導(dǎo)語(yǔ)：高中生物教學(xué)實(shí)踐模式研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀(guān)點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：STEM教育理念強(qiáng)調(diào)學(xué)科整合,多種知識(shí)資源合力并行,注重科學(xué)與工程設(shè)計(jì)、技術(shù)思維、數(shù)學(xué)思想等整合到教學(xué)模式中,無(wú)疑對(duì)傳統(tǒng)生物教學(xué)方式提出挑戰(zhàn),亦是其教學(xué)模式變革契機(jī)。該理念為高中生物教學(xué)注入新內(nèi)涵,為其教學(xué)模式優(yōu)化提供新導(dǎo)向。

關(guān)鍵詞：STEM教育；高中生物；教學(xué)模式

科學(xué)課程教育，注重運(yùn)用科學(xué)的教育模式及教學(xué)手段，核心導(dǎo)向在于提升學(xué)生科學(xué)思維、創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力以及科學(xué)素養(yǎng)等。STEM教育理念緣起于20世紀(jì)80年代美國(guó)，誕生之理念旨在提升青少年創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力的教育教學(xué)有效性[1]。其教學(xué)課程重點(diǎn)培養(yǎng)四點(diǎn)：科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)。強(qiáng)調(diào)將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等有機(jī)融合，運(yùn)用跨學(xué)科的綜合知識(shí)及手段解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。該理念與生物課程教學(xué)相結(jié)合，可可促進(jìn)學(xué)生從單一的書(shū)面知識(shí)理解的初級(jí)學(xué)習(xí)思維，轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)與技能同行培養(yǎng)的創(chuàng)新創(chuàng)效的學(xué)習(xí)思維模式及習(xí)慣，有助于培養(yǎng)其獨(dú)立思考能力、邏輯思維轉(zhuǎn)化能力以及實(shí)踐能力等[2]。本文以高中生物教學(xué)為主題，基于前人學(xué)者研究基礎(chǔ)，分析STEM理念應(yīng)用于教學(xué)工作中的實(shí)踐模式，如下：

一、基于現(xiàn)實(shí)而創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生積極性

STEM教育理念以項(xiàng)目課程為核心內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)從學(xué)生生活遇到的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題出發(fā)而促使學(xué)生從實(shí)際案例中深入學(xué)習(xí)理論知識(shí)并將其實(shí)踐運(yùn)用。教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)充分了解各個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、知識(shí)水平以及認(rèn)知能力，構(gòu)建良好的教學(xué)情境，以鍛煉學(xué)生學(xué)會(huì)在生活中挖掘問(wèn)題、判斷問(wèn)題、分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題，以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力、邏輯思維轉(zhuǎn)化能力以及實(shí)踐動(dòng)手能力。例如分析環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響，以培育養(yǎng)蟹田中的黑藻而言，黑藻是養(yǎng)蟹田的首選水草，將其種植于蟹田亦屬于生態(tài)養(yǎng)蟹的新技術(shù)。常言道“蟹大小或蟹多少全得看水草?！笨梢哉f(shuō)養(yǎng)好蟹的前提即必須提升黑藻產(chǎn)量。因此基于課本內(nèi)容，從如何提高產(chǎn)量的視角出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入研究情境，同時(shí)利用信息化手段播放光合作用的動(dòng)畫(huà)視頻，結(jié)合實(shí)際例子促使學(xué)生更切實(shí)、淺顯易懂的理解光合作用的實(shí)際應(yīng)用原理及過(guò)程，最后可提出相關(guān)任務(wù)：如要求學(xué)生根據(jù)課本知識(shí)及觀(guān)看視頻的講解，分析影響光合作用強(qiáng)度的各種因素。相比于單純講解課本內(nèi)容，以實(shí)際例子出發(fā)并結(jié)合動(dòng)態(tài)視頻講解，并結(jié)合任務(wù)引導(dǎo)，有助于學(xué)生更高效益理解知識(shí)并知悉其在現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)踐應(yīng)用，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維轉(zhuǎn)化能力及理論知識(shí)實(shí)踐應(yīng)用能力具有一定積極作用。

二、短視頻演示作參考，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)

