摘 要：STEM教育一般采用跨學(xué)科教學(xué)的方式。依托動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境，積極開展STEM教學(xué)，有助于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和教師跨學(xué)科教學(xué)能力的提升?；趯?shí)踐探索（特別是三個(gè)典型的教學(xué)案例），結(jié)合文獻(xiàn)研究，提出了動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境支持下的STEM教學(xué)模式和跨學(xué)科教學(xué)能力模型。前者以活動(dòng)理論為理論基礎(chǔ)，以“6E”為操作程序，以扎實(shí)理解教學(xué)框架為教學(xué)評(píng)價(jià)工具，同時(shí)具有基于問題的學(xué)習(xí)、基于探究的學(xué)習(xí)、基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)和基于協(xié)作的學(xué)習(xí)等關(guān)鍵特征。后者指向“端正態(tài)度，明確目標(biāo)，掌握知識(shí)，提高技能”的教師培訓(xùn)方針。

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境；STEM教學(xué)；跨學(xué)科教學(xué)；教學(xué)模式；教師能力

*

本文系教育部人文社會(huì)科學(xué)研究青年基金項(xiàng)目“創(chuàng)新型STEM教師培養(yǎng)的探索性研究”（批準(zhǔn)號(hào)：18YJC880115）的階段性研究成果。

一、 引言

STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四個(gè)英文單詞首字母的縮寫。STEM教育往往基于問題，采用STEM相關(guān)課程整合模式，也就是說，把科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等STEM學(xué)科分別看作單獨(dú)的學(xué)科，在學(xué)習(xí)過程中獨(dú)立運(yùn)用，以實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉融合，同時(shí)各學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的安排注重彼此之間的聯(lián)系。［1］可以看出，STEM教育所涉及學(xué)科內(nèi)在的相關(guān)性較強(qiáng)，所以一般采用跨學(xué)科教學(xué)的方式。

“促進(jìn)教師跨學(xué)科教學(xué)能力提升”是教育部實(shí)施“全國(guó)中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0”的主要措施之一，要求“發(fā)掘中小學(xué)基于信息技術(shù)支持的跨學(xué)科教學(xué)優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)”“開展信息技術(shù)支持的跨學(xué)科教學(xué)培訓(xùn)”“打造一批基于信息技術(shù)開展跨學(xué)科教學(xué)的骨干教師”［2］。

動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境（Dynamic Mathematics Environment，簡(jiǎn)稱DME）是一種方便用戶創(chuàng)造數(shù)學(xué)對(duì)象并且對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)操作的計(jì)算機(jī)環(huán)境。［3］它具有動(dòng)態(tài)性和互動(dòng)性兩個(gè)顯著的特征，因而也被稱為“動(dòng)態(tài)與互動(dòng)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境”（Dynamic and Interactive Mathematics Learning Environment，簡(jiǎn)稱DIMLE）。［4］常見的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境包括GeoGebra、幾何畫板、網(wǎng)絡(luò)畫板等軟件，以及嵌入了相關(guān)軟件的硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

依托動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境，積極開展STEM教學(xué)，有助于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和教師跨學(xué)科教學(xué)能力的提升。本文將圍繞“如何開展動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境支持下的STEM教學(xué)”“開展動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境支持下的STEM教學(xué)需要具備什么能力”兩個(gè)問題，基于實(shí)踐探索（特別是典型案例），結(jié)合文獻(xiàn)研究，嘗試進(jìn)行理論建構(gòu)。

二、 動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境支持下的STEM教學(xué)案例

“創(chuàng)新型STEM教師培養(yǎng)的探索性研究”課題組對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境支持下的STEM教學(xué)進(jìn)行了一系列實(shí)踐探索。下面介紹其中的三個(gè)案例，主題分別是“飛翔的數(shù)學(xué)”“翻轉(zhuǎn)的數(shù)學(xué)”“聚光手電筒”。這三個(gè)案例都是基于動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)軟件GeoGebra，在數(shù)學(xué)教學(xué)中融入科學(xué)和工程的元素開展的STEM教學(xué)。

（一） 案例1：“飛翔的數(shù)學(xué)”

