容妙娜

【摘要】近年來，我嘗試用STEAM理念分階段、分層次對初中學(xué)生進行生物科技啟蒙與培養(yǎng)，以“問題為引導(dǎo)，多學(xué)科融合、體驗中學(xué)習”的方式激發(fā)學(xué)生對“生物科技”創(chuàng)想的熱情，重在引導(dǎo)學(xué)生正確運用信息技術(shù)開展科技活動，培養(yǎng)擁有知識寬度和深度的科技小創(chuàng)客。下面以具體案例談?wù)凷TEAM教育在初中生物科技活動中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】STEAM ;初中;生物科技活動

習近平總書記說過：“青年是祖國的前途、民族的希望、創(chuàng)新的未來。青年一代有理想、有本領(lǐng)、有擔當，科技就有前途，創(chuàng)新就有希望?！蔽艺囵B(yǎng)“科技小創(chuàng)客”的方向而努力，嘗試以“問題為引導(dǎo)，多學(xué)科融合、體驗中學(xué)習”的方式激發(fā)學(xué)生對“生物科技”創(chuàng)想的熱情，培養(yǎng)擁有知識寬度和深度的科技小創(chuàng)客。經(jīng)過3年的探索，我逐漸形成了一套STEAM生物科技活動的教學(xué)方法。我分階段、分層次開展生物科技活動，構(gòu)建“生物科技教育環(huán)”。“生物科技教育環(huán)”由“以優(yōu)帶新，激發(fā)興趣;感官認知，拓展知識;專題研究，體驗STEAM;委以重任，激發(fā)潛能。”4個環(huán)節(jié)構(gòu)成，其中最后一個環(huán)節(jié)又成為第一環(huán)節(jié)“以優(yōu)帶新”的中堅力量，構(gòu)成一個可不斷提升的循環(huán)。經(jīng)過培養(yǎng)的學(xué)生既能在各類科技比賽中獲取優(yōu)異成績，又能在校內(nèi)外的科技講座擔任傳播科技知識的“小導(dǎo)師”，還能在世界環(huán)保交流大會或論壇等平臺中有出色的表現(xiàn)。學(xué)生的表現(xiàn)驗證了這套教學(xué)方法的有效性，下面以具體案例談?wù)凷TEAM理念在初中生物科技活動中的應(yīng)用。

一、理論依據(jù)

（一）STEAM與創(chuàng)客

STEAM代表科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），藝術(shù)（Art），數(shù)學(xué)（Mathematics）。STEAM理念就是集科學(xué)，技術(shù)，工程，藝術(shù)，數(shù)學(xué)于一體的綜合教育。創(chuàng)客是指出于興趣，努力將創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實的人。他們既了解多門學(xué)科，擁有“知識寬度”，又能在某一科技領(lǐng)域進行深入研究，擁有“專業(yè)深度”。 “STEAM理念是創(chuàng)客文化與教育的結(jié)合，基于學(xué)生興趣，以項目學(xué)習的方式，使用數(shù)字化工具，倡導(dǎo)造物，鼓勵分享，培養(yǎng)跨學(xué)科解決問題能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的一種素質(zhì)教育?！痹诳萍蓟顒又?，跨學(xué)科的團隊合作訓(xùn)練能讓學(xué)生各方面的能力在短時間內(nèi)得到更大的提升。

（二）生物科技活動

生命科學(xué)即生物學(xué)，是研究生命活動規(guī)律、生命的本質(zhì)、生命的發(fā)育規(guī)律，以及各種生物之間和生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。生物科技活動是在生物領(lǐng)域中進行的科學(xué)技術(shù)系列活動。初中生物科技活動包括生物實驗，觀察、采集動植物和制作生物標本，栽培植物，飼養(yǎng)小動物，進行生物多樣性和生態(tài)觀察等等活動，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習興趣，拓寬知識，提高能力，發(fā)展特長和創(chuàng)新精神。

二、STEAM理念的生物科技活動中的應(yīng)用

STEAM理念在生物科技活動的應(yīng)用（表1）是按學(xué)生不同階段的興趣和智能發(fā)展而設(shè)計，需要分階段（表2）、分層次（表3）培養(yǎng)學(xué)生。首先，教師讓學(xué)生體驗簡單、有趣的科技活動，喚起探尋科學(xué)奧妙的熱情。接著，學(xué)生先學(xué)習與生物科技相關(guān)的多門學(xué)科，再進行科學(xué)探究。探究過程是先發(fā)現(xiàn)身邊的問題，經(jīng)過重新調(diào)查后大膽設(shè)想解決方案，通過各種新技術(shù)進行實驗、調(diào)查、分析、總結(jié)，形成研究成果。最后，學(xué)生的研究成果經(jīng)過藝術(shù)加工以PPT、視頻、網(wǎng)頁等形式吸引大眾的關(guān)注，通過各種信息平臺才能擴大科普效果，對答如流的答辯才能讓創(chuàng)意作品在高層次的科技比賽中得到認可。大型活動后，讓“生物小精英”給初一新生進行經(jīng)驗分享。這樣就能形成“生物科技教育環(huán)”，讓生物科技教育水平逐步提升。

第一學(xué)習階段：以優(yōu)帶新，激發(fā)興趣

每個學(xué)期之初，我與“生物小精英”共同在校內(nèi)開展有趣的生物科技活動。例如：《植物認種》。我們以“植物競猜”游戲喚起學(xué)生熱情，然后集中學(xué)習“科學(xué)方法”，再由優(yōu)秀“生物小精英”們指導(dǎo)新生完成“任務(wù)卡”。

