STEM 是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)四门学科英文首字母的简称。作为一种跨学科融合的新型教育形式,STEM教育体现了新课改背景下强调能力发展、重视实践应用等思想,旨在通过探究式、项目式、体验式、问题导向式等学习途径解决STEM学科问题或现实问题,以激发学生对科技理工类学科的兴趣,锻炼与提升学生的STEM综合素养,最终推动我国创新型、创业型人才的培养。STEM素养主要指学生在处理STEM问题时,其自身所具备的相关知识、思维、能力及态度的综合表现,是STEM教育的基本培养目标,也是21世纪学生所应具备的一项关键能力。在STEM教学实施中,学习活动的设计要能充分体现STEM教育的特点,让学生在资源丰富的学习环境中进行自主探究与制作,以最大限度地发展学生的STEM综合素养。据现有研究来看,尚未形成相对完善的、具有一定权威性的STEM教育应用模式。本研究总体上采用了基于设计的研究方法。首先,通过大量的相关文献研究,对国内外STEM教育研究现状及STEM教学模式研究现状进行梳理和总结。其次,在对STEM素养概念及构成进行深入剖析的基础上,根据STEM教育的特点,分析并提出了 STEM素养框架。然后,基于上述研究,从培养学生STEM素养的视角,设计并构建了 STEM教育应用于课堂教学的一般模式。最后,以一门具体课程为例,通过迭代实验对STEM教学模式进行修正,并验证了其可行性。由学生作品、调查问卷、师生访谈以及学生课堂表现等多项数据表明,STEM教学模式能够较好地锻炼与发展学生的相关STEM能力及态度,对于学生STEM综合素养的培养能够起到一定的积极作用。