“飛翔的數(shù)學(xué)”這個(gè)課題致力于為數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”活動(dòng)的開展提供一個(gè)STEM教學(xué)的方案。教學(xué)過程采用6E教學(xué)模式和基于問題的學(xué)習(xí)方法，主要包括六個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)：情境引入、折紙?zhí)骄?、折紙解釋、模型制作、模型精致和總結(jié)評(píng)價(jià)。在教學(xué)過程中，創(chuàng)設(shè)以問題驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境，向?qū)W生提出相關(guān)問題，并引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，讓學(xué)生以小組合作的形式分析解決問題。［5］該課例以航天主題為情境引入，引導(dǎo)學(xué)生思考：衛(wèi)星的太陽(yáng)能電池帆板以何種方式折疊能方便打開？在此基礎(chǔ)上，組織學(xué)生以小組合作的方式進(jìn)行折紙?zhí)骄?，最終發(fā)現(xiàn)有關(guān)折紙的前川定理和三浦折疊方法。在此過程中，除了動(dòng)手操作以外，還使用GeoGebra模擬演示了“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星的繞地飛行（如圖1所示）和三浦折疊型太陽(yáng)能電池帆板在太空中的折疊與展開（如圖2所示）。

（二） 案例2：“翻轉(zhuǎn)的數(shù)學(xué)”

“翻轉(zhuǎn)的數(shù)學(xué)”這個(gè)課題致力于為培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)好奇心提供一個(gè)STEM教學(xué)的方案。教學(xué)過程采用6E教學(xué)模式，主要包括六個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)：情境引入、問題探究、模型制作、原理解釋、模型精致和總結(jié)評(píng)價(jià)。［6］該課例以一個(gè)“四面體翻轉(zhuǎn)環(huán)”形狀的智能翻轉(zhuǎn)飛行器（如下頁(yè)圖3所示）的視頻為情境引入，通過面向未來的科技產(chǎn)品，激發(fā)學(xué)生的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生探索飛行器的幾何特征。在此基礎(chǔ)上，組織學(xué)生以小組合作的方式進(jìn)行折紙?zhí)骄浚ㄈ鐖D4所示），最終發(fā)現(xiàn)“四面體翻轉(zhuǎn)環(huán)”能夠?qū)崿F(xiàn)360度翻轉(zhuǎn)的條件。在此過程中，除了動(dòng)手操作以外，還使用GeoGebra展示了“四面體翻轉(zhuǎn)環(huán)”能夠?qū)崿F(xiàn)翻轉(zhuǎn)的臨界位置（如圖5所示）。通過讓學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)的科學(xué)價(jià)值、應(yīng)用價(jià)值、文化價(jià)值和審美價(jià)值，激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)好奇心。

（三） 案例3：“聚光手電筒”

“聚光手電筒”這個(gè)課題致力于為開展“3D打印與數(shù)學(xué)可視化”活動(dòng)提供一個(gè)STEM教學(xué)的方案。教學(xué)過程采用6E教學(xué)模式，融入工程設(shè)計(jì)過程，主要包括六個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)：情境引入、科學(xué)探究、原理解釋、工程設(shè)計(jì)、模型精致和總結(jié)評(píng)價(jià)。其中，工程設(shè)計(jì)過程包括四個(gè)步驟：提出問題，確定需求；發(fā)揮想象，探究問題；小組合作，制定方案；交流創(chuàng)意，實(shí)踐創(chuàng)造。［7］該課例以聚光手電筒為情境引入，引導(dǎo)學(xué)生思考：如何設(shè)計(jì)和制作一個(gè)聚光手電筒？在此基礎(chǔ)上，組織學(xué)生以小組合作的方式進(jìn)行科學(xué)探究，最終設(shè)計(jì)出符合要求的聚光手電筒紙質(zhì)模型和數(shù)字模型。在此過程中，除了動(dòng)手操作以外，還使用GeoGebra探究了由拋物線生成拋物面的過程，設(shè)計(jì)了聚光手電筒的3D數(shù)字模型（如圖6所示）。將上述3D數(shù)字模型導(dǎo)出為可以3D打印的STL格式，并在3D打印軟件中打開，連接3D打印機(jī)后打印出實(shí)物模型（如圖7所示）；用LED燈、開關(guān)、電池、電路線和反光箔等器材組裝成聚光手電筒，測(cè)試其照明效果（如圖8所示）。

