在科技快速发展和创新层出不穷的现代社会,我国要想提高自己的科研竞争力,必然要发展能够培养优秀现代科技人才的教育理念。源于美国的STEM(Science、Technology、Engineering、Mathematics)教育综合了科学、技术、工程和数学四门学科的特点,重视知识的获取,以及方法和工具的利用,融合了创新生产的过程,旨在培养学生的科学、技术、工程和数学的综合素养。由于STEM教育理念具有上述众多优势,我国学术界和教育界研究人员已对STEM教育开展了大量研究,希望利用STEM教育理念为我国培养大批优秀的现代科技人才。然而,中国的STEM教育仍处于起步阶段,面临如下问题:(i)STEM教学往往需要大量资金投入,很多学校不能正常开展STEM教育;(ii)STEM教育过重强调某项技术的学习与应用;(iii)STEM教育的工程设计难度过高或者过低。这就造成了部分学生无法接受STEM教育、通过STEM教育无法形成完整的知识背景、工程设计环节参与度不高等问题。针对上述问题,本文首先通过文献分析研究了STEM教育理念,并据此探讨易于在学校施行的教学模式;然后,结合项目学习法,为学生提供现实的问题情境和多元的学习任务,以此帮助学生丰富知识背景,提升综合素养;最后,对教育活动进行详细记录,结合调查问卷以及访谈内容帮助教师优化课堂,完善教学过程,保证学生在难度适中的工程设计中学习,并为教育研究者提供基于STEM教育理念的高中物理动力学教学的典型案例。本文的研究探索了培养学生多种能力的更优途径,将为我国高中物理教学走向综合化教育提供切实可行的新模式和新思路,为高中物理教学改革做出贡献。