規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)操作是探索科學(xué)的基礎(chǔ)，亦是提升生物教學(xué)的重要保障[3]。以“酵母細(xì)胞固定化”這一節(jié)實(shí)驗(yàn)課程為例，實(shí)驗(yàn)操作往往可有效激發(fā)學(xué)生參與積極性，該例子實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也較為明顯、操作過(guò)程充滿(mǎn)趣味，但該課程部分技術(shù)操作也存在一定難度，如要求在40min內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生而言也并非易事。對(duì)于實(shí)操活動(dòng)來(lái)說(shuō)，演示實(shí)驗(yàn)操作步驟盡管直觀(guān)可視化，但可見(jiàn)深度不明顯，可控性亦存在局限性。如《酵母細(xì)胞固定化》這一課，筆者聯(lián)合其他教師及實(shí)驗(yàn)員將其整個(gè)過(guò)程拆解化展現(xiàn)給學(xué)生，包括“酵母細(xì)胞活化、海藻酸鈉加熱融化(小火分階段式加熱)、固定化酵母細(xì)胞(設(shè)置注射器推射的距離及角度)、凝膠珠顏色與形狀以及彈性檢驗(yàn)、觀(guān)察分析固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵的葡萄糖溶液(聞酒味方法、氣泡產(chǎn)生觀(guān)察法)”等，將各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的操作步驟拍成短視頻，為學(xué)生提供便捷的學(xué)習(xí)形式。作為理科學(xué)科的生物課程，具有微觀(guān)性、復(fù)雜性、多樣性等特點(diǎn)，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，相較于抽象化而操作難度較大的演示性實(shí)驗(yàn)而言，以短視頻觀(guān)看為主再行實(shí)操為輔可為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更直觀(guān)、簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)氛圍，優(yōu)勢(shì)在于打破時(shí)空限制，且將抽象化的問(wèn)題直觀(guān)化、繁雜的問(wèn)題簡(jiǎn)明化，的“微”視頻替代抽象、操作要求高的演示實(shí)驗(yàn)，能為學(xué)生創(chuàng)造更加直觀(guān)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)氛圍，將抽象問(wèn)題直觀(guān)化、煩瑣問(wèn)題簡(jiǎn)單化，有助于提升實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的可見(jiàn)度及可控性，且短視頻具有反復(fù)觀(guān)看的特點(diǎn)，可幫助學(xué)生更快打破實(shí)驗(yàn)操作的困境。此外其通過(guò)更直觀(guān)仔細(xì)的觀(guān)察、體會(huì)及感受，有利于在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中進(jìn)一步規(guī)范技術(shù)操作，提升技術(shù)素養(yǎng)[4]。

三、多視角即時(shí)性糾錯(cuò)，提升工程素養(yǎng)

Stem教育理念中中強(qiáng)調(diào)融合工程素養(yǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，旨在力爭(zhēng)提升課堂所傳授知識(shí)內(nèi)容應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活的實(shí)踐性，促進(jìn)學(xué)生在復(fù)雜而具有現(xiàn)實(shí)價(jià)值意義的情境中展開(kāi)學(xué)習(xí)，以更有效培養(yǎng)其批判性思考能力及邏輯思維轉(zhuǎn)化能力。再如上文提及“酵母細(xì)胞固定化”這一課，短視頻中針對(duì)海藻酸鈉稱(chēng)取量及操作步驟等有細(xì)致講解，學(xué)生也在實(shí)驗(yàn)前觀(guān)看數(shù)次，但實(shí)際操作中仍發(fā)現(xiàn)有部分學(xué)生在“操作順序、攪拌方式、溶化程度、加熱方式、混合時(shí)間、注射頻率”等幾大關(guān)鍵事項(xiàng)方面產(chǎn)生一系列問(wèn)題，如有學(xué)生攪拌速度過(guò)慢，致使海藻酸鈉融化過(guò)程中殘留部分于燒杯壁，直接影響結(jié)果精確性。對(duì)于實(shí)操性錯(cuò)誤，事后反省糾正往往實(shí)效性不高，因而每當(dāng)出現(xiàn)差錯(cuò)筆者即暫停活動(dòng)，指導(dǎo)學(xué)生挖掘錯(cuò)誤成因，并讓其與其他成員協(xié)作思考如何分析解決之法。在如此互評(píng)交流、反思糾正的基礎(chǔ)上，教師可再同步播放關(guān)鍵操作步驟的即時(shí)短視頻，要求認(rèn)真觀(guān)看，以“參考糾錯(cuò)、細(xì)致探錯(cuò)、靈活用錯(cuò)、積極改錯(cuò)”而解決實(shí)驗(yàn)操作困境，以科學(xué)的工程素養(yǎng)開(kāi)展實(shí)踐操作，并反復(fù)實(shí)驗(yàn)形成可靠結(jié)果，力爭(zhēng)發(fā)揮在開(kāi)展重復(fù)工程實(shí)踐活動(dòng)中的“新工科”潛能及適應(yīng)性。而教師若有效掌握且開(kāi)發(fā)利用好學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的錯(cuò)誤集錦，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生批判性思維、自省總結(jié)能力亦可起到有效輔助，有利于全方位鍛煉學(xué)生工程素養(yǎng)，培養(yǎng)其切實(shí)、可靠、實(shí)際的科學(xué)態(tài)度及精神。

