鄭艷
摘 要:STEM理念是時(shí)代發(fā)展下衍生的一種新型教育理念,有效落實(shí)該教育理念有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì),對強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力具有重要價(jià)值。STEM理念的全面滲透給高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了新的機(jī)遇,同時(shí)也使高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨更多挑戰(zhàn)。不斷創(chuàng)新教學(xué)方式,更新教學(xué)理念,成為高中生物教師在未來展開生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)必須落實(shí)的任務(wù)。遵循STEM教育理念構(gòu)建生物實(shí)驗(yàn)課堂能為學(xué)生提供更豐富的學(xué)習(xí)資源,對完善生物教學(xué),提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣意義重大。文章結(jié)合STEM教育理念的定義、目標(biāo)與原則分析了高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)的優(yōu)勢,對當(dāng)前我國開展高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)所面臨的問題展開探討,并針對性提出建議,以供參考。
關(guān)鍵詞:STEM理念;高中生物;實(shí)驗(yàn)教學(xué);優(yōu)化途徑
高中階段的學(xué)生已經(jīng)形成了對事物的基本認(rèn)知,已經(jīng)養(yǎng)成了一定的學(xué)習(xí)習(xí)慣,其在進(jìn)行學(xué)科學(xué)習(xí)時(shí)會依照自身學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)展開,在此階段高中生物教師應(yīng)注重影響學(xué)生的思想與認(rèn)知,不斷通過創(chuàng)新教學(xué)手段培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,使學(xué)生成為新時(shí)代社會需求的復(fù)合型人才。STEM教學(xué)理念的全面滲透能真正促進(jìn)高中生物實(shí)現(xiàn)綜合教育,充分發(fā)揮項(xiàng)目式教學(xué)的作用,使高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加貼近生活,使學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)不斷提高自身動(dòng)手能力。由此可見,STEM教學(xué)理念的落實(shí)能夠滿足當(dāng)前對高中生物教育提出的基本要求,有利于解決當(dāng)前高中生物教學(xué)中存在的問題。
一、STEM教育理念概述
(一)定義
STEM教育理念包含科學(xué)、科技、工程、數(shù)學(xué)四大學(xué)科,是一種跨學(xué)科式的教育方法,提倡培養(yǎng)學(xué)生的多維思考能力,使學(xué)生能夠運(yùn)用這種能力解決現(xiàn)實(shí)問題。STEM教育理念的有效應(yīng)用能使學(xué)生自主探究能力得到培養(yǎng),學(xué)生可以在學(xué)習(xí)過程中通過自主動(dòng)手解決問題,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。STEM教育理念的有效落實(shí)需要以項(xiàng)目式教學(xué)法為依據(jù)展開,引導(dǎo)學(xué)生通過合作與實(shí)踐解決問題,對落實(shí)綜合教育具有深遠(yuǎn)意義。STEM教育理念注重關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐,并在此過程中充分挖掘?qū)W生潛能,為學(xué)生未來的自主學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
(二)目標(biāo)
STEM教育理念下的教學(xué)活動(dòng)開展以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)能力、工程思維、數(shù)學(xué)素質(zhì)、創(chuàng)造能力、問題解決能力、協(xié)作精神與創(chuàng)新思維為主要教育目標(biāo)[1]。有效落實(shí)STEM教育理念能使學(xué)生更精準(zhǔn)地理解科學(xué)概念,掌握學(xué)習(xí)相關(guān)知識的方法,強(qiáng)化學(xué)生現(xiàn)代科技工具使用能力與工程設(shè)計(jì)制造能力,啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維。有效落實(shí)STEM教育理念還能使學(xué)生對數(shù)學(xué)概念的理解與應(yīng)用能力得到增強(qiáng),強(qiáng)化學(xué)生自主解決問題的能力,激發(fā)學(xué)生協(xié)作精神與團(tuán)隊(duì)合作意識。由此可見,STEM教育理念是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要抓手。
二、改進(jìn)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義
(一)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中生物教學(xué)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,在生物課程的教學(xué)過程中有效展開實(shí)驗(yàn)教學(xué),能提高學(xué)生對生物理論知識掌握的牢固程度,也能對生物知識進(jìn)行補(bǔ)充。高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效改進(jìn)不僅能提高生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,還能使高中生物教學(xué)水平整體得到提高。教師在生物課堂上引入生物實(shí)驗(yàn),將生物實(shí)驗(yàn)內(nèi)容充分融入生物教學(xué)中,并鼓勵(lì)學(xué)生積極參與生物實(shí)驗(yàn),能使理論知識的教學(xué)更為直觀,提高學(xué)生對這些知識的理解程度。高中生物中蘊(yùn)含大量的抽象知識,學(xué)生無法通過教師的語言教學(xué)理解這些知識,而有效融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)并對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改進(jìn),能使學(xué)生直接理解知識的形成過程,掌握知識的利用方式[2]。
(二)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
