練芳芳

1STEM與實(shí)踐型生物課堂相結(jié)合

STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）英文首字母的縮寫。作為一種教育集成戰(zhàn)略，STEM把原本分散的學(xué)科有機(jī)融合形成一個(gè)新的整體?！白鲋袑W(xué)”是杜威教育理念中非常重要的一個(gè)思想，強(qiáng)調(diào)真正的教育從經(jīng)驗(yàn)中產(chǎn)生，主張從做中學(xué)，從活動(dòng)中學(xué)，從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)，實(shí)踐是獲得認(rèn)知的必須途徑。將STEM融入實(shí)踐型生物課堂，基于現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)問題，進(jìn)行跨學(xué)科探究活動(dòng)，有助于培養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、跨學(xué)科解決問題能力，有助于促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。另外，教師還可以發(fā)掘新的有效的課堂教學(xué)模式。

2STEM視角下實(shí)踐型生物課堂的設(shè)計(jì)

將STEM實(shí)施到具體的教學(xué)活動(dòng)中，形成了一些教學(xué)模式，目前有基于課堂的STEM教學(xué)模式、基于工作坊的STEM教學(xué)模式以及基于活動(dòng)的STEM教學(xué)模式等?；诠ぷ鞣坏腟TEM教學(xué)模式，需要專門的創(chuàng)客空間來支持學(xué)習(xí)，而且教育實(shí)施對(duì)象是有限的少數(shù)學(xué)生。對(duì)于地處并不發(fā)達(dá)的縣級(jí)市中學(xué)，并不具備開展基于工作坊的STEM教育教學(xué)活動(dòng)的支撐條件。一節(jié)課通常為45min，教師很難完成STEM教育教學(xué)活動(dòng)，因此需要延伸到課外。下面將以課堂結(jié)合活動(dòng)的教學(xué)模式以農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程為例，因地制宜地構(gòu)建STEM實(shí)踐型生物課堂。教師通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)，以問題探究為中心的教學(xué)方法為基礎(chǔ)，構(gòu)建STEM實(shí)踐型生物課堂。其實(shí)施步驟如圖1所示。

利用當(dāng)?shù)刭Y源，教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，激發(fā)學(xué)生探究的欲望，引導(dǎo)學(xué)生利用STEM相關(guān)學(xué)科的知識(shí)將問題分解細(xì)化。學(xué)生就分解后的問題，提出方案，經(jīng)過討論以及教師的引導(dǎo)確定可行性方案;并通過實(shí)踐檢驗(yàn)方案的可行性并進(jìn)行修正;最后，表達(dá)交流，利用事先制定的評(píng)價(jià)工具對(duì)小組活動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3“農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程”教學(xué)案例

3.1創(chuàng)設(shè)情境。明確問題

教師結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生從情境中提取問題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。以福建省建甌市養(yǎng)殖業(yè)為例，養(yǎng)殖業(yè)已成為建甌市農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)點(diǎn)及農(nóng)民增收的有效途徑。但是，隨著畜禽養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大、數(shù)量的急劇增加，畜禽養(yǎng)殖污染問題也越來越突出。如何解決畜禽污染，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)多級(jí)循環(huán)利用，在資源有限的條件下有較多的產(chǎn)出，取得經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益的全面提高呢？

3.2問題分解

問題生成后，學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行分析，教師結(jié)合本土實(shí)際情況，引導(dǎo)學(xué)生將其分解成多個(gè)子問題：①當(dāng)?shù)厮幍乩砦恢眉皻夂驐l件;②當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況;③當(dāng)?shù)卮迕竦氖芙逃潭?④當(dāng)?shù)赝两üこ虪顩r等。

在這個(gè)過程中，學(xué)生需要結(jié)合STEM相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，解決畜禽養(yǎng)殖污染問題牽涉到生態(tài)學(xué)、微生物學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科知識(shí)。這個(gè)環(huán)節(jié)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，將決定后續(xù)環(huán)節(jié)能否正常運(yùn)行，因此教師要進(jìn)行正確的引導(dǎo)。

