STEAM教育在初中生物教學(xué)的應(yīng)用研究

古惠嘉

【摘要】? STEAM教育是當(dāng)前教學(xué)課程改革的重點(diǎn)內(nèi)容，其理念與生物學(xué)習(xí)的理念是完全契合的，本文基于STEAM教育跨學(xué)科的五層金字塔框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，提出STEAM應(yīng)用在生物教學(xué)中的六大表現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】? STEAM教育 生物教學(xué) 綜合素養(yǎng)

【中圖分類(lèi)號(hào)】? G633.91 ? ?? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】? A ? ? 【文章編號(hào)】? 1992-7711（2020）23-018-01

隨著社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步，高層次的創(chuàng)新型人才是國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵，在教育教學(xué)中對(duì)學(xué)生的綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)也越發(fā)重視。STEAM教育，作為集科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)于一體的綜合性教育，已得到教育界的廣泛認(rèn)可，是當(dāng)前教學(xué)課程改革的重點(diǎn)內(nèi)容。

一、STEAM教育的內(nèi)涵

2010年，美國(guó)學(xué)者Yakman提出了STEAM教育的五層金字塔框架結(jié)構(gòu)，其中科學(xué)為人們認(rèn)識(shí)規(guī)律的工具，工程與技術(shù)是改造世界的工具，藝術(shù)用于美化和豐富世界，數(shù)學(xué)是發(fā)展的基礎(chǔ)。王娟等對(duì)該模型做出了解釋?zhuān)J(rèn)為STEAM教育是一種注重實(shí)踐和過(guò)程，強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科知識(shí)遷移與交流協(xié)作的、整合多學(xué)科知識(shí)的教學(xué)方式，它主要有兩層意義。既包含了學(xué)科型的知識(shí)，又有人文型擴(kuò)展，倡導(dǎo)不同學(xué)科特點(diǎn)之間的靈活整合;與傳統(tǒng)的分科課程相比，更注重學(xué)習(xí)的過(guò)程、學(xué)科知識(shí)與生活的聯(lián)系，從實(shí)踐活動(dòng)中激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的成長(zhǎng)。

二、STEAM理念下的生物課堂

與其它科目相比，生物課程的教學(xué)內(nèi)容中涉及較多的生活情境，教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置相對(duì)靈活。同時(shí)，新課改下的初中生物教學(xué)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)造力的培養(yǎng)提出了更高的要求，因此STEAM理念與生物學(xué)習(xí)的理念是完全契合的，所以在初中生物課堂教學(xué)過(guò)程中可以嘗試整合STEAM教學(xué)理念，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式。具體可以從六方面著手。

（一）教學(xué)觀念和工具、資源的更新

1.教學(xué)觀念更新

STEAM理念強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的自主性，教師應(yīng)改變教學(xué)觀念，變成學(xué)生的引導(dǎo)者。如《調(diào)查周邊環(huán)境中的生物》課中，傳統(tǒng)教學(xué)中教師一般會(huì)展示設(shè)計(jì)好的表格，并羅列調(diào)查的方法與步驟，整個(gè)過(guò)程學(xué)生僅僅通過(guò)記憶的方式獲取知識(shí)。STEAM教學(xué)觀念指導(dǎo)下的同一節(jié)課，讓學(xué)生分組實(shí)地調(diào)查環(huán)境生物，讓學(xué)生自主完成報(bào)告與展示結(jié)果，整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位。

2.工具和資源的更新

隨著信息技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，學(xué)會(huì)運(yùn)用技術(shù)手段進(jìn)行教學(xué)，打造高效課堂已成為STEAM教育中教師需掌握的技巧。如《單細(xì)胞生物》一課介紹草履蟲(chóng)結(jié)構(gòu)時(shí)，傳統(tǒng)教學(xué)中一般是展示草履蟲(chóng)圖片或視頻，而引入顯微鏡后，學(xué)生利用顯微鏡觀察草履蟲(chóng)，還可以將實(shí)時(shí)拍照攝像等用于教學(xué)過(guò)程中，打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的諸多限制。

（二）學(xué)科間的知識(shí)體系的有機(jī)結(jié)合

學(xué)科知識(shí)融合，體現(xiàn)了STEAM教育對(duì)于綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和著重，Sanders認(rèn)為STEAM教育是在建構(gòu)主義和認(rèn)知科學(xué)理論的指導(dǎo)下，以學(xué)科知識(shí)為基礎(chǔ)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行探討。如探討《細(xì)胞通過(guò)分裂產(chǎn)生新細(xì)胞》中，學(xué)生對(duì)“細(xì)胞不能無(wú)限增長(zhǎng)”的概念表示困惑，筆者引入了數(shù)學(xué)正方體比表面積的概念，幫助學(xué)生用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法理清該概念。

