摘 要：STEAM教育是一種新型教育模式。在初中生物教學(xué)中運(yùn)用STEAM教育，不僅能夠改變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的局面，還能打破學(xué)科邊界，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)技能的意識(shí)和能力。文章分析了STEAM教育在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用意義，從創(chuàng)設(shè)跨學(xué)科融合情境、進(jìn)行STEAM案例分析、設(shè)計(jì)STEAM操作活動(dòng)、策劃STEAM項(xiàng)目探究、設(shè)計(jì)STEAM生物作業(yè)五個(gè)方面，論述了STEAM教育在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用策略。

關(guān)鍵詞：STEAM教育；初中生物學(xué)；教學(xué)策略

基金項(xiàng)目：本文系2021年甘肅省平?jīng)鍪薪逃茖W(xué)規(guī)劃課題“STEAM教育在初中生物教學(xué)中的實(shí)施策略研究”（課題立項(xiàng)號(hào)：［2021］PLG518）的研究成果。

作者簡(jiǎn)介：吳霞（1987—），女，甘肅省平?jīng)鍪械谒闹袑W(xué)。

在初中生物教學(xué)中運(yùn)用STEAM教育，能調(diào)動(dòng)學(xué)生生物學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提升學(xué)生動(dòng)手操作、創(chuàng)新創(chuàng)造、人文素養(yǎng)等能力品質(zhì)，是實(shí)現(xiàn)生物跨學(xué)科教育的主要途徑。為此，教師應(yīng)該明確STEAM教育在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用意義，根據(jù)生物學(xué)課程內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際學(xué)情，將STEAM教育元素滲透到生物教學(xué)的各環(huán)節(jié)，堅(jiān)持多學(xué)科融合思想，創(chuàng)設(shè)生物教學(xué)情境，開展豐富多彩的STEAM探究活動(dòng)，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、STEAM教育在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用意義

所謂STEAM教育，主要是指集科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)于一體的集成式教育模式。初中生物教學(xué)領(lǐng)域的STEAM教育，要求教師根據(jù)生物學(xué)課程目標(biāo)，引入科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等方面的內(nèi)容，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)趣味化學(xué)習(xí)情境，設(shè)計(jì)具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作、動(dòng)手操作元素的生物探究活動(dòng)，從而提高學(xué)生的生物學(xué)習(xí)效果和綜合素養(yǎng)。經(jīng)過學(xué)情調(diào)查和理論實(shí)踐研究，筆者將STEAM教育在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用意義總結(jié)為如下兩個(gè)方面。

第一，有助于激發(fā)學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣。在新課標(biāo)背景下的初中生物教學(xué)中，教師要重視調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。生物學(xué)科知識(shí)具有一定的抽象性，學(xué)生理解起來存在一定難度，這會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的生物學(xué)習(xí)態(tài)度不夠積極。而在生物教學(xué)中運(yùn)用STEAM教育，能有效激發(fā)學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣。STEAM教育的基本特點(diǎn)是多學(xué)科融合，能夠拓寬學(xué)生認(rèn)知生物知識(shí)的空間。在生物教學(xué)中，教師可以根據(jù)課程知識(shí)點(diǎn)，搜集生物知識(shí)在科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用資料，并以圖文、視頻、動(dòng)畫等形式呈現(xiàn)給學(xué)生，為學(xué)生營(yíng)造直觀的生物學(xué)習(xí)情境，從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物和其他學(xué)科的密切聯(lián)系。這樣不僅能使學(xué)生感受到生物世界的魅力和精彩，而且能擴(kuò)充學(xué)生的跨學(xué)科知識(shí)儲(chǔ)備，使學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的學(xué)習(xí)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)。

