核心素养导向下中小学STEM 课程对学生创新能力培养的影响研究

引言

在当前以知识创新和科技进步为主要驱动力的时代背景下，创新能力的培养已经成为国家竞争力提升与个体终身发展不可或缺的关键因素。教育部提出的“核心素养”体系强调学生应在学习过程中发展综合能力，其中创新能力作为核心素养的重要内容，贯穿于知识、技能、情感态度与价值观的多个维度。STEM 课程作为实现这一育人目标的重要教学载体，在基础教育阶段的发展日益受到重视。

一、STEM 课程理念与核心素养对接的必要性与现实性分析

STEM 课程本质上是一种强调实践与整合的教育形式，它突破了传统学科之间的边界，强调以现实问题为引导，将科学、技术、工程和数学有机融合，构建具有挑战性的学习情境，引导学生在解决问题的过程中建构新知识并发展关键能力。这种以问题为核心、以探究为方式、以项目为载体的教学设计，与当前课程改革所倡导的核心素养理念高度契合。尤其是在创新能力的培养方面，STEM 课程强调对问题的独立分析与多方案解决，注重知识的迁移与综合运用，鼓励学生在实验、建模、设计等过程中尝试、改进和突破传统思维定式，从而培养其独立思考与创新解决问题的能力。从现实角度看，我国当前中小学教育中存在学科割裂、应试导向明显、学生创造性思维发展受限等问题，亟需通过改革教学内容与方式，强化课程的实践性与综合性。而 STEM 课程的实施正好弥补了这一短板，使学生在亲历科学探究与工程设计的过程中逐步掌握从“想法”到“实践”再到“成果”的完整创新流程，有助于学生形成完整的创新能力结构。

二、STEM 课程对学生创新能力培养的作用机制分析

STEM 课程在实际教学中，通过真实任务驱动、多学科协作和开放式探究，构建了一个高度契合学生认知发展与能力提升需求的教学体系。在任务驱动机制下，教师设计与生活实际密切相关的问题情境，如“设计环保节能建筑”“开发校园智能垃圾分类系统”“模拟火星生存方案”等项目，引导学生自主探究并提出解决方案。在这一过程中，学生需经历信息搜集、方案设计、实验验证与结果优化等多个步骤，激活其思维活动并激发创造热情。多学科协作则要求学生将物理、数学、生物等知识融合运用，形成综合解决问题的能力，同时也强化了学生的知识迁移与跨领域思维。开放式探究强调“多解”而非“唯一答案”，鼓励学生在多种可能性中选择最优路径，发展其发散思维与批判性思考能力。此外，项目式学习中的小组协作、阶段性成果展示与成果反思，也极大提升了学生在创新过程中的沟通表达能力与团队协同能力。因此，STEM 课程并非简单的“科学实验”或“技术制作”，而是一个全流程的创新训练平台，其系统性、开放性与综合性为学生创新能力的形成提供了坚实支撑。

三、STEM 课程实施中面临的问题与挑战

尽管 STEM 课程的优势逐渐显现，其在中小学教育中的推广和落实仍面临诸多挑战。首先，课程资源匮乏是突出问题。很多学校尚未建立完善的 STEM课程体系，缺乏符合学生发展阶段的课程内容与教学材料，导致教学内容空泛或过于复杂，难以激发学生的积极性。其次，教师专业能力不足也制约了课程效果的发挥。目前不少中小学教师在 STEM 教育理念、教学方法、技术整合等方面的专业素养不高，尤其是在跨学科整合能力、项目组织能力与探究指导能力方面存在短板。此外，传统教学评价方式侧重结果而忽视过程，难以准确衡量学生在项目学习中的创新表现，也不利于学生个性化能力的挖掘与发展。这些问题的存在使得 STEM 课程虽有良好设想，但在实施层面难以发挥其应有的育人功能，制约了其对学生创新能力的全面培养。

四、优化STEM 课程以提升学生创新能力的路径策略

为了更好发挥 STEM 课程在学生创新能力培养中的作用，应从多维度推进系统优化。首先，在课程设计层面，应开发适应不同年龄段学生认知特点的模块化课程体系，围绕“兴趣驱动—探究实践—成果转化”三阶段设计课程内容，注重课程难度梯度与学科关联的平衡性。其次，应加强师资队伍建设，通过专业培训、课题研究、教学竞赛等多种方式提升教师的 STEM 教学能力，同时引入行业专家与大学资源共同参与教学资源开发与课堂实践。再次，应构建以过程评价为主、多元评价为辅的评价体系，将学生在项目学习中的创新思维、问题解决、团队合作与表达能力等纳入综合评估范畴，形成对学生综合创新能力的真实反馈。

五、结论

核心素养导向下的中小学 STEM 课程，不仅是基础教育课程体系改革的重要组成部分，更是培养未来创新人才的战略路径。其以跨学科融合为基础，以问题解决为目标，以项目探究为方法，为学生提供了一个立体化、多样化的创新能力发展平台。研究表明，STEM 课程在提升学生创新意识、创新思维与创新实践能力方面具有显著成效，符合当前核心素养教育的要求与发展趋势。然而，其实施过程中仍面临师资、资源、评价与制度等多重挑战，亟需通过多方协同、系统设计与机制创新，推动 STEM 教育走向科学化、系统化与高质量化发展。未来，随着教育数字化、智能化的持续推进，STEM 课程将在人工智能、虚拟仿真、智慧课堂等新技术支持下展现更强的教学潜力与育人效能，成为学生走向创新型社会的坚实起点与有力支撑。

参考文献

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