四、多學(xué)科融合，培養(yǎng)數(shù)學(xué)多樣化運(yùn)用能力

STEM教育教學(xué)理念強(qiáng)調(diào)將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等有機(jī)融合，運(yùn)用跨學(xué)科的綜合知識(shí)及手段解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，以做帶學(xué)，強(qiáng)化其動(dòng)腦與動(dòng)手能力，同時(shí)也有助于提升其豐富的感性認(rèn)知，以培養(yǎng)其知識(shí)總結(jié)能力。數(shù)學(xué)知識(shí)作為生物研究的必備工具之一，可分析描述、計(jì)算及推導(dǎo)生物研究項(xiàng)目，以定性到定量而更全方位、深入化地認(rèn)識(shí)化學(xué)變化及其規(guī)律，有助于將把生物問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題而高效解決。例如“花生果實(shí)大小的變異”，研究?jī)?nèi)容主要包括花生取樣、測(cè)定果實(shí)長(zhǎng)軸長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)記錄與整理、繪制曲線(xiàn)圖等?！盎ㄉ又饕獙?shí)行隨機(jī)取樣，數(shù)量＞30粒；測(cè)定果實(shí)長(zhǎng)軸長(zhǎng)度即考驗(yàn)測(cè)量技能；將所采集的數(shù)據(jù)繪制為曲線(xiàn)圖，則涉及坐標(biāo)軸知識(shí)”等等諸如此類(lèi)活動(dòng)的實(shí)踐過(guò)程中直接涉及數(shù)學(xué)知識(shí)，對(duì)提升學(xué)生問(wèn)題分析能力、推導(dǎo)歸納能力以及解決能力等均可起到積極作用。再如制作生態(tài)瓶，學(xué)生需核算各種動(dòng)物、植物每日的呼吸活動(dòng)所需的氧氣量及各種植物每日光合作用可產(chǎn)生的氧氣量；而若要促使生態(tài)瓶中不同植物可產(chǎn)生充分維持動(dòng)物及自身安全存貨的氧氣量，則同時(shí)還需核算植物與動(dòng)物的體積比例或重量比等，這對(duì)數(shù)學(xué)的融合運(yùn)用即提出高要求，亦與上述所言培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題分析能力及解決能力等存在同質(zhì)性。而如此教學(xué)通過(guò)積極融合各個(gè)學(xué)科的知識(shí)，進(jìn)一步豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到各種知識(shí)的相連特性與科學(xué)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)其科學(xué)素養(yǎng)的有效培養(yǎng)。

五、結(jié)束語(yǔ)

STEM教育理念以實(shí)踐能力培養(yǎng)為核心導(dǎo)向，將知識(shí)問(wèn)題化且再將問(wèn)題項(xiàng)目化，積極培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀(guān)的理性思維、實(shí)踐應(yīng)用能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，有效打破傳統(tǒng)生物教學(xué)存在的知識(shí)運(yùn)用形式呆板、實(shí)踐應(yīng)用效果不佳等困境。其強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)踐操作，亦同時(shí)與現(xiàn)階段教育界及學(xué)術(shù)界強(qiáng)調(diào)多專(zhuān)多能的實(shí)踐型人才需求相對(duì)應(yīng)，對(duì)于新工科背景下的科技理工型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)具有重要顯示意義。從大環(huán)境來(lái)看，越來(lái)越多的研究者與一線(xiàn)教師逐步將STEM教育理念融入至實(shí)踐課堂教學(xué)中，但對(duì)于STEM教育的高中生物及相關(guān)課程的教育應(yīng)用，主要體現(xiàn)在北京、上海、江蘇等教育發(fā)達(dá)的地區(qū)，STEM教育理念的普及性應(yīng)用以及更高效益的應(yīng)用形式、策略等研究仍任重而道遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]車(chē)苗苗,李少梅.指向深度學(xué)習(xí)的STEM教學(xué)模式構(gòu)建:理念與設(shè)想[J].教育探索,2020(1):18-22.

[2]郭丹.基于STEM教育理念的課程教學(xué)應(yīng)用研究[J].課程教育研究,2020(12):29-30.

[3]謝蓓.如何在高中生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)[J].科學(xué)咨詢(xún)(教育科研),2018(11):109.

[4]孫媛媛.信息技術(shù)在高中生物教學(xué)中的實(shí)踐探索[J].新課程研究,2019(13):89-90.

作者：李首智 單位：遼陽(yáng)市第一高級(jí)中學(xué)