第二，有助于培養(yǎng)學(xué)生的生物探究和實(shí)踐創(chuàng)新能力。生物學(xué)科教學(xué)強(qiáng)調(diào)探究、實(shí)踐和創(chuàng)新，然而在傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式下，學(xué)生難以有效發(fā)揮主體作用，缺乏充足的自主探究和實(shí)踐機(jī)會(huì)。在初中生物教學(xué)中引入STEAM教育，最重要的意義就是有助于培養(yǎng)學(xué)生的生物探究和實(shí)踐創(chuàng)新能力。STEAM教育倡導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行協(xié)作探究、創(chuàng)意設(shè)計(jì)和動(dòng)手操作。教師可以根據(jù)生物教學(xué)需要，以數(shù)學(xué)與科學(xué)為中心，結(jié)合工程技術(shù)和藝術(shù)元素，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)生物模型制作、圖像繪制等實(shí)踐探究項(xiàng)目，組織學(xué)生以小組為單位，運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)技能，通過動(dòng)手操作和創(chuàng)新實(shí)踐，合作完成生物實(shí)踐項(xiàng)目，這樣能鍛煉學(xué)生的探究、協(xié)作、動(dòng)手實(shí)踐、創(chuàng)新創(chuàng)造能力，充分彰顯STEAM教育的運(yùn)用意義。

二、STEAM教育在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用策略

（一）創(chuàng)設(shè)跨學(xué)科融合情境，激發(fā)學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣

傳統(tǒng)生物教學(xué)的內(nèi)容和手段都比較單一，學(xué)生在課堂上難以獲得新奇的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，無法對(duì)生物學(xué)科的學(xué)習(xí)產(chǎn)生較強(qiáng)的興趣。而STEAM教育具有多學(xué)科融合的特點(diǎn)，會(huì)涉及不同學(xué)科的知識(shí)。研究表明，教師在生物教學(xué)中引入其他學(xué)科的拓展資料，更容易集中學(xué)生的注意力。為此，教師應(yīng)將STEAM教育運(yùn)用于初中生物教學(xué)中，堅(jiān)持知識(shí)跨界和場(chǎng)景多元的原則，結(jié)合生物學(xué)課程要點(diǎn)，搜集整理與課程內(nèi)容有關(guān)的STEAM拓展資料，并借助信息化工具，以圖文、影像等形式展示給學(xué)生，創(chuàng)設(shè)跨學(xué)科融合情境，引導(dǎo)學(xué)生圍繞情境內(nèi)容展開探討、交流，使學(xué)生了解生物知識(shí)在其他領(lǐng)域的具體應(yīng)用和表現(xiàn)，最終激發(fā)學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣。例如，在“鳥的生殖和發(fā)育”一課的教學(xué)中，教師可創(chuàng)設(shè)多學(xué)科融合情境，在電子白板上展示自然界中各類鳥巢的圖片和國(guó)家體育場(chǎng)“鳥巢”的圖片，同時(shí)布置任務(wù)：仔細(xì)觀察自然界的鳥巢和國(guó)家體育場(chǎng)“鳥巢”，說說它們之間有什么相似之處。學(xué)生討論后會(huì)得出：“鳥巢”體育場(chǎng)的基座和場(chǎng)館結(jié)構(gòu)匯聚成網(wǎng)格狀，就像一個(gè)由樹枝編織而成的鳥巢一樣，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上兩者十分相似。通過這樣的情境，教師能將仿生、工程、技術(shù)、藝術(shù)等學(xué)科的元素巧妙地融入生物教學(xué)中，讓學(xué)生對(duì)生物新課內(nèi)容產(chǎn)生探索興趣。接著，教師再為學(xué)生播放白鷺等多種鳥類生殖發(fā)育過程的視頻資料，并提出問題：鳥類的生殖和發(fā)育過程一般包括哪幾個(gè)階段？學(xué)生探討后能得出：鳥類的生殖和發(fā)育過程一般包括求偶、交配、筑巢、產(chǎn)卵、孵卵和育雛六個(gè)階段。教師通過創(chuàng)設(shè)跨學(xué)科融合情境，能實(shí)現(xiàn)STEAM教育與生物學(xué)課程的初步整合，讓學(xué)生系統(tǒng)建構(gòu)鳥的生殖和發(fā)育的概念，了解生物學(xué)知識(shí)在建筑工程設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用^［1］。