（三）聯(lián)系生活，創(chuàng)設(shè)情境

STEAM教育非常重視搭建學(xué)生理論知識(shí)與現(xiàn)實(shí)世界的聯(lián)系橋梁，鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的親身探究經(jīng)歷與動(dòng)手體驗(yàn)。如有教師利用STEAM教學(xué)理念幫助學(xué)生理解生態(tài)平衡的動(dòng)態(tài)性特征中，通過(guò)亞洲鯉魚(yú)入侵美國(guó)事件激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生在頭腦風(fēng)暴環(huán)節(jié)中設(shè)計(jì)解決該問(wèn)題的方案，并通過(guò)小游戲建立捕食者模型，理解維持生態(tài)平衡的動(dòng)態(tài)過(guò)程。

（四）創(chuàng)新思維的訓(xùn)練

創(chuàng)造性的訓(xùn)練在STEAM教育顯得尤為關(guān)鍵。STEAM教育圍繞學(xué)生主體，鼓勵(lì)引導(dǎo)其自主探究，來(lái)激發(fā)學(xué)生的聯(lián)想力與創(chuàng)造力。如《動(dòng)植物細(xì)胞》一節(jié)中，筆者引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用生活材料制作動(dòng)植物模型，學(xué)生們用了很多種材料進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮了大家的想象力，而且在這個(gè)活動(dòng)中，老師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生材料選擇需要體現(xiàn)結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，將動(dòng)植物細(xì)胞一節(jié)知識(shí)點(diǎn)真正的講透。

（五）多元主體參與的實(shí)踐

STEAM教育鼓勵(lì)學(xué)習(xí)過(guò)程的學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)，這就意味著該教育活動(dòng)中不僅面對(duì)簡(jiǎn)單的師生雙方，還需要其他主體的加入，如在學(xué)生生物課外實(shí)踐中，可能需要實(shí)地考察、到圖書(shū)館查閱資料，這就需要圖書(shū)管理員、場(chǎng)所管理人員的參與;同時(shí)教師要鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)踐合作中，以小組或者團(tuán)隊(duì)形式完成，這個(gè)組員構(gòu)建也是多元化體現(xiàn)，可以跨級(jí)甚至學(xué)校的團(tuán)隊(duì)。

（六）人文素質(zhì)培養(yǎng)

STEAM教育中，除了學(xué)科素質(zhì)的培養(yǎng)，人文素養(yǎng)同樣重要。生物教學(xué)中，可以通過(guò)主題延展模式推動(dòng)該素質(zhì)培養(yǎng)，例如在講述《生態(tài)系統(tǒng)》一節(jié)時(shí)，為學(xué)生展示了生物圈2號(hào)的故事，引導(dǎo)學(xué)生保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)，愛(ài)護(hù)地球的思想;《細(xì)胞分裂》中擴(kuò)展癌癥的由來(lái)，為大家強(qiáng)調(diào)了健康生活的重要性。

三、結(jié)論與展望

十三五規(guī)劃中，明確指出當(dāng)前科學(xué)創(chuàng)新和跨學(xué)科研究的發(fā)展勢(shì)不可擋，作為一名中學(xué)生物老師，需要盡快適應(yīng)該教育教學(xué)的改變，理清STAM教育理念，整合入生物教學(xué)中，注重跨學(xué)科知識(shí)的融合、注重探究式學(xué)習(xí)、注重學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)、注重科學(xué)生活實(shí)踐，系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀念以及綜合素養(yǎng)。

[ 參? 考? 文? 獻(xiàn) ]

[1]趙慧臣，陸曉婷.開(kāi)展STEAM教育，提高學(xué)生創(chuàng)新能力——訪美國(guó)STEAM教育知名學(xué)者格雷特·亞克門(mén)教授[J].開(kāi)放教育研究，2016，（5）：4-10.

[2]王娟，吳永和.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代STEAM 教育應(yīng)用的反思與創(chuàng)新路徑[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2016，（2）：90-97.

[3]馬紅芹.美國(guó)K-12階段“科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)”（STEM）教育研究[D].2015.