不斷對高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化能激發(fā)學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣。受到傳統(tǒng)應(yīng)試教育理念的影響,部分教師在展開生物教學(xué)時(shí)習(xí)慣使用灌輸式與講解式教學(xué)模式。這些教學(xué)模式不僅會將學(xué)生放置在課堂被動(dòng)地位,還會制約學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣。有效落實(shí)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)并對生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式做出優(yōu)化,能使學(xué)生通過親自動(dòng)手了解生物教學(xué)內(nèi)容,在實(shí)際操作的過程中學(xué)生個(gè)人價(jià)值能夠充分得到體現(xiàn),學(xué)生也能在實(shí)驗(yàn)過程中獲得生物學(xué)習(xí)成就感,滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求。利用多樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)激發(fā)學(xué)生興趣,在調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時(shí),激起學(xué)生生物學(xué)習(xí)欲望。
(三)提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能
對高中生物教學(xué)模式進(jìn)行全面優(yōu)化有利于提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力,新課標(biāo)對培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力與實(shí)踐操作能力有著明確規(guī)定,生物教師在展開教學(xué)時(shí),需利用有效方法培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)技能。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思考觀察操作能力能夠起到事半功倍的作用,高中生物教師應(yīng)在構(gòu)建實(shí)驗(yàn)課堂的過程中,有意識地引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與,使學(xué)生通過順利完成生物實(shí)驗(yàn)獲得學(xué)習(xí)成就感,并在此過程中培養(yǎng)自身操作能力。在參與生物實(shí)驗(yàn)的同時(shí)學(xué)生能夠了解到高中生物教學(xué)中的重難點(diǎn),并通過自主觀察與思考探究知識內(nèi)涵,對培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力也具有重要價(jià)值[3]。
三、我國高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀
(一)教學(xué)手段缺乏創(chuàng)新
在新課程改革理念不斷滲透的當(dāng)前階段,我國眾多高中生物教師已經(jīng)認(rèn)識到優(yōu)化高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性,并在展開生物教學(xué)時(shí)積極完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。然而,在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化的過程中,依然存在一些問題阻礙了生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的發(fā)揮。首先,部分高中生物教師在展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),存在教學(xué)手段落后、教學(xué)模式缺乏創(chuàng)新的現(xiàn)象。現(xiàn)階段越來越多的先進(jìn)教學(xué)方法已經(jīng)在高中生物教學(xué)中得到應(yīng)用,這些教學(xué)手段有利于推動(dòng)高中生物教學(xué)提質(zhì)增效,而部分教師教學(xué)思想受制于傳統(tǒng)教學(xué)理念,依然在以教材為基礎(chǔ)對學(xué)生展開理論知識的灌輸,導(dǎo)致學(xué)生生物學(xué)習(xí)興趣得不到有效激發(fā),學(xué)習(xí)能力難以提升。
(二)教育理念缺乏更新
部分高中生物教師教育理念受制于傳統(tǒng)應(yīng)試教育理念,更注重“智育”,在教學(xué)過程中忽略了“德育”,這種方式的教學(xué)容易使學(xué)生出現(xiàn)被動(dòng)學(xué)習(xí)現(xiàn)象,不僅會影響學(xué)生對生物學(xué)習(xí)的興趣,還會使學(xué)生陷入錯(cuò)誤的學(xué)習(xí)模式中。部分高中生物教師從教年齡較長,擁有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),在教學(xué)過程中已經(jīng)形成了成熟的教育習(xí)慣,然而在教育改革的滲透下傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不再適用于當(dāng)前,若教師不根據(jù)時(shí)代變化與學(xué)生學(xué)習(xí)需求調(diào)整教育模式,只是依據(jù)自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)展開教學(xué),就會對學(xué)生學(xué)習(xí)信心與主動(dòng)性形成制約。部分教師并未根據(jù)人才培養(yǎng)體系變化更新自身教育思想,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏與教師的有效溝通,這也是導(dǎo)致高中生物教學(xué)無法實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的重要因素。
(三)課堂關(guān)系有待整改
傳統(tǒng)應(yīng)試教育理念下的高中生物課堂主要是以教師講解學(xué)生記錄的方式展開的,教師更注重強(qiáng)化學(xué)生的知識掌握,一味通過重復(fù)性的講授來加強(qiáng)學(xué)生對理論知識的掌握。這種形式的生物教學(xué)忽略了對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易產(chǎn)生消極情緒,若教師一味講解重難點(diǎn),還會使學(xué)生產(chǎn)生對生物學(xué)習(xí)的畏難心理。此外,部分高中生物教師在展開課堂教學(xué)時(shí)過于注重自身課堂主體地位,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中處于被動(dòng)地位,如通過死記硬背的方式進(jìn)行生物學(xué)習(xí)等,這種形式的生物教育并不符合核心素養(yǎng)教育理念,不但無法使學(xué)生掌握知識點(diǎn),還可能會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。
(四)實(shí)驗(yàn)教學(xué)落實(shí)不足