（二）進(jìn)行STEAM案例分析，鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維能力

科學(xué)思維是生物核心素養(yǎng)的重要組成部分，是學(xué)生必須具備的素養(yǎng)。STEAM教育的核心理念就是發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，其強(qiáng)調(diào)問題生成和批判構(gòu)建。教師運(yùn)用STEAM教育，為學(xué)生精選相應(yīng)的真實(shí)案例，引導(dǎo)學(xué)生挖掘案例中的生物知識(shí)以及STEAM要素，能夠促使學(xué)生養(yǎng)成尊重事實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的求知態(tài)度。為此，在初中生物教學(xué)中運(yùn)用STEAM教育時(shí)，教師應(yīng)重視對(duì)STEAM案例的分析，利用打破學(xué)科界限的案例素材，通過設(shè)問啟發(fā)、合作共議等方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)新知，從而鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維能力^［2］。例如，在“植物的生殖”一課的教學(xué)中，教師可以進(jìn)行STEAM案例分析，在白板上展示桃花和桃子的圖片，以及桃樹從開花到結(jié)果的過程示意圖。在學(xué)生了解案例內(nèi)容后，教師可提出問題：從美麗的桃花到大大的桃子，中間經(jīng)歷了哪些過程？學(xué)生分析案例后能得出：桃花盛開后，先是經(jīng)過昆蟲傳粉，而后花瓣等逐漸凋落，留下子房部分繼續(xù)長(zhǎng)大，最后發(fā)育成大大的桃子。然后，教師可繼續(xù)提出問題：在桃花變成果實(shí)的過程中，哪些結(jié)構(gòu)的作用最大？學(xué)生在交流后能得出：雄蕊和雌蕊的作用最大，雄蕊花藥里有花粉，花粉可產(chǎn)生精子；雌蕊包括子房、柱頭和花柱，子房里有胚珠，胚珠里有卵細(xì)胞。接著，教師可讓學(xué)生簡(jiǎn)略畫出雌蕊和雄蕊的示意圖，并在圖中準(zhǔn)確標(biāo)出花粉和卵細(xì)胞的位置。隨后，教師再組織學(xué)生合作梳理案例內(nèi)容，并提出問題：從桃樹的案例來看，有性生殖具有什么特點(diǎn)？學(xué)生思考交流后能得出：有性生殖的后代具有雙親的遺傳特性。最后，教師可鼓勵(lì)學(xué)生使用多媒體設(shè)備，搜索其他能夠進(jìn)行有性生殖的植物案例。學(xué)生動(dòng)手搜索后可得到結(jié)果：有性生殖的植物還有玉米、黃瓜、西紅柿、櫻桃、蘋果、草莓……在這樣的STEAM案例分析教學(xué)中，學(xué)生既能感受到自然植物的美，又能提升信息資源獲取能力和科學(xué)思維能力，最終獲得生物學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