3.3制定解決方案

針對(duì)以上分解生成的子問題，從保護(hù)環(huán)境和優(yōu)化生態(tài)環(huán)境的大局出發(fā)，學(xué)生以小組為單位，制定解決問題的可行性具體方案。教師組織學(xué)生小組開展頭腦風(fēng)暴，促進(jìn)思維火花的碰撞，激發(fā)學(xué)生跨學(xué)科解決問題的能力和創(chuàng)新能力。根據(jù)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生提出了生物發(fā)電、沼氣池、加工有機(jī)肥等方案。最終，學(xué)生在分析建甌市的地理位置、氣候特點(diǎn)以及現(xiàn)有沼氣工程現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，確定了以沼氣工程為中心的生態(tài)工程方案，并以小組為單位繪制方案模式圖。

3.4解決方案的檢驗(yàn)和修正

帶著自己制定的方案，學(xué)生調(diào)查走訪了位于建甌市徐墩鎮(zhèn)長(zhǎng)汀村的沼氣池，了解了沼氣系統(tǒng)運(yùn)行狀況，包括原料來源、產(chǎn)期情況、用途、日常管理、成本、運(yùn)行周期以及沼氣液和底渣的利用情況等并做好筆記。調(diào)查結(jié)束后，整理記錄，結(jié)合從網(wǎng)絡(luò)、報(bào)紙等途徑收集到的資料繪制長(zhǎng)汀村綜合發(fā)展生態(tài)工程模式圖

3.5解決方案評(píng)價(jià)-

解決方案的評(píng)價(jià)即對(duì)解決方案的制定效果和可行性進(jìn)行反饋。本環(huán)節(jié)小組各自展示自己的成果，采用多維度、全過程、“自評(píng)X評(píng)一教師評(píng)價(jià)”一體的評(píng)價(jià)方式。在活動(dòng)前，教師可先制定評(píng)價(jià)表（表1），讓學(xué)生明確評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)環(huán)節(jié)既可以讓學(xué)生了解自己解決方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，幫助后期解決方案的完善，同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生樂于闡述自己的觀點(diǎn)，并傾聽別人意見的情感態(tài)度。

3.6教學(xué)反思

將STEM與實(shí)踐型課堂相結(jié)合，符合杜威“做中學(xué)”的教育思想。本節(jié)課的實(shí)施體現(xiàn)了學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)過程的輔導(dǎo)者。本實(shí)踐活動(dòng)以現(xiàn)實(shí)生活中的“沼氣工程”為例，將課堂本土化，讓課堂更符合學(xué)情，并通過真實(shí)的問題情境讓學(xué)生更有信心去面對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)世界。教師將室內(nèi)、室外實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生從已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，在實(shí)踐中學(xué)，彌補(bǔ)完善課堂教學(xué)的不足，讓學(xué)生走向自然、走進(jìn)社會(huì)開展實(shí)踐探究，促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

在實(shí)踐時(shí)，教師注意學(xué)生是課堂的主體，切忌“袖手旁觀”，在充分體現(xiàn)學(xué)生主體的同時(shí)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。學(xué)生活動(dòng)較多，需要用到的其他學(xué)科知識(shí)較多，教學(xué)情境不確定。這就要求教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)多考慮學(xué)生的情況，提早備好相關(guān)學(xué)科的知識(shí)原理，設(shè)想可能發(fā)生的情境。

4結(jié)語

STEM教育為教育改革打開了一扇門，實(shí)施STEM教育是一項(xiàng)功在當(dāng)代利在千秋的事業(yè)。STEM教育源于真實(shí)世界的現(xiàn)實(shí)問題，通過學(xué)科問知識(shí)的整合，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。將STEM理念融于實(shí)踐型生物課堂，將已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)交互運(yùn)用，注重做中學(xué)，在不斷的錯(cuò)誤修正中，發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)和綜合能力提升，提高學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。利用本土的教育資源構(gòu)建STEM實(shí)踐型課程，不僅能夠提升課程的品質(zhì)和實(shí)施的質(zhì)量，還能夠讓學(xué)生參與身邊的社會(huì)事務(wù)，為家鄉(xiāng)的發(fā)展建言獻(xiàn)策，培養(yǎng)解決生產(chǎn)生活問題的擔(dān)當(dāng)和能力，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。