現(xiàn)階段實(shí)驗(yàn)教學(xué)雖然已經(jīng)在高中生物教學(xué)中得到普及,但依然存在部分教師并未重視高中生物實(shí)驗(yàn)課堂的構(gòu)建,在展開生物教學(xué)時(shí)體現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)教學(xué)落實(shí)不足的現(xiàn)象。生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能強(qiáng)化學(xué)生對生物知識點(diǎn)的掌握,還能有效培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力與動(dòng)手能力,對培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維與創(chuàng)新意識具有重要價(jià)值。然而部分生物教師并未摒棄傳統(tǒng)教育的固有思想,沒有根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況,對生物教學(xué)體系進(jìn)行創(chuàng)新與優(yōu)化,學(xué)生依然處于固化的學(xué)習(xí)環(huán)境中進(jìn)行生物學(xué)習(xí),課堂也沒有充分的實(shí)踐操作環(huán)節(jié)作為支撐,導(dǎo)致學(xué)生無法積極主動(dòng)參與生物課堂,影響生物教學(xué)有效性[4]。
四、STEM理念下實(shí)現(xiàn)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化的有效路徑
(一)豐富生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段,創(chuàng)新教學(xué)模式
高中生物教師在構(gòu)建實(shí)驗(yàn)課堂的過程中,應(yīng)積極對實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段進(jìn)行創(chuàng)新,提高教學(xué)豐富程度,積極為學(xué)生打造良好的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)境,強(qiáng)化生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。實(shí)驗(yàn)是高中生物教學(xué)的重要內(nèi)容,有效利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)完善生物教學(xué)內(nèi)容,以強(qiáng)化生物教學(xué)效果。首先,高中生物教師應(yīng)提高生物教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)比重,積極在課堂上展開實(shí)驗(yàn)教學(xué),構(gòu)建多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,包括教師示范型實(shí)驗(yàn)教學(xué)、視頻示范型實(shí)驗(yàn)教學(xué)、學(xué)生實(shí)踐型實(shí)驗(yàn)教學(xué)等,將實(shí)驗(yàn)教學(xué)充分融入生物教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié),使學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)生物,利用實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化學(xué)生知識的理解與掌握。
比如,在“光合色素的提取與分離”相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)中,教師可以與學(xué)生共同展開實(shí)驗(yàn),將學(xué)生分為幾個(gè)小組,以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn),為學(xué)生準(zhǔn)備充足的實(shí)驗(yàn)器材與材料,像菠菜、紫甘藍(lán)等含有大量色素的實(shí)驗(yàn)對象,學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)過程中得出結(jié)論,并通過親手操作理解理論知識的具體含義。有效落實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力,是順應(yīng)STEM教學(xué)理念的重要行為。
(二)順應(yīng)教學(xué)需求更新思想,挖掘教材
STEM理念下若想實(shí)現(xiàn)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全面優(yōu)化,還需高中生物教師在教學(xué)中不斷更新自身思想,順應(yīng)時(shí)代發(fā)展,接受先進(jìn)教育理念,并在教學(xué)過程中融合先進(jìn)教育理念,充分挖掘教材內(nèi)容,探索教材中蘊(yùn)含的趣味性元素,將其融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié),提高學(xué)生生物實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性,促進(jìn)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率全面提高。在傳統(tǒng)教學(xué)理念影響下,部分生物教師依然在使用傳統(tǒng)生物教學(xué)模式,教學(xué)過程中直接按照教材內(nèi)容規(guī)律展開教學(xué),這種教學(xué)方式容易使生物課堂出現(xiàn)枯燥乏味的現(xiàn)象,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難以對學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生興趣,出現(xiàn)課堂注意力不集中等行為,影響學(xué)生生物學(xué)習(xí)效果。在先進(jìn)技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)前階段,信息化教學(xué)設(shè)備逐漸融入高中生物課堂,教師應(yīng)轉(zhuǎn)變自身觀念,在展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中積極應(yīng)用這些設(shè)備,深入研究教材,給學(xué)生創(chuàng)造更良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。
(三)轉(zhuǎn)變師生課堂地位,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)際操作能力
