張泉生

摘 要：STEM教育是美國(guó)政府提出的一種新型教育，在當(dāng)前的高中教育中有著很高的應(yīng)用價(jià)值。教育部2015年發(fā)布的有關(guān)教育信息化的指導(dǎo)意見(jiàn)中明確提出“探索STEM教育、創(chuàng)客教育等新的教育模式”，《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》也強(qiáng)調(diào)將STEM教育整合到實(shí)踐活動(dòng)中。文章基于此，從任務(wù)驅(qū)動(dòng)提升核心素養(yǎng)的角度探討了STEM教育在生物課堂教學(xué)中的應(yīng)用對(duì)策，包括創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境、注重交叉融合、拓展教學(xué)空間、融入社會(huì)生活等。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);STEM教育;高中生物;教學(xué)策略

生物課程作為高中階段的重要課程，也是學(xué)生科學(xué)教育的主干課程，在學(xué)生的生物學(xué)習(xí)乃至全面發(fā)展中均發(fā)揮著重要的作用。隨著教育實(shí)踐的不斷深入，生物課程的教學(xué)目標(biāo)也發(fā)生了深刻的變化，逐漸從教材知識(shí)點(diǎn)的講解、傳授轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生生命觀念、理性思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任等學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。對(duì)此，STEM教育有著非常重要的應(yīng)用價(jià)值。STEM教育以探究和解決問(wèn)題的能力培養(yǎng)為中心，將Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineering（工程）、Mathematics（數(shù)學(xué)）有機(jī)地融合了起來(lái)，具有系統(tǒng)性、實(shí)踐性、發(fā)展性等特征。

一、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，提升學(xué)習(xí)興趣

學(xué)以趣為先。為了激發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師在STEM教育中要善于把握學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，以學(xué)生感興趣的方式方法來(lái)推動(dòng)課堂教學(xué)的開(kāi)展，其中最為有效的方式便是創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境。問(wèn)題情境既是驅(qū)動(dòng)學(xué)生完成任務(wù)的先決條件，也是啟發(fā)學(xué)生思考問(wèn)題，從而培養(yǎng)學(xué)生理性思維的客觀需要。就以人教版《人類(lèi)遺傳病》的教學(xué)為例，本節(jié)圍繞遺傳病的病理、診斷、預(yù)防開(kāi)展，涉及遺傳與優(yōu)生兩大核心內(nèi)容，筆者在教學(xué)中以微視頻的形式向?qū)W生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)情景“一對(duì)熱戀中的愛(ài)人決定年前結(jié)婚，婚前，女友提議兩人進(jìn)行遺傳咨詢。男青年不同意，認(rèn)為自己健健康康，沒(méi)有問(wèn)題，引發(fā)了一段小插曲。最終在專(zhuān)業(yè)人士的建議下，兩人做了遺傳咨詢?！惫P者以視頻故事為切入點(diǎn)，向?qū)W生拋出了幾個(gè)問(wèn)題，如遺傳病的種類(lèi)有哪些，各有什么特點(diǎn)、危害？然后向?qū)W生展示了一些案例的遺傳病發(fā)病情況，涉及到紅綠色盲、白化病等，讓學(xué)生利用現(xiàn)有資料畫(huà)出遺傳系譜圖，并借助數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法求出后代患病的幾率，凸顯了STEM教育的融合性。

二、注重交叉融合，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)以講授式教學(xué)為主，教師作為知識(shí)的講解者與傳授者占據(jù)了課堂的中心地位，學(xué)生僅僅是在被動(dòng)地接受知識(shí)而已，因此，學(xué)習(xí)積極性普遍不高。STEM教育注重學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中的中心地位，將學(xué)生的自主實(shí)踐與探究作為學(xué)習(xí)活動(dòng)開(kāi)展的方式。因此，教師要從STEM教育的要求出發(fā)，推動(dòng)任務(wù)教學(xué)，緊扣教材內(nèi)容設(shè)計(jì)制作相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，以此驅(qū)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)。同時(shí)，教師在任務(wù)設(shè)計(jì)中要注意學(xué)科的融合性，凸顯科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四位一體的特征。就以微生物群落多樣性調(diào)查研究活動(dòng)為例，筆者將學(xué)生分為多個(gè)不同的調(diào)查研究小組，為學(xué)生布置了相應(yīng)的任務(wù)，要求學(xué)生利用采用分析法、文獻(xiàn)分析法、實(shí)驗(yàn)檢測(cè)法等，開(kāi)展調(diào)查研究活動(dòng)。