（三）設(shè)計(jì)STEAM操作活動(dòng)，強(qiáng)化學(xué)生的生物實(shí)踐技能

生物是一門重實(shí)踐的學(xué)科，學(xué)生在學(xué)習(xí)生物知識(shí)時(shí)，往往需要依托實(shí)踐探究才能透徹地理解相應(yīng)的原理。STEAM教育有別于傳統(tǒng)的單學(xué)科和重書本知識(shí)的教育方式，更強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生的綜合能力，這與生物學(xué)科教學(xué)目標(biāo)不謀而合。在初中生物教學(xué)中運(yùn)用STEAM教育時(shí)，教師應(yīng)該重視STEAM教育重實(shí)踐的特點(diǎn)，根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)STEAM操作活動(dòng)，在操作活動(dòng)中融入科學(xué)、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等元素，給學(xué)生提供動(dòng)手動(dòng)腦、實(shí)踐探索的機(jī)會(huì)，從而助力學(xué)生深入領(lǐng)會(huì)生物知識(shí)，提升生物實(shí)踐技能^［3］。例如，在“鳥的生殖和發(fā)育”一課中探究鳥卵的外形和結(jié)構(gòu)時(shí)，教師可開展STEAM操作活動(dòng)，先在白板上出示不同的鳥和鳥卵的圖片，讓學(xué)生上臺(tái)動(dòng)手連線，為不同的鳥卵找“媽媽”。這樣通過動(dòng)手連圖操作，學(xué)生能認(rèn)識(shí)到不同鳥卵在大小、花色等方面存在差異。然后，教師可給學(xué)生提供雞蛋、解剖剪、鑷子、放大鏡、針管、解剖針等工具材料，組織學(xué)生分小組對(duì)雞蛋進(jìn)行解剖。學(xué)生在解剖后能得知：雞蛋的結(jié)構(gòu)包括蛋殼、蛋殼膜、氣室、蛋白、蛋黃、系帶等。接著，教師可繼續(xù)提出問題：受精卵在孵化過程中會(huì)形成胚胎，胚胎發(fā)育需要氧氣，可外面是蛋殼，那氧氣從哪里來呢？學(xué)生進(jìn)一步操作觀察后，會(huì)發(fā)現(xiàn)蛋殼上是有氣孔的。在探究蛋殼膜的作用時(shí)，教師可以提出問題：為什么雞蛋有一層蛋殼膜？蛋殼膜有什么作用？對(duì)于這一問題，學(xué)生可能一時(shí)答不上來，對(duì)此，教師可用工程和科學(xué)領(lǐng)域的玻璃貼膜作為例子，引導(dǎo)學(xué)生討論得出蛋殼膜具有保溫、阻擋外界微生物等功能。這樣通過STEAM操作活動(dòng)的開展，學(xué)生便能深刻認(rèn)知鳥卵結(jié)構(gòu)及各部分功能，并感知到自然中潛藏的藝術(shù)元素、科學(xué)和工程學(xué)原理。

（四）策劃STEAM項(xiàng)目探究活動(dòng)，提高學(xué)生的生物探究素養(yǎng)

項(xiàng)目式教學(xué)是STEAM教育的主要實(shí)施方式之一，項(xiàng)目式教學(xué)能讓學(xué)生以群組為單位，協(xié)作實(shí)施項(xiàng)目探究活動(dòng)，從項(xiàng)目探究中獲得綜合性的知識(shí)和技能。在初中生物教學(xué)中運(yùn)用STEAM教育時(shí)，教師應(yīng)該重視STEAM項(xiàng)目探究活動(dòng)的創(chuàng)設(shè)，整合真實(shí)情境、有驅(qū)動(dòng)作用的問題以及多學(xué)科知識(shí)，為學(xué)生設(shè)置探究項(xiàng)目及要求，組織學(xué)生協(xié)作討論、收集資料、操作探究，從而實(shí)現(xiàn)群體性的知識(shí)構(gòu)建，提高學(xué)生的生物探究素養(yǎng)。例如，在“綠色植物對(duì)有機(jī)物的利用”一課的教學(xué)中，教師便可策劃STEAM項(xiàng)目探究活動(dòng)。教師可以先為學(xué)生播放一組植物園景色的圖片，并提出項(xiàng)目問題：種子在萌芽過程中是否有能量轉(zhuǎn)化？學(xué)生在討論后能提出猜想：有能量轉(zhuǎn)化。然后，教師可揭示項(xiàng)目?jī)?nèi)容和要求：如何驗(yàn)證種子在萌芽過程中的能量轉(zhuǎn)化？請(qǐng)大家分組查閱資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，通過操作、觀察和記錄，檢測(cè)種子萌發(fā)過程中的能量轉(zhuǎn)化。隨后，教師可將裝有萌發(fā)種子的甲保溫瓶、裝有煮熟種子的乙保溫瓶、溫度計(jì)等材料工具分發(fā)給各組，同時(shí)開放多媒體設(shè)備，讓學(xué)生自主、合作開展項(xiàng)目探究活動(dòng)。學(xué)生在進(jìn)行項(xiàng)目探究后會(huì)發(fā)現(xiàn)：甲瓶溫度升高，乙瓶溫度不變。此時(shí)教師可提出問題：為什么甲瓶溫度會(huì)升高？能量源于何處？學(xué)生在思考討論后可得出：甲瓶中的種子進(jìn)行生命活動(dòng)時(shí)需要能量，能量源于種子中的有機(jī)物。最后，教師再引導(dǎo)學(xué)生梳理項(xiàng)目探究的內(nèi)容，讓學(xué)生歸納植物體利用有機(jī)物的方式。這樣，通過STEAM項(xiàng)目探究活動(dòng)的開展，生物教學(xué)與科學(xué)、數(shù)學(xué)能進(jìn)行有機(jī)融合，學(xué)生的生物探究素養(yǎng)以及綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)的能力能得到顯著提高^［4］。

