STEM教育的优良性除了体现在超前的教学概念中以外，还体现在其全新的教学方法中，都说学生应该在教学过程中发展操作能力，锻炼思维能力、逻辑推理能力等，但如何将这些能力同高效的教学方式结合起来，也是前沿教育者们需要不断思考的问题。迄今为止，STEM教育的教学方法主要有以下两种：PBL教学法、6E教学法^[9]。这两种STEM教学方法是针对有效的学习策略进行归纳之后产生的，具有很好的教学意义。在物理实验的教学中，这些方法也可以用到，在后文的具体创新实验案例中就有一部分的体现，这里先对两种教学方法做简单的介绍。

（一）PBL教学法

PBL教学法是Problem Based Learning和Project Based Learning的缩写，分别代表基于问题的学习和基于项目的学习。基于问题的学习，顾名思义，就是选择结构不良领域的问题作为研究对象展开教学，这种教学模式可以同网络技术、科学技术结合起来。教师在课堂中将学生分为不同的探究小组，分工研究问题的不同过程或者共同研究一个问题，在教学环节中穿插着工程设计、技术应用、数学计算等细节过程，为了培养学生的创新意识，教师在设置问题时会考虑问题的交叉性、前沿性，等等。基于项目的学习是以一个项目为核心展开教学实践活动，学生解决问题的过程就比较类似于专家研究课题的过程，在这样的学习过程中可能会出现比如社区人员支持这一类现实的情景^[10]。在教学过程中，教师尽可能给学生提供真实的场景，让学生作为小工程师主动查阅所需资料，在探讨合作中草拟方案，并在不断尝试中修订方案，最终实施项目解决问题，这对于学生的综合能力提升很有帮助，同时对教师监控的能力有一定的要求。具体模式流程简单概括为项目准备、制订计划、项目实施、分析讨论、考核反馈。

（二）6E教学法

6E教学法的理论基础是建构主义教学理论，也是在STEM教育实践中出现较多的教学方式，最早是5E教学方式，后来加入了“工程”这一部分，使其拓展到6E教学模式。其具体步骤为：引入（Engage）、探究（Explore）、解释（Explain）、工程（Engineer）、深化（Enrich）、评价（Evaluate），对于教师和学生所进行的不同教学阶段有不同的活动要求，这里简单介绍六个教学步骤的具体含义^[11]。

“引入”阶段：又叫“参与”阶段。在该阶段中，教师首先给学生创设合理的教学情境，用来激起学生的兴趣，进入课堂该有的学习状态中。此时，教师可能会让学生做一些简单的动作或活动，学生也会根据呈现的内容和已有经验进行初步的联系，教师可以根据学生的反应获知学生的大致知识掌握水平，如果此时学生难以在教学情境中进行知识迁移，产生的认知冲突就是概念转变的契机之一了。(www.daowen.com)

“探究”阶段：在该阶段中，学生要凭借已有的知识和经验对教师所给的议题做范围的界定，教师此时扮演的是一个观察者、聆听者、引导者的角色，只需给学生提供必要的实验仪器和背景资料，然后监控学习过程即可，学生需要在这一步骤中明确问题的导向，分析需求并将教师建立的教学情境同主题知识产生一定程度上的联系，此时部分学生会在前概念的联系上出错，这也为新规律的提出创造了条件。

“解释”阶段：在该阶段中，学生要对草拟的方案进行一定的整理和疏通，并向合作伙伴阐述自己的想法，包括选定方案和修改计划的原因，对过程的初步预测等，此时学生之间会产生一定的认知冲突，教师在一旁要监控这一流程，适时引导，并加以传播。教师还可以在这一阶段让学生借助多种课程资源（如动画、视频等）表达和抽象化自己的观点，并进行错误的纠正和补充说明。

“工程”阶段：该阶段学生要利用自己准备或教师提供的材料和工具进行方案原型的制作，并在制作过程中不断改良。学生在这个阶段的操作中学到的知识可以为学生提供工程建造的基础，学生会在这个阶段主动思考自己需要的技能、主动寻找自己需要的工具，教师此时要适时给予学生帮助，并针对学生的制作提出一些建设性的意见，让学生能够更好地完成任务。

“深化”阶段：又叫“丰富”阶段。该阶段学生回到主题知识之中，进行概念上的拓展，将新知识的体系框架建构起来，并排除错误的前概念的迁移。教师在该阶段要针对不同的学生进行有效的提问，并指导学生做更深层次的研究思考，拓宽学生对教学应用认知的广度。

“评价”阶段：教师和学生都会参与到评价之中，教师可以设置小测验或其他表现性任务考查学生的理解程度，并鼓励学生进行自我评价和小组评价，述说对教师的建议。这样，师生能够共同反思和进步，让教师准确分析本单元的学习效果，和认清自己在整个教学过程中的贡献，确认下一步的学习目标，学生也能够明确自己存在的问题以及改正的方向，同时在脑海中对主题内容进行回顾和巩固。