淺談STEM 理念下的真實(shí)學(xué)習(xí)
——以初中細(xì)胞教學(xué)為例

李美柳

（溫州市雙嶼中學(xué)，浙江 溫州 325000）

在浙教版七年級(jí)科學(xué)上冊(cè)第2 章《第2 節(jié)細(xì)胞》和《第3 節(jié)生物體的結(jié)構(gòu)層次》教材中有涉及有關(guān)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)、分化等知識(shí)，因?yàn)榧?xì)胞的結(jié)構(gòu)和變化過(guò)程是微觀抽象的，為了讓學(xué)生能生動(dòng)形象的認(rèn)識(shí)細(xì)胞，我在教學(xué)設(shè)計(jì)中融入STEM 的理念，通過(guò)建構(gòu)細(xì)胞模型和細(xì)胞的分裂、生長(zhǎng)、分化的過(guò)程模型的任務(wù)驅(qū)動(dòng)來(lái)組織這部分知識(shí)教學(xué)。結(jié)合自身的教學(xué)來(lái)淺談學(xué)生在融入STEM 理念下的細(xì)胞教學(xué)課堂中的真實(shí)學(xué)習(xí)。

一、以原有認(rèn)知為起點(diǎn)的真實(shí)學(xué)習(xí)

學(xué)生在建構(gòu)模型中，就會(huì)呈現(xiàn)出對(duì)知識(shí)的理解程度，給教師能在模型中找出學(xué)生的認(rèn)識(shí)起點(diǎn)，教師利用學(xué)生的原認(rèn)知來(lái)組織教學(xué)，引導(dǎo)課堂在生生交流、師生交流中梳理知識(shí)間的內(nèi)在關(guān)系，辨析知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系與區(qū)別。

在學(xué)生所建構(gòu)的細(xì)胞分裂模型中，有出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：模型中出現(xiàn)2 個(gè)細(xì)胞或4 個(gè)細(xì)胞，但中間都只有一個(gè)細(xì)胞核。這直觀地呈現(xiàn)了學(xué)生對(duì)細(xì)胞分裂的原有認(rèn)識(shí)，學(xué)生只是初步理解了細(xì)胞分裂是一個(gè)細(xì)胞分成2 個(gè)細(xì)胞的含義，學(xué)生僅僅停留在1 變成2 的數(shù)字表面上的理解。在接下來(lái)在STEM 任務(wù)評(píng)價(jià)這一環(huán)節(jié)中，就激起其他觀察仔細(xì)的學(xué)生的質(zhì)疑，提出細(xì)胞分裂后細(xì)胞核的個(gè)數(shù)變化?？梢娎蠋熢赟TEM 理念下設(shè)計(jì)這個(gè)任務(wù)環(huán)節(jié)中，即讓學(xué)生顯出原有的認(rèn)識(shí)，又讓學(xué)生互論互辯，又在原有認(rèn)知的基礎(chǔ)上更深層次的認(rèn)識(shí)細(xì)胞分裂的過(guò)程，在激烈的討論中會(huì)帶動(dòng)學(xué)生去思考細(xì)胞是如何分裂的，分裂中細(xì)胞又會(huì)發(fā)生怎樣變化。課堂上真實(shí)的問題的發(fā)生，激起學(xué)生繼續(xù)探索知識(shí)的欲望。在傳統(tǒng)的教學(xué)中老師是很少觀察到學(xué)生對(duì)細(xì)胞分裂過(guò)程的理解僅僅停留在數(shù)字的變化，沒有過(guò)多地關(guān)注學(xué)生的原認(rèn)知就傳授給學(xué)生有關(guān)細(xì)胞分裂的知識(shí)，顯然這種學(xué)習(xí)是不深刻不到位的。在融入STEM 理念下教學(xué)中由學(xué)生原認(rèn)知引領(lǐng)的有效教學(xué)，圍繞學(xué)生的真正難點(diǎn)，有針對(duì)性的引導(dǎo)，用一個(gè)事實(shí)激起另一事實(shí)的認(rèn)識(shí)，用已有的事實(shí)性知識(shí)，構(gòu)建概念性知識(shí)，有真實(shí)的交流、真實(shí)的理解，這就是融入STEM 理念下的細(xì)胞教學(xué)帶來(lái)的真實(shí)學(xué)習(xí)。

二、課堂延伸的真實(shí)學(xué)習(xí)

在了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能學(xué)習(xí)中融入“建構(gòu)細(xì)胞模型”這一STEM 任務(wù)展開新課的探究學(xué)習(xí)，課堂延伸的成效明顯，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是對(duì)細(xì)胞知識(shí)的探索學(xué)習(xí)的延伸。二是對(duì)科學(xué)態(tài)度的延伸。

