STEM理念下实验教学对学生实践能力的培养

成都蓝港外国语学校  赵焕焕

在快速发展的科技时代，培养学生的实践能力已成为教育改革的关键目标。基于STEM（科学、技术、工程和数学）理念的教学方法，通过创新的实验设计，激发学生的探究欲望和创造力。这种跨学科的学习模式，不仅让学生在实践中运用知识，更促进了他们的合作精神与批判性思维。因此，探索基于STEM理念的实验创新教学对初中学生实践能力的影响，具有重要的教育意义和现实价值。

一、STEM理念在实验教学中的实施现状与挑战

STEM教育理念的推广正在全球范围内逐步展开，尤其在初中教育阶段，许多学校开始探索将STEM理念融入实验教学。当前，基于STEM的实验教学已成为提升学生综合素质和实践能力的重要途径。许多学校在STEM实验教学的实施上已经取得了一定的进展，教学内容逐渐向科学、技术、工程和数学四个领域整合发展，教学方法也逐步实现多样化。实验课程设计通常围绕真实世界的问题展开，使学生能够在实际情境中运用所学知识。这种方法不仅增强了学生的动手能力，还提高了他们的团队协作精神和解决问题的能力。然而，实施STEM教育理念的过程并非一帆风顺。许多学校在资源配置和教师培训方面面临困难。许多地区的教育资源有限，缺乏足够的实验设备和材料，影响了实验课程的开展。此外，教师在STEM教育理念的理解和应用上也存在不足，部分教师仍然习惯于传统的教学方法，缺乏创新实验设计的意识；在教学评价方面，现行的评价标准未能有效体现STEM教育的核心价值，导致教师在教学中难以平衡知识传授与能力培养的关系。这一现象不仅影响了学生的学习积极性，也制约了STEM实验教学的深入开展。

二、创新教学设计与实践能力提升的有效策略

课程整体构建是设计创新教学的基础。通过将科学、技术、工程和数学四个领域有机结合，教师可以设计出以项目为导向的综合性学习活动。例如，可以围绕特定的社会问题，设定相关的项目任务，让学生在解决实际问题的过程中运用所学知识。在课程构建中，教师还应注重跨学科的协作，通过多学科的结合，提升学生的综合思维能力。多样化的教学方法是促进实践能力提升的重要策略。传统的讲授式教学往往使学生处于被动学习的状态，而采用探究式、合作式和游戏化等教学方法，可以激发学生的学习兴趣和参与感。

评估体系的创新同样是提升学生实践能力的重要组成部分。传统的评估方式往往注重理论知识的掌握，而对实践能力的评估较为薄弱。创新的评估体系应包含过程性评价和结果性评价。在过程性评价中，教师可以通过观察学生在实验过程中的表现、参与度和团队协作情况，给予即时反馈，帮助学生改进学习策略。在结果性评价中，学生的实践成果、创新设计和解决方案等都应成为评估的重要依据。此外，教师还可以引入自我评估和互评的方式，让学生参与到评价中，促进他们对自身学习过程的反思。在教学设计中，借助现代科技手段也能有效提升实践能力。利用虚拟实验室、在线协作平台和教育软件等工具，可以为学生提供更为丰富的实验体验和学习资源。通过模拟实验，学生可以在无风险的环境中进行探索和尝试，从而增强实践能力。此外，在线协作平台能够促进学生之间的交流与合作，使他们在不同地点也能共同参与项目，提升团队协作能力和沟通能力。

三、基于STEM实验教学的效果评估与成功案例分析

传统的评估方法多以书面考试为主，往往忽视了学生在实际操作中的表现。在STEM实验教学中，采用多元化的评估方式显得尤为重要。过程性评估通过观察学生在实验过程中的表现、团队合作及其对问题的解决能力，能够及时发现并纠正学习中的不足。此外，结果性评估不仅仅是对实验结果的评判，更应关注学生在实验设计、实施过程中的创新与思考。比如，教师可以通过学生提交的项目报告、实验成果展示以及口头汇报等形式，全面评估学生的综合能力。在成功案例分析中，一些学校的实践经验为STEM实验教学的推广提供了有益的借鉴。例如，某初中通过开展“环保科技创新大赛”，鼓励学生针对当地的环保问题进行研究与实验。学生分组合作，围绕水质检测、空气净化等主题，设计并实施实验项目。该活动不仅提升了学生的实践能力，也激发了他们的创新思维和社会责任感。比赛结束后，教师通过展示与评比，客观评估了学生的实验成果和团队协作能力，取得了良好的教学效果。

展望未来，基于STEM理念的实验教学将持续深化，成为培养学生实践能力与创新思维的重要途径。随着教育技术的不断进步，虚拟实验室和在线协作平台等工具的引入，将为STEM教学带来更丰富的学习体验。同时，教师的专业发展和课程的持续优化，将进一步提升教学质量。未来，期待通过跨学科的合作与创新，全面激发学生的学习潜力，培养出更多适应社会需求的高素质人才。

（作者系成都蓝港外国语学校教师，该文于2024年在《中国教师》发表，并获得国家级优秀论文一等奖）