计形式。除了本校教研队伍自主设计和编研STEM 跨学科主题学习课程之外，各学科教师还应当开发利用互联网+云教育资源，可以登录网络教育平台和论坛筛选、下载一些形式新颖、含有STEM 教育要素的主题课件，并根据本校的实际条件和资源情况适度进行调整，如教师想查找有关科学内容的STEM 跨学科主题课件，而符合条件的成型课件较少，但是本校科学学科的施教条件较优渥，那么教师在调整STEM 跨学科主题课件时就可以多增设一些科学案例和科学小实验，避免浪费校本资源。在拓宽设计STEM 跨学科主题学习课程方案的形式时，教师应当根据学科教学大纲和标准多以项目、任务、实际问题、实践探究等活动形式给学生发布STEM 跨学科主题研究内容，如在研究物理主题时，教师可以应用一些物质学科、生命科学领域的资料引入探究问题，然后再借助物理基础知识和工程技术分析解决问题，这样在设计跨学科主题学习课程方案时就能有效体现和应用STEM 教育要素。

（二）加强应用信息技术，拓展跨学科主题学习资源

信息技术在实施STEM 跨学科主题学习课程中发挥着重要的作用：一方面，先进的信息设备可以直观呈现STEM 主题研究情境，激活学生参与探索跨学科主题课程的热情；另一方面，信息资源中有取之不尽的STEM 教育所需的科学、技术、工程、数学等领域的材料和技术软件工具，能帮助高中生拓展跨学科主题学习资源，具体应用信息技术的路径如下。

1.创设STEM 跨学科主题信息化情境。信息化情境可以迅速凝聚学生研习STEM 跨学科主题学习课程的思维专注力，教师可以依照STEM 跨学科研究主题为学生展示种类丰富的信息化情境素材，如借助图片、短视频等形式给学生介绍在科学技术领域应用数学、物理、化学概念知识的实例或采用影视剧、音频材料等为学生讲述学科发展史、科学家的研究故事等。学生在信息化情境中能深入了解跨学科知识，教师顺势导出主题学习课程，学生探究效果势必能突飞猛进。

2.组织学生根据STEM 课程主题自主搜集、整合信息化学习资料。技术是STEM 的教育要素之一，良好的信息素养可以助力学生更便捷地解决跨学科问题，因此教师应当给学生多提供一些使用信息工具搜集、整合跨学科主题学习资料的机会。如某项STEM 跨学科主题课程涉及数学、科学等领域的拓展资料，学生初步了解STEM 跨学科主题课程内容之后，教师可以提出问题：“同学们，要想完成跨学科主题课程探究目标需要用到哪方面的资料？”学生交流之后作答：“数学和科学。”教师再追问：“那么如何能迅速获取资料呢？”有学生抢答：“在网络上搜索。”随即教师发布搜集资料的任务：“下面就请同学们4-5 人结为一组，结合STEM 跨学科主题课程要求从互联网上自主查阅相关资料。”此时教师要巡视指导学生在搜索框内输入课程主题关键词，然后从搜索出的海量信息中认真筛选满足探究需求的科学和数学资料，教师要肯定各小组搜索资料的成果，强化学生自主搜索、整合信息资源的技能，高效、便捷地解决STEM 跨学科课程任务，同步培育学生的信息素养和STEM 学习能力［2］。

（三）策划跨学科探究，历练学生协作解决问题的能力

高中阶段实施STEM 跨学科主题学习课程十分考验学生的探究能力和团队协作精神，目前大部分学生的STEM 素质都偏弱，解决跨学科主题课程问题的技能有待增强，对此，教师应当加强策划开展跨学科探究活动的比重，以任务型、项目化教学等形式把跨学科研究问题升级为真实具体的活动，组织小组、团队学习，从而历练学生协作解决问题的能力，具体实施探究活动的方式如下。