STEM 活動(dòng)中的一個(gè)學(xué)習(xí)特點(diǎn)是質(zhì)疑和探索的體驗(yàn)。在細(xì)胞模型的評(píng)價(jià)優(yōu)化中聚焦了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，細(xì)胞膜的其中的一項(xiàng)功能是控制物質(zhì)的進(jìn)出，那么我們的這個(gè)模型中細(xì)胞膜有體現(xiàn)出這一特點(diǎn)嗎？在STEM 活動(dòng)中進(jìn)而進(jìn)一步的帶動(dòng)學(xué)生的思考，學(xué)生提出膜上應(yīng)該是有些孔、有識(shí)別物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞里應(yīng)該還有更多的結(jié)構(gòu)等等的設(shè)想。同時(shí)還有些學(xué)生聯(lián)系到了細(xì)胞核、葉綠體的結(jié)構(gòu)上，認(rèn)識(shí)到它們有更細(xì)微的結(jié)構(gòu)。評(píng)價(jià)、優(yōu)化、完善等這一迭代設(shè)計(jì)的過(guò)程，不僅促進(jìn)了學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的一種大觀念的意義建構(gòu)，而且也是對(duì)現(xiàn)學(xué)知識(shí)的延伸，認(rèn)識(shí)到細(xì)胞膜不是一層簡(jiǎn)單的膜，細(xì)胞核不是一個(gè)簡(jiǎn)單的核、葉綠體不是僅僅有葉綠素，它們有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)與它們的功能相適應(yīng)。這種從功能推理結(jié)構(gòu)、又從結(jié)構(gòu)推理功能的意識(shí)，為學(xué)生今后更高一級(jí)的學(xué)習(xí)等奠定基礎(chǔ)，如高中的生物、原子核模型的建構(gòu)，在這里鋪墊了知識(shí)的“迭代”意識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)精神、探索能力，在實(shí)踐知識(shí)形成的過(guò)程，感悟生物學(xué)的思想，使學(xué)生具有科學(xué)的態(tài)度與責(zé)任。在融入STEM 的細(xì)胞教學(xué)中完成了對(duì)細(xì)胞知識(shí)的探索學(xué)習(xí)與形成科學(xué)態(tài)度的延伸。

三、培養(yǎng)核心素養(yǎng)的真實(shí)學(xué)習(xí)

融入STEM 理念的細(xì)胞教學(xué)課堂不僅僅是有關(guān)細(xì)胞的教學(xué)，還融合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)，甚至還有藝術(shù)，它們之間存在一種相互支持、相互補(bǔ)充，共同發(fā)展的關(guān)系，能讓學(xué)生從科學(xué)視角形成對(duì)自然現(xiàn)象的基本認(rèn)識(shí)，是科學(xué)概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華，是運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和方法解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題的能力。

學(xué)生在建構(gòu)模型中，要不斷地質(zhì)疑、修正，完善。他們要利用老師提供的材料和學(xué)習(xí)的知識(shí)去設(shè)計(jì)模型，還要考慮細(xì)胞模型要體現(xiàn)出細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整性、色彩區(qū)別、穩(wěn)固性等因素，這就是學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的綜合知識(shí)去解決實(shí)際問題。在自主思考和探索過(guò)程中，要和同伴交流思想意見，要與同伴分工合作完成。我在第3 節(jié)有關(guān)細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)、分化的知識(shí)中又融入STEM 理念進(jìn)行教學(xué)，經(jīng)過(guò)第2 節(jié)的建構(gòu)細(xì)胞模型的基礎(chǔ)上，這節(jié)教學(xué)過(guò)程中所以有的學(xué)生都參與課堂，連班級(jí)里的平時(shí)成績(jī)不理想的學(xué)生都能指著模型清晰的講解給大家聽，能講出細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂、分化的過(guò)程。學(xué)生在制作細(xì)胞生長(zhǎng)和細(xì)胞分化這兩個(gè)過(guò)程的模型中表現(xiàn)出了對(duì)核心科學(xué)知識(shí)的深度理解以及靈活應(yīng)用，這樣的教學(xué)尊重學(xué)生的個(gè)體差異，使學(xué)生能綜合應(yīng)用各科知識(shí)，動(dòng)手實(shí)踐，又有鍛煉了團(tuán)體合作的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、問題解決能力和團(tuán)隊(duì)合作以及探索精神等能力，這些構(gòu)成了孩子未來(lái)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，這就是STEM理念下的課堂中培養(yǎng)核心素養(yǎng)的真實(shí)學(xué)習(xí)。

總之，融入STEM 理念下的細(xì)胞教學(xué)課堂能更多地看到學(xué)生在課堂中學(xué)習(xí)的真實(shí)狀態(tài)，學(xué)生的真實(shí)思維發(fā)展。能讓學(xué)生聚焦真實(shí)世界的問題、探索客觀事物本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系。能引導(dǎo)學(xué)生分析綜合、抽象概括、推理論證等科學(xué)思維方法的運(yùn)用，是基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑、調(diào)動(dòng)學(xué)生的高階思維，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)。