（五）設(shè)計(jì)STEAM生物作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)客探索精神

STEAM教育涉及創(chuàng)客內(nèi)容，主張學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)和創(chuàng)意思維，創(chuàng)造個(gè)性化的作品。作業(yè)設(shè)計(jì)是初中生物教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，教師在作業(yè)設(shè)計(jì)中滲透STEAM教育理念和創(chuàng)客元素，能點(diǎn)燃學(xué)生對(duì)生物作業(yè)的探究熱情。在初中生物教學(xué)中運(yùn)用STEAM教育時(shí)，教師應(yīng)強(qiáng)化對(duì)STEAM生物作業(yè)的設(shè)計(jì)，圍繞課程要點(diǎn)知識(shí)，設(shè)計(jì)創(chuàng)造性、開放性的作業(yè)，以激發(fā)學(xué)生的靈感，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用身邊的資源和多學(xué)科知識(shí)，得到多彩的作業(yè)成果，從而夯實(shí)學(xué)生的生物基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)客探索精神^［5］。例如，在“消化和吸收”一課的課堂教學(xué)結(jié)束后，教師可以為學(xué)生設(shè)計(jì)這樣的STEAM生物作業(yè)：請(qǐng)大家課后用家里的碎布、硬紙板、鉛筆、別針、膠水等材料，制作一個(gè)人體消化系統(tǒng)模型。這樣的作業(yè)不僅能體現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的要素，還能有效考查學(xué)生的知識(shí)掌握情況，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)客探索精神的發(fā)展。

結(jié)語

綜上所述，在初中生物教學(xué)中運(yùn)用STEAM教育，不僅能擴(kuò)充學(xué)生的跨學(xué)科知識(shí)儲(chǔ)備，激發(fā)學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣，還能培養(yǎng)學(xué)生的生物探究和實(shí)踐創(chuàng)新能力。教師在運(yùn)用STEAM教育時(shí)，應(yīng)根據(jù)生物學(xué)課程內(nèi)容創(chuàng)設(shè)多學(xué)科融合情境，激發(fā)學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣，并基于STEAM教育進(jìn)行案例分析、策劃項(xiàng)目探究，設(shè)計(jì)操作活動(dòng)和創(chuàng)造性生物作業(yè)，全面培育學(xué)生的科學(xué)思維能力、生物實(shí)踐技能、探究素養(yǎng)和創(chuàng)客精神，從而提高生物教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)STEAM教育在生物教學(xué)中的高效運(yùn)用。

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