三、拓展教學(xué)空間，開(kāi)展探究活動(dòng)

生物課程是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)探究為方法論的自然科學(xué)課程，實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)不僅是獲取生物知識(shí)的核心方式，也是檢驗(yàn)生物知識(shí)、理論科學(xué)性的主要標(biāo)準(zhǔn)。STEM教育以實(shí)踐為中心，將科學(xué)教育的主干內(nèi)容整合了起來(lái)，是教師開(kāi)展生物實(shí)踐活動(dòng)的有效工具。因此，教師要拓展教學(xué)空間，強(qiáng)化課內(nèi)教學(xué)的同時(shí)，帶領(lǐng)學(xué)生走出教室，走進(jìn)更為廣闊的社會(huì)課堂與自然課堂，讓學(xué)生開(kāi)展多維度的探究活動(dòng)。就以《種群和群落》的教學(xué)為例，土壤中動(dòng)物類(lèi)群的豐富度是本節(jié)課探究的重要內(nèi)容，筆者理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)演示的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生小組為單位，深入田野之中，一方面，將課堂中學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)靈活地運(yùn)用于探究活動(dòng)中，另一方面，在探究中開(kāi)展自主學(xué)習(xí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資料的查找、學(xué)生間的小組討論、教師咨詢以及尋求周?chē)蒲袡C(jī)構(gòu)工作人員的幫助等來(lái)完成探究活動(dòng)。經(jīng)歷本論探究活動(dòng)后，學(xué)生的實(shí)踐能力得到了很大的提升，比如學(xué)習(xí)了指示值法，了解了土壤動(dòng)物監(jiān)測(cè)的要點(diǎn)、原則以及實(shí)施方式，與此同時(shí)，學(xué)生的探究意識(shí)與理性思維也得到了良好的發(fā)展。

四、融入社會(huì)生活，培養(yǎng)責(zé)任意識(shí)

社會(huì)責(zé)任是高中生物核心素養(yǎng)的重要組成部分，它主要體現(xiàn)在兩個(gè)領(lǐng)域，一是生態(tài)環(huán)保領(lǐng)域，引導(dǎo)學(xué)生利用生物學(xué)中的知識(shí)來(lái)解決生態(tài)環(huán)境污染與惡化的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生人與自然和諧相處的意識(shí)，二是生命健康領(lǐng)域，注重學(xué)生生命觀念、健康意識(shí)的培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生利用生物學(xué)來(lái)探索各類(lèi)疾病的預(yù)防方法。因此，教師在STEM教學(xué)中要融入社會(huì)生活，使教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的實(shí)際生活緊密地融合起來(lái)，從而培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的責(zé)任意識(shí)。就以“花生根莖煮液”實(shí)踐活動(dòng)為例，實(shí)踐活動(dòng)以花生根莖煮液以及糖尿病小白鼠為材料，活動(dòng)結(jié)果顯示花生根莖煮液可以有效降低糖尿病小白鼠體內(nèi)的血糖含量，對(duì)糖尿病的治療具有積極作用。眾所周知，我國(guó)是糖尿病“大國(guó)”，2型糖尿病患病率已達(dá)10%，60歲以上老人糖尿病患病率更高。筆者讓學(xué)生從科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到生物制藥工程的角度出發(fā)，嘗試為花生根莖煮液的糖尿病治療探索有效的應(yīng)用方案，凸顯了STEM教育從生活中來(lái)，到生活中去的實(shí)踐屬性，保障了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

結(jié)語(yǔ)：STEM教育是當(dāng)前高中教育中非常有效的教育形式，特別是對(duì)于生物課程的學(xué)習(xí)而言，有著非常重要的教學(xué)應(yīng)用價(jià)值，是推動(dòng)學(xué)生生物探究，提升學(xué)生科學(xué)思維的有效工具。因此，教師在生物教學(xué)中要深刻地把握STEM教育的內(nèi)涵與要求，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

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