“十三五”期间的发展理念是创新、协调、绿色、开放、共享,而创新是发展的第一动力。传统的应试教育过分强调分数和答案的唯一性,会逐渐抹杀学生的创新思维。若是要等学生创新思维受到限制后再谈创新未免为时已晚,故而创新能力培养需要从小孩抓起。STEM教育起源于美国,是为了应对美国STEM(科学、技术、工程和数学)人才优势减弱,全球竞争力下降的危机而提出的教育集成战略。旨在培养学生的跨学科解决问题能力和创新能力。最近几年,STEM在国内得到迅速的发展和传播,各地开始初步探索如何在学校实施STEM教育,由于经济限制以及各方面条件的制约,STEM教育在国内发展不均衡,一些发达地区STEM教育发展迅速,取得不错的成绩;而很多欠发达地区只能望洋兴叹,有心而无力。故本研究结合国内外现状,构建了中小学STEM教育模式,以期待为STEM教育实践以及理论研究提供借鉴。本文共分为五个部分:第一个部分是绪论部分,是关于本研究的研究背景与意义、STEM教育的界定及理论基础、研究综述、研究内容与方法以及创新之处的阐述;第二部分调研分析了STEM教育的产生与发展,区分了STEM教育、STEAM教育以及创客教育三者之间的区别,分析了国内外STEM教育教学现状,总结STEM教育存在的问题与不足;第三部分在区分教育模式与教学模式的基础上,提出教育模式的几大构成要素:培养目标、课程内容、教学方法、评价方法以及支撑条件,并构建了中小学STEM教育模式,在中小学STEM教育模式的基础上,构建了三种STEM教学模式,分别是基于课堂的STEM教学模式,基于工作坊的STEM教学模式以及基于活动的STEM教学模式;第四部分结合基于课堂的STEM教学模式,以《不下雪也能堆雪人》为教学内容进行教学设计,将《不下雪也能堆雪人》在广州市九十七中学初一三个班级进行具体的教学实践,实践周期为一个月,从案例实施方法、案例实施过程以及案例实施效果与问题分析三个方面描述如何具体实践;第五部分总结了本研究的主要研究成果:(1)对STEM教育进行界定,并区分STEM教育、STEAM教育和创客教育的区别;(2)分析总结国内外基础教育阶段STEM教育的应用现状;(3)构建中小学STEM教育模式,并将基于课堂的STEM教学模式进行教学实践应用,分析其应用效果;(4)在构建中小学STEM教育模式的基础上,依据目前STEM教育在学校的实施情况,构架了基于课堂的STEM教育模式、基于工作坊的STEM教育模式以及基于活动的STEM教育模式三种教学模式,用于指导STEM的具体教学实践活动。最后,研究不足之处,由于教学实践周期较短,模式应用效果说服力有所欠缺。