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STEM理念下實驗教學(xué)對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)

成都藍(lán)港外國語學(xué)校  趙煥煥

在快速發(fā)展的科技時代，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力已成為教育改革的關(guān)鍵目標(biāo)。基于STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)）理念的教學(xué)方法，通過創(chuàng)新的實驗設(shè)計，激發(fā)學(xué)生的探究欲望和創(chuàng)造力。這種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)模式，不僅讓學(xué)生在實踐中運用知識，更促進(jìn)了他們的合作精神與批判性思維。因此，探索基于STEM理念的實驗創(chuàng)新教學(xué)對初中學(xué)生實踐能力的影響，具有重要的教育意義和現(xiàn)實價值。

一、STEM理念在實驗教學(xué)中的實施現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

STEM教育理念的推廣正在全球范圍內(nèi)逐步展開，尤其在初中教育階段，許多學(xué)校開始探索將STEM理念融入實驗教學(xué)。當(dāng)前，基于STEM的實驗教學(xué)已成為提升學(xué)生綜合素質(zhì)和實踐能力的重要途徑。許多學(xué)校在STEM實驗教學(xué)的實施上已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，教學(xué)內(nèi)容逐漸向科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個領(lǐng)域整合發(fā)展，教學(xué)方法也逐步實現(xiàn)多樣化。實驗課程設(shè)計通常圍繞真實世界的問題展開，使學(xué)生能夠在實際情境中運用所學(xué)知識。這種方法不僅增強了學(xué)生的動手能力，還提高了他們的團(tuán)隊協(xié)作精神和解決問題的能力。然而，實施STEM教育理念的過程并非一帆風(fēng)順。許多學(xué)校在資源配置和教師培訓(xùn)方面面臨困難。許多地區(qū)的教育資源有限，缺乏足夠的實驗設(shè)備和材料，影響了實驗課程的開展。此外，教師在STEM教育理念的理解和應(yīng)用上也存在不足，部分教師仍然習(xí)慣于傳統(tǒng)的教學(xué)方法，缺乏創(chuàng)新實驗設(shè)計的意識；在教學(xué)評價方面，現(xiàn)行的評價標(biāo)準(zhǔn)未能有效體現(xiàn)STEM教育的核心價值，導(dǎo)致教師在教學(xué)中難以平衡知識傳授與能力培養(yǎng)的關(guān)系。這一現(xiàn)象不僅影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也制約了STEM實驗教學(xué)的深入開展。

二、創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計與實踐能力提升的有效策略

課程整體構(gòu)建是設(shè)計創(chuàng)新教學(xué)的基礎(chǔ)。通過將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個領(lǐng)域有機結(jié)合，教師可以設(shè)計出以項目為導(dǎo)向的綜合性學(xué)習(xí)活動。例如，可以圍繞特定的社會問題，設(shè)定相關(guān)的項目任務(wù)，讓學(xué)生在解決實際問題的過程中運用所學(xué)知識。在課程構(gòu)建中，教師還應(yīng)注重跨學(xué)科的協(xié)作，通過多學(xué)科的結(jié)合，提升學(xué)生的綜合思維能力。多樣化的教學(xué)方法是促進(jìn)實踐能力提升的重要策略。傳統(tǒng)的講授式教學(xué)往往使學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，而采用探究式、合作式和游戲化等教學(xué)方法，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與感。

評估體系的創(chuàng)新同樣是提升學(xué)生實踐能力的重要組成部分。傳統(tǒng)的評估方式往往注重理論知識的掌握，而對實踐能力的評估較為薄弱。創(chuàng)新的評估體系應(yīng)包含過程性評價和結(jié)果性評價。在過程性評價中，教師可以通過觀察學(xué)生在實驗過程中的表現(xiàn)、參與度和團(tuán)隊協(xié)作情況，給予即時反饋，幫助學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)策略。在結(jié)果性評價中，學(xué)生的實踐成果、創(chuàng)新設(shè)計和解決方案等都應(yīng)成為評估的重要依據(jù)。此外，教師還可以引入自我評估和互評的方式，讓學(xué)生參與到評價中，促進(jìn)他們對自身學(xué)習(xí)過程的反思。在教學(xué)設(shè)計中，借助現(xiàn)代科技手段也能有效提升實踐能力。利用虛擬實驗室、在線協(xié)作平臺和教育軟件等工具，可以為學(xué)生提供更為豐富的實驗體驗和學(xué)習(xí)資源。通過模擬實驗，學(xué)生可以在無風(fēng)險的環(huán)境中進(jìn)行探索和嘗試，從而增強實踐能力。此外，在線協(xié)作平臺能夠促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作，使他們在不同地點也能共同參與項目，提升團(tuán)隊協(xié)作能力和溝通能力。

三、基于STEM實驗教學(xué)的效果評估與成功案例分析

傳統(tǒng)的評估方法多以書面考試為主，往往忽視了學(xué)生在實際操作中的表現(xiàn)。在STEM實驗教學(xué)中，采用多元化的評估方式顯得尤為重要。過程性評估通過觀察學(xué)生在實驗過程中的表現(xiàn)、團(tuán)隊合作及其對問題的解決能力，能夠及時發(fā)現(xiàn)并糾正學(xué)習(xí)中的不足。此外，結(jié)果性評估不僅僅是對實驗結(jié)果的評判，更應(yīng)關(guān)注學(xué)生在實驗設(shè)計、實施過程中的創(chuàng)新與思考。比如，教師可以通過學(xué)生提交的項目報告、實驗成果展示以及口頭匯報等形式，全面評估學(xué)生的綜合能力。在成功案例分析中，一些學(xué)校的實踐經(jīng)驗為STEM實驗教學(xué)的推廣提供了有益的借鑒。例如，某初中通過開展“環(huán)保科技創(chuàng)新大賽”，鼓勵學(xué)生針對當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保問題進(jìn)行研究與實驗。學(xué)生分組合作，圍繞水質(zhì)檢測、空氣凈化等主題，設(shè)計并實施實驗項目。該活動不僅提升了學(xué)生的實踐能力，也激發(fā)了他們的創(chuàng)新思維和社會責(zé)任感。比賽結(jié)束后，教師通過展示與評比，客觀評估了學(xué)生的實驗成果和團(tuán)隊協(xié)作能力，取得了良好的教學(xué)效果。

展望未來，基于STEM理念的實驗教學(xué)將持續(xù)深化，成為培養(yǎng)學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新思維的重要途徑。隨著教育技術(shù)的不斷進(jìn)步，虛擬實驗室和在線協(xié)作平臺等工具的引入，將為STEM教學(xué)帶來更豐富的學(xué)習(xí)體驗。同時，教師的專業(yè)發(fā)展和課程的持續(xù)優(yōu)化，將進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量。未來，期待通過跨學(xué)科的合作與創(chuàng)新，全面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力，培養(yǎng)出更多適應(yīng)社會需求的高素質(zhì)人才。

（作者系成都藍(lán)港外國語學(xué)校教師，該文于2024年在《中國教師》發(fā)表，并獲得國家級優(yōu)秀論文一等獎）