三、 動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境支持下的STEM教學(xué)理論構(gòu)建

（一） 動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境支持下的STEM教學(xué)模式

20世紀(jì)80年代中后期，美國(guó)生物學(xué)課程研究會(huì)提出了5E教學(xué)模式，包括5個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，即引入（Engage）、探究（Explore）、解釋（Explain）、精致（Elaborate）和評(píng)價(jià)（Evaluate）。這一模式受到我國(guó)教育研究者的廣泛關(guān)注。［8］在引入環(huán)節(jié)，教師創(chuàng)設(shè)合適的情境，幫助學(xué)生建立過去的與當(dāng)前的學(xué)習(xí)經(jīng)歷之間的聯(lián)系，從而激活學(xué)生的先前知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的好奇心；在探究環(huán)節(jié)，教師創(chuàng)設(shè)探究式學(xué)習(xí)的環(huán)境，幫助學(xué)生產(chǎn)生新思想，探究新問題，掌握新的知識(shí)和技能；在解釋環(huán)節(jié)，學(xué)生充分展示自己學(xué)到的知識(shí)和技能，教師則通過補(bǔ)充說明和詳細(xì)解釋幫助學(xué)生進(jìn)一步加深理解；在精致環(huán)節(jié)，教師通過變式訓(xùn)練和拓展延伸等方法促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)；在評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，教師通過學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)、歸納總結(jié)和目標(biāo)檢測(cè)等方式判斷教學(xué)的效果。

由“飛翔的數(shù)學(xué)”“翻轉(zhuǎn)的數(shù)學(xué)”和“聚光手電筒”這三個(gè)案例可以發(fā)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境支持下的STEM教學(xué)過程普遍采用了6E教學(xué)模式，即引入（Engage）、探究（Explore）、解釋（Explain）、工程（Engineer）、精致（Elaborate）和評(píng)價(jià)（Evaluate）。它是在5E教學(xué)模式的基礎(chǔ)上添加“工程”環(huán)節(jié)而形成的。工程思維是學(xué)生的（通用技術(shù)）學(xué)科核心素養(yǎng)之一，具備工程思維的學(xué)生能“運(yùn)用系統(tǒng)分析的方法，針對(duì)某一具體技術(shù)領(lǐng)域的問題進(jìn)行要素分析、整體規(guī)劃，并運(yùn)用模擬和簡(jiǎn)易建模等方法進(jìn)行設(shè)計(jì)”［9］。在STEM教學(xué)中，工程思維主要體現(xiàn)在工程設(shè)計(jì)過程中。工程設(shè)計(jì)過程（Engineering Design Process，簡(jiǎn)稱EDP）是指工程師解決工程問題時(shí)遵循的一系列步驟，通常包括定義問題、背景研究、想象、計(jì)劃、創(chuàng)造、測(cè)試與評(píng)估、重新設(shè)計(jì)和交流等不斷迭代的過程。［10］上述案例中的工程主要是折紙工程（Engineering with Origami）。折紙是指不經(jīng)剪裁和粘接，將二維平面紙張折疊成三維立體形狀的方法，具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成形迅速、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在可展開式結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)組裝與自成型等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。折紙結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的結(jié)合涉及航空航天、柔性電子、醫(yī)藥、機(jī)器人等多個(gè)領(lǐng)域，如衛(wèi)星太陽(yáng)能電池板、可折疊電池、折紙柔性電子器件、微納米機(jī)電系統(tǒng)和DNA組裝結(jié)構(gòu)等。［11］

動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境對(duì)立足于數(shù)學(xué)學(xué)科的STEM教學(xué)有著強(qiáng)大的支持作用。它在6E教學(xué)模式的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中都可能會(huì)用到。例如，案例1的引入環(huán)節(jié)用GeoGebra模擬演示了“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星的繞地飛行，精致環(huán)節(jié)則用GeoGebra模擬演示了三浦折疊型太陽(yáng)能電池帆板的折疊與展開；案例2的解釋環(huán)節(jié)用GeoGebra制作了四面體翻轉(zhuǎn)環(huán)，并演示了能夠?qū)崿F(xiàn)360度翻轉(zhuǎn)的臨界條件；案例3的探究環(huán)節(jié)用GeoGebra展示了由拋物線動(dòng)態(tài)生成拋物面的過程，工程環(huán)節(jié)則用GeoGebra設(shè)計(jì)了聚光手電筒的3D數(shù)字模型。這些動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境的應(yīng)用，有助于學(xué)生直觀形象地理解其中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)原理，有利于教師更加有效地開展信息技術(shù)支持的跨學(xué)科教學(xué)。

