基于STEM項目學(xué)習(xí)的活動設(shè)計
——以“新冠病毒認(rèn)識及新冠肺炎防護”為例

◆甘肅省高臺縣第一中學(xué) 陳能訓(xùn) 羅福海

一、活動背景

新冠肺炎疫情此起彼伏，在抗擊疫情的特殊時期，我們將新冠肺炎疫情整合為課程資源，組織開展了以“新冠病毒認(rèn)識及新冠肺炎防護”為例的STEM 項目式課程。其一是為了讓學(xué)生科學(xué)地認(rèn)識新冠肺炎疫情，增強安全防護的意識與能力；其二是幫助學(xué)生理解重大公共事件對個人及社會的影響，學(xué)會敬畏自然、敬畏生命，增強學(xué)生的社會責(zé)任感。

二、活動主體

我校STEM實踐小組核心成員，對此項目感興趣的其他師生。

三、活動時間

2021 年6 月至2021 年8 月。

四、活動資源

1.校外教育資源：縣人民醫(yī)院、縣中醫(yī)院、社區(qū)衛(wèi)生院等醫(yī)院的醫(yī)生。

2.學(xué)生研究資源：與疫情相關(guān)的論文、權(quán)威報告。

3.校內(nèi)教育資源：學(xué)科教師、生物實驗室、宣傳展板、黑板報、宣傳櫥窗等。

五、活動流程

本次STEM 項目學(xué)習(xí)的流程由“選定項目”→“制訂計劃”→“活動探究”→“作品制作”→“評價總結(jié)”五個環(huán)節(jié)構(gòu)成。操作流程如圖1 所示。

圖1 STEM 項目學(xué)習(xí)操作流程

六、活動內(nèi)容及成果

STEM 項目是由一系列真實而富有探究意義的學(xué)生活動構(gòu)成，若脫離了學(xué)生活動，該項目就無法實施。因此，在開展“新冠病毒認(rèn)識及新冠肺炎防護”STEM 項目時，我們以可操作的項目任務(wù)為主線，設(shè)計具有一定挑戰(zhàn)性、真實性、建構(gòu)性的項目活動，讓學(xué)生體驗真實的生活，收獲成長。

（一）探究任務(wù)

1.了解新型冠狀病毒

（1）學(xué)生了解新型冠狀病毒的形態(tài)組成、特性、生存方式、大小等。

（2）學(xué)生在醫(yī)院及社區(qū)衛(wèi)生院學(xué)習(xí)預(yù)防新型冠狀病毒的知識。

2.探究新型冠狀病毒繁殖過程

（1）利用彩泥、黏土、面團、牙簽、水果等，制作新型冠狀病毒的結(jié)構(gòu)模型。

圖2 制作新型冠狀病毒的結(jié)構(gòu)模型

（2）模擬演示新型冠狀病毒侵入細(xì)胞的增殖過程。

圖3 模擬演示新型冠狀病毒侵入細(xì)胞的增殖過程

3.揭示新型冠狀病毒對人體的危害

觀察新冠肺炎患者的肺部CT 照片，描述新型冠狀病毒對肺的損傷；了解新型冠狀病毒對人體呼吸系統(tǒng)的危害，尤其關(guān)注對肺的損害；了解新冠肺炎的臨床表現(xiàn)。

4.探秘人體“戰(zhàn)疫”的三道防線

以情景劇、科普小短文的形式，描述人體免疫系統(tǒng)抵抗并消滅新冠病毒的生理過程。

5.科學(xué)預(yù)防新冠肺炎的措施

了解什么是傳染病、傳染病流行的3 個環(huán)節(jié)、新冠肺炎屬于哪種類型的傳染病以及如何預(yù)防新冠肺炎，以繪圖或圖配文等形式，列舉科學(xué)預(yù)防新冠肺炎的措施。

圖4 列舉科學(xué)預(yù)防新冠肺炎的措施

6.疫情帶給人們的思考

從“不信謠、不傳謠”的科學(xué)態(tài)度、致敬最美“逆行者”、與自然界中的其他生物和諧相處、珍愛和敬畏生命等方面進行思考，利用展板進行分享交流。

（二）活動成果

學(xué)生通過自主合作的學(xué)習(xí)方式，創(chuàng)作完成了精美且富有創(chuàng)意的新型冠狀病毒模型，模擬演示了新型冠狀病毒侵入細(xì)胞的增殖過程，制作了科學(xué)預(yù)防新冠肺炎的防護手冊繪本，設(shè)計了集技術(shù)與藝術(shù)于一體的宣傳櫥窗。通過活動，學(xué)生學(xué)會了從容應(yīng)對、敏銳洞察、智慧學(xué)習(xí)、深刻反思。

