STEM课堂作为STEM教育价值实现的载体,是培养综合型人才的重要手段,其对于培养适应未来现代化产业高速发展的“全人”具有重要的意义。作为一种从教学理念到实践模式均区别于传统课堂的整合型跨学科课堂,其在实践过程中对教师的教学行为提出新的挑战。而当前STEM课堂已成为教学研究的重要方向之一,各国从政府层面及诸多学者对如何更好地开展STEM课堂提出了建议,但基于教学实践的量化研究成果还有待进一步丰富深入,其真实的实践情况还有待研究。本研究以来自不同省市和地区的18节STEM课例为研究对象,其包含课堂教学实录视频及教案。为了能够进行较为深入且全面的分析,在文献梳理后对当前的课堂教学特征研究方法及常用工具进行分析,构建了多元评价框架体系。选用RTOP量规的整体性评价、基于改进型弗兰德斯编码作为研究工具,对课例进行了课堂观察量表评价打分、师生互动行为编码及教案分析的多元评价。通过采用数据统计、差异分析、对比分析等方式对课堂的整体教学情况特征、师生互动模式及教学设计现状进行深入分析,以提炼出优质课堂的实践模式。综合以上分析后,研究发现:优质课堂中的教师在任务设计上更加追求凸显真实环境场域的教学主题情境,在观念指向上体现了以学生为中心的理念,采用了培养多元创新思维的教学策略,注重师生课堂话语交互表征的有效性及营造积极的情绪氛围,具备一定的学习成效证据意识。上述结论为当前STEM课堂在教学实践的改进、教学反思及后续课堂教学研究提供了一定的借鉴意义。