教學(xué)模式是在一定教學(xué)思想或教學(xué)理論指導(dǎo)下建立起來的較為穩(wěn)定的教學(xué)活動(dòng)結(jié)構(gòu)框架和程序，它通常包括五個(gè)因素，即理論基礎(chǔ)、教學(xué)目標(biāo)、操作程序、實(shí)現(xiàn)條件和教學(xué)評(píng)價(jià)。動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境支持下的STEM教學(xué)模式以文化歷史活動(dòng)理論為理論基礎(chǔ)，以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)，以“6E”為操作程序，以設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境為實(shí)現(xiàn)條件，以扎實(shí)理解教學(xué)框架為教學(xué)評(píng)價(jià)工具，同時(shí)具有基于問題的學(xué)習(xí)（Problembased learning，簡(jiǎn)稱PBL）、基于探究的學(xué)習(xí)（Inquirybased learning，簡(jiǎn)稱IBL）、基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)（Designbased learning，簡(jiǎn)稱DBL）和基于協(xié)作的學(xué)習(xí)（Ｃooperative learning，簡(jiǎn)稱CL）等關(guān)鍵特征（如圖9所示）。

文化歷史活動(dòng)理論（CulturalHistorical Activity Theory，簡(jiǎn)稱CHAT），簡(jiǎn)稱為活動(dòng)理論（Activity Theory），是以“活動(dòng)”為邏輯起點(diǎn)和中心范疇研究和解釋人的心理發(fā)生發(fā)展問題的心理學(xué)理論。維果茨基、列昂捷夫、恩格斯托姆分別是三代活動(dòng)理論的代表性人物。其中，第二代活動(dòng)理論主要聚焦于由“主體—工具—客體”構(gòu)成的三角形，共同體中每個(gè)成員有明確的分工，活動(dòng)過程中遵循一定的規(guī)則。［12］

扎實(shí)理解教學(xué)（Teaching for Robust Understanding，簡(jiǎn)稱TRU）框架由美國(guó)著名數(shù)學(xué)教育家匈菲爾德提出，包括學(xué)習(xí)內(nèi)容（Content）、認(rèn)知需求（Cognitive Demands）、參與機(jī)會(huì)（Equitable Access to Content）、主體意識(shí)（Agency，Authority，and Identity）和生成評(píng)價(jià)（Formative Assessment）等五個(gè)維度。它可以有效地運(yùn)用于STEM課堂教學(xué)評(píng)價(jià)。［13］

（二） 動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境支持下的跨學(xué)科教學(xué)能力模型

動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境支持下的STEM教學(xué)模式中的學(xué)習(xí)，是一種復(fù)雜學(xué)習(xí)。復(fù)雜學(xué)習(xí)并不是簡(jiǎn)單地學(xué)習(xí)一些被分解的、孤立的知識(shí)碎片，而是將態(tài)度、技能和知識(shí)綜合為一個(gè)整體，協(xié)調(diào)運(yùn)用各種復(fù)雜認(rèn)知技能完成面向工作實(shí)際的學(xué)習(xí)任務(wù)，促使學(xué)生有能力把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到真實(shí)的問題解決實(shí)踐中。［14］指導(dǎo)學(xué)生開展這樣的學(xué)習(xí)要求教師具備相應(yīng)的態(tài)度、技能和知識(shí)，也就是具備相應(yīng)的跨學(xué)科教學(xué)能力。ASK模型是一個(gè)經(jīng)典的能力模型，常用于教育教學(xué)、職業(yè)培訓(xùn)和崗位勝任等培訓(xùn)領(lǐng)域。其中，A指態(tài)度（Attitude），S指技能（Skill），K指知識(shí)（Knowledge）。

