于麗麗

本文系國家級重點課題“高中生物傳統(tǒng)文化與信息技術(shù)有效融合的實踐研究”（課題編號：184420005）的階段性研究成果

摘要：STEM教育是從科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個方面對學(xué)生進綜合培養(yǎng)的過程。高中生物課程以立足基礎(chǔ)科學(xué)、注重創(chuàng)新思維、發(fā)展實踐能力的特點為發(fā)展STEM教育提供了良好的平臺。本文嘗試從以項目的學(xué)習(xí)為核心、以問題的探究為原則、以小組的合作為基礎(chǔ)三個方面進行構(gòu)建生物課堂，期望可以提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，并促進STEM教育的本土化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：STEM教育；高中生物；生物學(xué)素養(yǎng)；高效課堂

中圖分類號：G633.91文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1992-7711（2020）06-0041

一、STEM教育概述

STEM教育即科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的簡稱。但它并不是四類學(xué)科機械的疊加，而是彼此之間相互融合的一個有機整體，并以真實問題解決為任務(wù)驅(qū)動，在實踐中應(yīng)用知識、獲取知識，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力、復(fù)合思維和創(chuàng)新思維。高中生物課程以立足基礎(chǔ)科學(xué)、注重創(chuàng)新思維、發(fā)展實踐能力的特點為發(fā)展STEM教育提供了良好的平臺。在高中生物課堂中融合STEM教育，可以提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，也能夠進一步促進STEM教育的本土化發(fā)展。

二、STEM教育與高中生物課程融合的必然趨勢

1.順應(yīng)新課改的發(fā)展趨勢

STEM涉及的四門學(xué)科是相互依賴、相輔相成的關(guān)系?？茖W(xué)是工程的基礎(chǔ)和原則，技術(shù)是工程的基本要素和手段，工程是科學(xué)和技術(shù)實現(xiàn)的根本，而數(shù)學(xué)是發(fā)展科學(xué)、技術(shù)和工程必不可少的工具。STEM教育倡導(dǎo)多學(xué)科多領(lǐng)域的有效融合，加強學(xué)科之間的聯(lián)系與互動，使學(xué)生的世界觀、價值觀和社會責(zé)任等核心素養(yǎng)得到提高。這與我國新課改提出的提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)的要求不謀而合。

2.社會創(chuàng)新型人才的迫切需要

應(yīng)試教育下“分高者得天下”。“填鴨式”教學(xué)使學(xué)生產(chǎn)生了厭學(xué)情緒。傳統(tǒng)課堂上，師生都是只在意學(xué)習(xí)新知識，對于知識的應(yīng)用只是蜻蜓點水般一帶而過，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)與應(yīng)用脫節(jié)，從而出現(xiàn)了一些“高分低能”型大學(xué)生，創(chuàng)新型人才更是寥寥無幾，因此引進STEM教育是一次變革，更是一種創(chuàng)新。

3.高中生物課堂為STEM教育搭建了良好的平臺

生物學(xué)是一門自然學(xué)科，它與生產(chǎn)生活息息相關(guān)，很多生物學(xué)問題要通過技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)知識來解決問題。例如，必修三第四章第2節(jié)《種群的數(shù)量變化》應(yīng)用到了數(shù)學(xué)模型構(gòu)建兩種種群數(shù)量變化曲線圖等，選修三正本書都是工程技術(shù)。因此，在生物課堂引入STEM教育，不僅能夠讓學(xué)生更好的構(gòu)建生物知識框架，提高學(xué)生應(yīng)用知識的能力，還有利于學(xué)生從生物學(xué)角度認識世界和改造世界。

三、基于STEM教育構(gòu)建高中生物高效課堂的策略

1.以基于項目的學(xué)習(xí)為核心

基于項目的學(xué)習(xí)（Project- Based Learning）是在STEM教育的指導(dǎo)下，將課本知識按照項目開展的需要重新組合進行教學(xué)的過程。根據(jù)考綱要求對課本知識的重新排序，也可以刪減或者增加重新組合成項目，如在學(xué)習(xí)《基因突變和基因重組》《染色體變異》時，可以與第六章的《雜交育種與誘變育種》重組成為一個大項目，將原理與應(yīng)用相結(jié)合，便于學(xué)生構(gòu)建知識框架，也有利于學(xué)生對于知識的理解和應(yīng)用。要完成一個項目或解決一個問題，要從多個角度獲取知識，同時還需要綜合應(yīng)用技術(shù)方法、工程學(xué)理念、數(shù)學(xué)計算等知識尋求解決問題的方法，這樣可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生分析和解決問題的能力，這是STEM教育融入到生物課堂的核心。

2.以基于問題的探究為原則

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》中提出，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，力圖促進學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革，引導(dǎo)學(xué)生主動參與探究過程、勤于動手和動腦，逐步培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理科學(xué)信息的能力、批判性思維的能力、分析和解決問題的能力以及交流和合作的能力等，重在培養(yǎng)創(chuàng)新和實踐能力，以問題驅(qū)動課程教學(xué)是STEM與高中生物融合的原則。教師將課本知識按照項目的實施需要進行重新組合，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置問題情境，通過《問卷星》平臺發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生思考和探究。比如，針對人教版高中生物必修三第二章第4節(jié)《通過免疫的調(diào)節(jié)》這課為例，教師發(fā)布以下學(xué)習(xí)任務(wù)：“請試著描述H7N9病毒入侵人體以及人體免疫細胞抵抗病毒的全過程?！泵鎸@個項目的學(xué)習(xí)，學(xué)生必須觀看視頻、主動查閱資料，將所搜集到的信息進行整合和處理，實施項目和解決問題，在這個過程中學(xué)生不僅學(xué)會了課本知識，還形成了科學(xué)探究思維，養(yǎng)成了健康的、熱愛生命的生物科學(xué)素養(yǎng)。

3.以基于小組的合作為基礎(chǔ)

教學(xué)是一個雙邊活動過程，STEM教育中教師起著主導(dǎo)作用，學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體。教師的主導(dǎo)作用表現(xiàn)在教師的指導(dǎo)決定著學(xué)生的學(xué)習(xí)方向和效果。要想真正實現(xiàn)以學(xué)生為主體，就要信任學(xué)生，教師可以將學(xué)生分為小組進行討論和交流，這是STEM教育的基礎(chǔ)。小組的搭配要根據(jù)學(xué)生能力和意愿進行，盡量做到每個小組都能夠完成項目。小組成員各司其職，又要相互幫助、相互督促、共同完成任務(wù)。學(xué)生可以在討論中擦出思維的火花，感受到成功的喜悅。

總之，在新課程改革的背景下，期望通過在高中生物課堂中借助STEM理念構(gòu)建高中生物高效課堂，可以改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，將課堂還給學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神以及理論聯(lián)系實際的能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才盡綿薄之力。

參考文獻：

[1]蔡慧英，顧小清.設(shè)計學(xué)習(xí)技術(shù)支持STEM課堂教學(xué)的案例分析研究[J].電化教育研究，2016（3）：93-100.

[2]教育部.普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

（作者單位：廣東省中山市濠頭中學(xué)528437）