在当今教育发展的趋势中，跨学科能力、创造性思维、批判性思维以及综合应用知识的能力正逐渐成为教学设计的首要考量。无论是国际教育体系，还是传统的教育体制，都在不断调整和优化课程内容，使其更加贴近现实生活，培养学生解决问题的能力。

在今年的高考题中，数学全国一卷第15题，以某疾病与超声波检查结果的关系为背景，要求学生运用列联表检验两个随机变量的关联性，考察学生数据分析能力；而上海的物理卷中的第18题和第19题，以汽车制动防撞为背景，融入了匀变速直线运动和玻意耳定律等知识点，考验学生综合运用知识的能力。

这些题目紧扣社会热点，通过真实的问题情境，鼓励学生从生活中发现问题、提出问题，并积极寻找解决方案。然而，要实现这些教学目标，教师们需要引入更具互动性和实践性的教学方法和教学工具。

ExploreLearning的Gizmos为中小学生设计了一套沉浸式互动探究课程——STEM Cases。该课程由美国国立卫生研究院（NIH）和国家科学基金会（NSF）资助开发，每个案例时长约 30–90 分钟，聚焦现实生活问题。课程将复杂的现实挑战转化为可操作、可探究的学习情境，让学生在模拟实践中体验科学家、工程师等职业角色，培养他们解决实际问题的能力。

聚焦真实情境，激发学习兴趣

Gizmos将课堂延伸至现实场景：学生们可能化身野生动物学家，研究大象与农作物的生态平衡；或担任农业专家，通过分析土壤成分、蜜蜂授粉数据来解决水果减产问题。每个案例都是真实社会议题的缩影，让学生在角色代入中培养问题意识，锻炼跨学科实践能力。

融合多学科内容，促进综合能力

Gizmos的STEM Cases通过跨学科的融合，帮助学生在解决科学问题的同时，提升综合能力。STEM Cases的主题涵盖了生物、数学、化学等学科，并通过英文界面和数据分析工具，同步提升学生的信息处理和学术语言能力。例如，在《水果生产与环境》案例中，学生将体验以下跨学科探究内容：

• 化学：检测土壤成分

• 数学：观察图表，分析蜜蜂授粉效率对农作物产量的影响

• 生物：评估光照影响

• 语言：撰写总结报告

引导科学探究，构建完整思维链条

STEM Cases通过"观察-假设-验证-反思"的科学探究流程，帮助学生构建完整的思维链条。在这个系统中，学生需要逐步验证自己的猜想，而系统会自动记录每一个操作步骤，使整个思维过程变得可视化、可评估。

实时反馈学情，助力差异化教学

Gizmos为教师提供了强大的教学支持系统，通过实时反馈学情数据，实现差异化教学。系统会自动记录每位学生的思维轨迹，并生成直观的"热图"，帮助教师掌握班级的学习进度，并快速锁定需要进一步指导的学生。这种数据驱动的教学方式，让教师能够灵活调整教学策略。

适配多种课程，支持高效教学

在课程资源方面，Gizmos对齐NGSS教育标准，并与剑桥、牛津、培生等主流教材接轨，支持IB、A-level、AP等国际课程的教学需求。

除了STEM Cases系列，还包含一个庞大的Simulation资源库。Simulation系列包含550多个互动模拟实验，通过高度仿真的数字化操作环境，贴合数学、物理、生物和化学等理科课程的教学需求。

这些模拟器将抽象的知识转化为直观的互动体验，帮助学生理解复杂概念。例如，前文提到汽车防撞系统的物理题，Gizmos也提供了相关的模拟器帮助学生学习动量守恒和冲量原理，从而更好地理解碰撞过程中力的作用和能量转换。

佐治亚大学的研究证实，使用Gizmos的班级在解决开放性问题的表现上，比传统教学组有明显提升。这种提升不仅体现在分数上——更多老师反馈，学生开始主动用Gizmos的思维方法分析生活中的问题，这才是教育最珍贵的收获。

The Effects of Cogent Education’s Interactive Cases with SAB

“学生们喜欢把学到的知识运用于现实生活中，当他们用这些办法成功解决问题时，会特别有成就感。在撰写案例总结报告的过程中，我也看到了学生们学术写作能力的显著提升。”

--Megan Faliero博士，加州利弗莫尔高中的生物老师

当考试越来越像真实的人生挑战，所需的教学工具也要升级换代。Gizmos就像一座桥梁，连接着今天的课堂和未来世界的需求，培养学生们未来所需的关键能力。如果您对Gizmos有任何疑问或需要进一步了解如何将它融入您的教学计划，欢迎随时联系我们。我们期待与您携手，为学生打造一个更富有启发性和实用性的学习环境，助力他们在未来的道路上取得成功。