融合先進(jìn)技術(shù)展開生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生自主操作能力,對實(shí)現(xiàn)師生課堂關(guān)系的轉(zhuǎn)變具有重要價(jià)值。伴隨先進(jìn)信息技術(shù)的快速發(fā)展,先進(jìn)信息技術(shù)手段已經(jīng)在教育領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,這些教學(xué)設(shè)備在促進(jìn)教學(xué)提質(zhì)增效方面發(fā)揮出重大作用,將多媒體技術(shù)充分應(yīng)用在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中是促進(jìn)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)現(xiàn)全面優(yōu)化的重要途徑。高中生物教師應(yīng)在展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中積極利用多媒體技術(shù)對實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行整理,并在實(shí)際開展實(shí)驗(yàn)的過程中為學(xué)生展示,降低學(xué)生的實(shí)驗(yàn)難度,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性。教師還可以充分挖掘信息教學(xué)技術(shù)的功能,構(gòu)建微課堂等線上教育體系,使學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)隨時(shí)隨地的生物學(xué)習(xí),真正成為課堂的主人,掌握學(xué)習(xí)的規(guī)律。此外,多媒體技術(shù)融合還能輔助學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作,學(xué)生可以搜索相關(guān)實(shí)驗(yàn)案例,跟隨案例步驟逐步操作,有利于強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。線上課堂的構(gòu)建還能成為學(xué)生解決問題的主要渠道,學(xué)生可以隨時(shí)將學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)的問題發(fā)布在平臺上,教師則可以及時(shí)為學(xué)生解答。多媒體技術(shù)的融合有利于生物教師教學(xué)難度較大或無法實(shí)際操作的實(shí)驗(yàn)。
例如,在學(xué)習(xí)《雜交育種》一課時(shí),教師無法通過親自實(shí)驗(yàn)展開教學(xué),但可以在互聯(lián)網(wǎng)上搜索相關(guān)實(shí)驗(yàn)視頻,在教學(xué)過程中為學(xué)生播放,也可以選擇利用動(dòng)畫演示的形式為學(xué)生介紹相關(guān)理論,在吸引學(xué)生注意力激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí),降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度,使學(xué)生更好地理解和掌握這些知識[5]。
(四)豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,建設(shè)生物實(shí)驗(yàn)基地
STEM理念下針對高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行全面優(yōu)化,還需教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中不斷豐富實(shí)驗(yàn)體系,學(xué)校也需提高對生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度,加大對生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)資金的投入,為學(xué)生建設(shè)生物實(shí)驗(yàn)基地,使學(xué)生擁有更廣闊的實(shí)踐學(xué)習(xí)途徑。教師在進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建時(shí),應(yīng)充分考慮學(xué)生認(rèn)知與學(xué)習(xí)需求,根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況建設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,對學(xué)生進(jìn)行有效分層,根據(jù)學(xué)生個(gè)體差異打造不同形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在落實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)操能力與邏輯思維,鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn),強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力。高中生物教師應(yīng)認(rèn)識到構(gòu)建實(shí)驗(yàn)課堂的重要價(jià)值,并在實(shí)際教學(xué)過程中有意識地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課堂構(gòu)建,學(xué)校也應(yīng)順應(yīng)STEM教育理念,針對高中生物教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行整改,引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備,打造專業(yè)實(shí)驗(yàn)基地,為教師開展生物實(shí)驗(yàn)課堂、學(xué)生參與生物實(shí)驗(yàn)提供便利條件。
結(jié)束語
綜上所述,STEM教學(xué)理念能夠充分滿足當(dāng)前高中生物實(shí)驗(yàn)教育的基本需求,貼合教學(xué)改革策略。將STEM教育理念落實(shí)到高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,能進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。高中生物教師應(yīng)將STEM理念與傳統(tǒng)教育理念充分融合,并在此基礎(chǔ)上展開生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì),保證生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠在開展過程中取得更好的效果。高中生物教師應(yīng)充分挖掘教材內(nèi)容,不斷增強(qiáng)學(xué)生生物實(shí)驗(yàn)積極性,為學(xué)生打造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,提高生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性,并在教學(xué)過程中積極發(fā)揮信息技術(shù)的作用,為學(xué)生建立學(xué)習(xí)自信心,強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力,培養(yǎng)學(xué)生自主探究與反思能力,幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)生物知識,提高生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。
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