在互聯(lián)時代，我推薦2款簡單、易用、準確性高的認識植物的APP“形色”和“中國植物圖像庫”，幫助學(xué)生快速了解植物的知識。APP 1：形色使用方法：手機打開APP——拍照或選圖——生成美圖——保存——分享。APP 2：“中國植物圖像庫”使用方法：微信打開APP——點擊“圖片”——上傳圖片，獲得植物資料，進一步校對資料。

“任務(wù)卡”是要求學(xué)生通過APP查到植物名稱后，經(jīng)過權(quán)威網(wǎng)頁或書籍（如《植物志》）進一步校對信息的準確性，再制作一張“植物標牌”PPT?！爸参飿伺啤保▓D1與圖2）一般會介紹有植物學(xué)名（中文學(xué)名、拉丁學(xué)名、別名）、科和形態(tài)特征，如果想深入了解該植物，還可查找它的生長環(huán)境、地理分布、藥用功效、花語（圖3）等內(nèi)容。學(xué)生還可通過細心觀察與長期跟蹤植物生長情況，發(fā)現(xiàn)植物適應(yīng)環(huán)境經(jīng)過千百萬年來形成的有趣“植物智慧”（圖4）。此過程能讓學(xué)生深入了解該植物的形態(tài)特性和生活習性。我們會在學(xué)期中期舉辦“植物認種”大賽，以激發(fā)學(xué)生積極認識校內(nèi)的各種植物，成長為“植物小達人”！

第二學(xué)習階段：感官認知，拓展知識

感官認知階段的培訓(xùn)是讓學(xué)生了解多門學(xué)科，擁有“知識寬度”！我參考約瑟夫·柯內(nèi)爾的“流水式學(xué)習法”：喚起熱情、集中學(xué)習、親身體驗、分享靈感，重在讓同學(xué)們在快樂的體驗活動中掌握STEAM的基礎(chǔ)知識。我設(shè)計了《探索標本爭妍靈動的技巧》的生物科技活動，內(nèi)容包括了彩虹花卉DIY、保色標本DIY、標本藝術(shù)DIY、葉脈藝術(shù)DIY、彩虹植物水晶、功能作品DIY等內(nèi)容，里面的每個活動都有其獨特的魅力！學(xué)生通過系列活動，循序漸進地掌握多種生物標本制作技術(shù);還能發(fā)現(xiàn)工藝流程中的不足加以改進;培養(yǎng)藝術(shù)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力;實現(xiàn)了創(chuàng)意物化。

第三學(xué)習階段：專題研究，體驗STEAM

專題研究階段是選取某一專題開展研究性學(xué)習，讓學(xué)生運用所學(xué)知識和技巧來重新綜合，掌握STEAM在中的專題研究運用，培養(yǎng)“專業(yè)深度”。 生物專題科技活動類型大致分為調(diào)研實踐、科學(xué)探究、科技創(chuàng)新3大類（表4）。學(xué)習流程是：學(xué)習小組選題——查新調(diào)查——科學(xué)探究過程——撰寫成果報告——成果展示與評價?；顒映晒饕匝芯繄蟾妗嶒灨倪M、技術(shù)優(yōu)化、概念模型、實物類的小創(chuàng)作和小發(fā)明等方式呈現(xiàn)。

學(xué)生的每個生物科技創(chuàng)意作品都融合了STEAM的各個要素，是跨學(xué)科的知識融合、多種技術(shù)的綜合應(yīng)用、研究數(shù)據(jù)分析與檢測、最后美化研究成果，并以PPT、海報、微視頻等形式展示與宣傳。

第四學(xué)習階段：委以重任，激發(fā)潛能

我相信“失敗乃成功之母！”生物科技團的學(xué)生經(jīng)過一系列的STEAM科技活動培訓(xùn)后，他們在科學(xué)素養(yǎng)和綜合能力有了很大的進步，在省級各類科技比賽中成績優(yōu)異，還能在自己喜歡的社團部門充分發(fā)揮自己的能力。我會從中挑選優(yōu)秀成員擔任社團各個部門部長。先給各個部門在指明任務(wù)和方向，再由部長和成員們共同設(shè)計的活動主題和方案，并協(xié)助教師開展校內(nèi)的生物科技講座與科技培訓(xùn)、校外的公益活動等。

三、結(jié)語

通過教育教學(xué)的實踐，我認為生物科技活動與STEAM理念的各個要素密不可分。學(xué)生的每一份優(yōu)秀生物科技作品都將生物學(xué)與其他科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)的融合。“生物科技團”的學(xué)生經(jīng)過STEAM理念的生物科技活動四個階段的鍛煉，養(yǎng)成善于發(fā)現(xiàn)新問題和樂于嘗試新方法的習慣，慢慢成長為學(xué)習成績優(yōu)異、知識面廣、不恥下問、樂于創(chuàng)新、勇于挑戰(zhàn)、敢于展示、綜合素質(zhì)高、社交技能強的“科技小創(chuàng)客”。在這研究的3年中，我所指導(dǎo)的學(xué)生在科技比賽中獲獎層次和人數(shù)比過去有了明顯的飛躍，共計獲聯(lián)合國獎項1個，省級獎項29個，成為我?？萍冀逃牧咙c，可見STEAM理念在初中生物科技活動的應(yīng)用是有效可行的，值得進一步細化和推廣。

參考文獻：

[1]Steam Kids： 50+ Science / Technology / Engineering / Art / Math Hands-On Projects for Kids，Anne Carey;Steam Kids Author Team，Left Brain Craft Brain，2016-09-13。

[2]劉志偉.青少年科技創(chuàng)新實踐[M].清華大學(xué)出版社，2015（10）.

[3]（美）丹尼爾·平克.全新思維[M].高芳，譯.浙江人民出版社，2013（5）.