為了有效開展動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境支持下的STEM教學(xué)，教師需要有積極的態(tài)度、熟練的技能和豐富的知識(shí)。在態(tài)度方面，教師需要感知?jiǎng)討B(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境的有用性和易用性，了解任務(wù)與技術(shù)的匹配程度，并且愿意在教學(xué)中使用它；需要“在思想上保持開放，愿意進(jìn)入自己不太熟悉的領(lǐng)域”［15］，從而對(duì)STEM教學(xué)保持積極的態(tài)度。在技能方面，由于基于問題的學(xué)習(xí)、基于探究的學(xué)習(xí)、基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)和基于協(xié)作的學(xué)習(xí)是動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境支持下的STEM教學(xué)的關(guān)鍵特征，教師需要懂得如何組織學(xué)生開展相應(yīng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，熟練掌握相關(guān)的教學(xué)技能。在知識(shí)方面，教師除了需要具備教學(xué)法知識(shí)（Pedagogical Knowledge，簡(jiǎn)稱PK）、多個(gè)學(xué)科的學(xué)科內(nèi)容知識(shí)（Content Knowledge，簡(jiǎn)稱CK）和學(xué)科教學(xué)知識(shí)（Pedagogical Content Knowledge，簡(jiǎn)稱PCK）以外，還需要具備一定的跨學(xué)科內(nèi)容知識(shí)（Interdisciplinary Content Knowledge，簡(jiǎn)稱ICK）和跨學(xué)科教學(xué)知識(shí)（Interdisciplinary Pedagogical Content Knowledge，簡(jiǎn)稱IPCK）。其中，跨學(xué)科教學(xué)知識(shí)尤其重要，是指教師在完成如下任務(wù)時(shí)需要具備的知識(shí)：（1） 處理與跨學(xué)科有關(guān)的問題，如使用跨越課程邊界的主題對(duì)概念進(jìn)行表征；（2） 運(yùn)用各種教學(xué)方法，開展涉及多個(gè)學(xué)科內(nèi)容領(lǐng)域的跨學(xué)科主題活動(dòng)；（3） 識(shí)別特定學(xué)科內(nèi)部和學(xué)科之間的知識(shí)聯(lián)系，并且基于這種聯(lián)系進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)；（4） 在教學(xué)過程中使用跨學(xué)科探究的方法，通過這種方法，學(xué)生能夠跨越課程邊界，建立現(xiàn)有知識(shí)之間的聯(lián)系，并將獲得的新知識(shí)運(yùn)用到多個(gè)學(xué)科境脈中。［16］此外，教師需要熟練掌握有關(guān)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境的技術(shù)知識(shí)和操作技能。

因此，本文在借鑒ASK模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)踐探索經(jīng)驗(yàn)和文獻(xiàn)研究結(jié)果，提出動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境支持下的跨學(xué)科教學(xué)能力（Dynamic Mathematics Environment Supported Interdisciplinary Teaching Competency，簡(jiǎn)稱DMESITC）模型（如圖10所示）。

從該模型可以看出，培養(yǎng)教師在動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境下開展跨學(xué)科教學(xué)的能力，可以采用“端正態(tài)度，明確目標(biāo)，掌握知識(shí)，提高技能”的十六字方針。端正態(tài)度是指對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境和跨學(xué)科教學(xué)有較強(qiáng)的認(rèn)同感和較高的接受度；明確目標(biāo)是指明確動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境支持下的跨學(xué)科教學(xué)的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，包括學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)和學(xué)科核心素養(yǎng)；掌握知識(shí)是指掌握在動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境下開展跨學(xué)科教學(xué)必須具備的知識(shí)，包括教學(xué)法知識(shí)、（多個(gè)）學(xué)科內(nèi)容知識(shí)、（多個(gè)）學(xué)科教學(xué)知識(shí)、跨學(xué)科內(nèi)容知識(shí)、跨學(xué)科教學(xué)知識(shí)以及與動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境有關(guān)的技術(shù)知識(shí)；提高技能是指提高組織基于問題的學(xué)習(xí)、基于探究的學(xué)習(xí)、基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)和基于協(xié)作的學(xué)習(xí)等有關(guān)的具體教學(xué)技能。

四、 結(jié)語(yǔ)