七、活動思考

本項目的實施過程中，學(xué)生從關(guān)注到參與再到反思，對新冠肺炎及與之相關(guān)問題的認(rèn)識不斷深入，提升學(xué)習(xí)生物興趣的同時，也體驗了生物學(xué)的研究過程與方法，培養(yǎng)了創(chuàng)新精神與責(zé)任擔(dān)當(dāng)。因此，要讓STEM 項目式活動真正有效促進學(xué)生綜合能力的全面發(fā)展，需要及時開展總結(jié)思考。

（一）挖掘富含STEM 理念的教材資源

生物學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，與人類生活息息相關(guān)，教師可通過整合教材內(nèi)容，結(jié)合與教學(xué)緊密相關(guān)的研究成果等各種真實情境，挖掘、提煉項目主題。如高中生物學(xué)教材中“嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型”“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實驗等“探究＋實踐”模塊的教學(xué)內(nèi)容，強調(diào)讓學(xué)生積極參與實踐活動來掌握知識、提升實踐能力，這些模塊都可以作為滲透STEM 理念設(shè)計為項目學(xué)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容。本項目也是源于高中生物學(xué)教學(xué)中的病毒、傳染病、免疫等內(nèi)容，與當(dāng)下熱點問題密切相關(guān)，從而將學(xué)習(xí)與生活連接，把熱點變?yōu)樗夭摹?/p>

（二）探索基于任務(wù)驅(qū)動的跨學(xué)科項目

STEM 理念的項目學(xué)習(xí)以問題設(shè)計為引領(lǐng)，以提高學(xué)生解決實際問題能力為目的，最終培育核心素養(yǎng)，因此學(xué)生需要循序漸進地完成一系列任務(wù)。例如，本項目課程中將學(xué)習(xí)內(nèi)容分解為6 項任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生自主應(yīng)用學(xué)習(xí)資源。

通過項目實踐，學(xué)生可以學(xué)習(xí)新冠病毒及免疫預(yù)防等相關(guān)知識；通過設(shè)計建模方案、制作防護手冊，提高技術(shù)素養(yǎng)；通過制作模型、繪制設(shè)計圖，培育工程素養(yǎng)；通過對新冠病毒及宿主細(xì)胞結(jié)構(gòu)的大小和比例計算、位置確定，培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)；通過繪本、宣傳畫制作，培養(yǎng)藝術(shù)素養(yǎng)。一系列項目活動的開展讓更多的學(xué)科教師聚焦培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力、創(chuàng)造創(chuàng)新能力，促進了學(xué)生多學(xué)科知識的整合，提高了學(xué)生綜合運用知識的能力。

（三）完善學(xué)生多元發(fā)展的評價體系

評價是課堂教學(xué)的一部分，更是基于項目的STEM學(xué)習(xí)活動中必不可少的組成部分。評價主體應(yīng)從單向轉(zhuǎn)為多向，評價內(nèi)容從單一轉(zhuǎn)向綜合，重視知識以外的綜合素質(zhì)的發(fā)展，關(guān)注發(fā)展過程。在本STEM 項目中，對于每一項任務(wù)成果和最終作品，我們都制訂了相關(guān)的評價量規(guī)，助力發(fā)現(xiàn)和發(fā)展學(xué)生多方面的潛能，幫助學(xué)生認(rèn)識自我。例如，我們設(shè)計了學(xué)生實踐活動評價表。

表1 學(xué)生實踐活動評價表

“新冠病毒認(rèn)識及新冠肺炎防護”STEM項目以解決熱點問題為任務(wù)驅(qū)動，立足學(xué)習(xí)過程，以生物學(xué)知識為基礎(chǔ)，并融入數(shù)學(xué)、工程原理和技術(shù)手段，促進了多學(xué)科融合，實現(xiàn)了跨學(xué)科式教育，達到了STEM 教育的目標(biāo)，為學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)開辟了道路。