1.策划发布以科学实验为基础的跨学科探究项目。STEM跨学科主题教学强调实践性且涉及的多个学科都倚重实验教学，所以教师应当多策划发布以科学实验为基础的跨学科探究项目。从学生的日常生活、科学研究、社会生活中甄选真实的案例，如利用多媒体屏幕播放能自己跑起来的能量小车视频，然后提出探究项目问题：“同学们，这辆小车能跑起来借助的是什么能量？其中涉及哪些知识原理？请大家展开合理猜想并说出依据。”学生分组交流之后认为驱动小车跑动的能量是太阳能，涉及太阳能驱动原理，学生通过认真观察不难发现视频中的小车有供能装置。接着教师就可以发布跨学科实验项目课题：“大家的猜想是否正确需要通过科学实验来验证，老师为大家准备了一些科学实验器材，请大家分工合作，尝试依照猜想亲手设计制作一辆视频中的能量小车。”此时，教师要先指导学生设计绘制能量小车的装置图纸，启发学生从工程思维和太阳能驱动原理的方面展开设计和思考，然后按照图纸组装小车构件，组装完毕之后再调试小车是否能正常跑动，最后按小组依次阐述其中的能量转换和传感原理。这样既能提高学生的协作学习、手动实验和科学探究能力，也能高效整合STEM 教育要素，达到实施STEM 跨学科主题学习课程的目标［3］。

2.策划发布以整理、分析数据为基础的跨学科探究项目。整理和分析数据具有跨学科的特点，适合作为重点策划和开发的STEM 跨学科主题探究项目。教师在具体实施时可以指导学生根据主题课程学习需要自主获取有关数据，可以让学生从互联网媒体中自主搜索和下载跨学科主题课程研究需要的调查数据，如针对数学、物理等学科的模型数据来说，教师可以引导学生使用测量仪、计算器等工具手动测量和计算获取数据。学生自主合作完成收集和获取跨学科课程数据之后，教师可以继续指导学生编制数据统计表，如函数曲线图、扇形、条形统计图等，标注好数据门类，最后分析和解读图表中显示的数据统计整理结果，如论述数据统计结果反映的现象和问题，概括其中蕴藏的跨学科概念、原理以及公式等，进一步增强学生STEM 跨学科协作探究的能力［4］。

（四）重视练习和反馈，提高STEM 跨学科教学的实效性

高中教学工作中引入STEM 跨学科主题学习课程还需要配套的练习与反馈机制，以便活化和巩固学生的跨学科探究思维，完善学生的反思、质疑等能力，具体实施路径如下。

1.用心制定STEM 跨学科主题练习任务。教师应当根据学生在STEM 跨学科主题探究过程中学到的知识技能制定随堂练习任务，如学生通过信息技术课程掌握幻灯片的制作方法之后，教师就可以跟进设置STEM 跨学科主题练习任务：以介绍某科学家的背景信息为主题，鼓励学生合作搜集与该科学家有关的背景资料，如画像、照片和文本介绍等，然后选择幻灯片板式，插入搜集到的内容，制作完之后再轮流放映和演示幻灯片，介绍科学家的背景信息及其突出的科研成果，有效深化学生的STEM 跨学科主题学习效果。

2.组织学生反馈、互评练习成果，交流共享跨学科学习经验。学生初步分组完成STEM 跨学科主题练习任务之后，教师还要鼓励学生积极反馈和质疑，大胆提出解决任务的过程中遇到的新问题，师生合力探讨攻克这些问题。教师要发动各小组之间、生生之间互动评价STEM 练习成果，分享有价值的跨学科学习经验，如查阅资料时发现的指导价值很高的工程学网站、科研资讯等，提高STEM跨学科主题学习课程的实践成效。

三、结语

在高中教学工作中实施STEM 跨学科主题学习课程不但可以增强学生叠加运用综合知识解决实际问题的素养，也能驱动协调提升学生的交流、合作、创新等能力，还能集中整合应用现代化教育理念和技术资源。教师要围绕STEM 教育要素精心设计跨学科主题课程方案，拓展学生的跨学科学习资源，历练学生协作解决问题的能力和创新意识，从而达到预期实施STEM 跨学科主题教学的成效。