本文基于實(shí)踐探索（特別是三個(gè)典型的教學(xué)案例），結(jié)合文獻(xiàn)研究，提出了動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)環(huán)境支持的STEM教學(xué)模式和跨學(xué)科教學(xué)能力模型，對(duì)于在中小學(xué)開展信息技術(shù)支持下的跨學(xué)科教學(xué)以及培訓(xùn)基于信息技術(shù)開展跨學(xué)科教學(xué)的骨干教師，具有十分重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。然而，上述教學(xué)模式和教學(xué)能力模型的合理性和有效性還需要在實(shí)踐中進(jìn)一步驗(yàn)證。如何基于上述教學(xué)模式開展教學(xué)，從而培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)？如何基于上述教學(xué)能力模型設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)價(jià)課程，從而培養(yǎng)創(chuàng)新型STEM教師？這些問題還需要進(jìn)一步探索。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 袁智強(qiáng).交叉融合的STEM教育：背景、內(nèi)涵與展望［J］.教育研究與評(píng)論（中學(xué)教育教學(xué)），2019（3）：32.

［2］ 中華人民共和國(guó)教育部.教育部關(guān)于實(shí)施全國(guó)中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0的意見［EB/OL］.（20190320）［20220804］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A10/s7034/201904/t20190402_376493.html.

［3］ M.J.Bossé，E.S.Young，A.Bayaga，et al.Cognitive processes in problem solving in a dynamic mathematics environment［J］.International Journal for Mathematics Teaching and Learning，2020（2）：176.

［4］ D.Martinovic，Z.Karadag.Dynamic and interactive mathematics learning environments： the case of teaching the limit concept［J］. Teaching Mathematics and Its Applications，2012（1）：41.

［5］ 李雪琴，袁智強(qiáng)，戴颯英.基于STEM教育理念的初中數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”一例——《飛翔的數(shù)學(xué)》教學(xué)及啟示［J］.教育研究與評(píng)論（中學(xué)教育教學(xué)），2020（6）：3439.

［6］ 唐依婷，袁智強(qiáng)，戴颯英.開展跨學(xué)科STEM教學(xué)，培養(yǎng)對(duì)數(shù)學(xué)的好奇心——《翻轉(zhuǎn)的數(shù)學(xué)》教學(xué)及啟示［J］.教育研究與評(píng)論（中學(xué)教育教學(xué)），2022（5）：7481.

［7］ 梅浩，唐依婷，袁智強(qiáng).信息技術(shù)支持的數(shù)學(xué)跨學(xué)科教學(xué)研究——以《設(shè)計(jì)和制作聚光手電筒》一課為例［J］.教育研究與評(píng)論（中學(xué)教育教學(xué)），2020（8）：3439.

［8］ 吳成軍，張敏.美國(guó)生物學(xué)“5E”教學(xué)模式的內(nèi)涵、實(shí)例及其本質(zhì)特征［J］.課程？教材？教法，2010（6）：108112.

［9］ 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）［S］.北京：人民教育出版社，2020：4.

［10］ 孫妍妍，何灃燊.以“工程”為中心的STEM課程驅(qū)動(dòng)問題設(shè)計(jì)研究［J］.華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（教育科學(xué)版），2021（8）：36.

［11］ 李笑，李明.折紙及其折痕設(shè)計(jì)研究綜述［J］.力學(xué)學(xué)報(bào)，2018（3）：467468.

［12］ 呂巾嬌，劉美鳳，史力范.活動(dòng)理論的發(fā)展脈絡(luò)與應(yīng)用探析［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2007（1）：814.

［13］ A.Schoenfeld，R.Floden，F(xiàn).Chidiac，et al.On classroom observations［J］.Journal for STEM Education Research，2018（1）：3459.

［14］ 馮銳，李曉華.教學(xué)設(shè)計(jì)新發(fā)展：面向復(fù)雜學(xué)習(xí)的整體性教學(xué)設(shè)計(jì)——荷蘭開放大學(xué)Jeroen J.G.van Merrienboer教授訪談［J］.中國(guó)電化教育，2009（2）：2.

［15］ 袁智強(qiáng)，大衛(wèi)？安德森，瑪麗娜？米爾納博洛廷.推倒教室“圍墻”——關(guān)于STEM教師專業(yè)發(fā)展的對(duì)話［J］.教育研究與評(píng)論，2020（6）：42.

［16］ S.Aｎ.Preservice teachers knowledge of interdisciplinary pedagogy：the case of elementary mathematicsscience integrated lessons［J］.ZDMMathematics Education，2017（2）：237248.