STEM教育融入高中生物學(xué)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐研究

陳朝霞

摘要：在現(xiàn)代高中課程體系中，生物是一門重要的基礎(chǔ)課程，也是學(xué)生獲取生命科學(xué)知識(shí)的主要渠道。將STEM教育實(shí)際應(yīng)用于高中生物教學(xué)當(dāng)中，不僅能使學(xué)生對(duì)所掌握的知識(shí)進(jìn)行更好的運(yùn)用，還能使學(xué)生學(xué)習(xí)生物課程的興趣得到提升。所以，在STEM教育模式下，高中生物教師可以帶領(lǐng)學(xué)生設(shè)立課題、制作計(jì)劃書等完成相關(guān)操作，使學(xué)生在項(xiàng)目策劃和實(shí)際操作環(huán)節(jié)獲得學(xué)習(xí)體驗(yàn)，對(duì)生物技術(shù)和實(shí)踐應(yīng)用形成更加全面的認(rèn)知，提高生物教學(xué)效率。本文就STEM教育融入高中生物學(xué)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐的相關(guān)內(nèi)容展開了一系列的研究。

關(guān)鍵詞：STEM教育;高中生物;課程設(shè)計(jì)

前言：高中生物課程具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性，主要的研究對(duì)象是自然、生物之間的聯(lián)系。傳統(tǒng)高中生物教學(xué)模式下，大多數(shù)生物教師都會(huì)采用單向知識(shí)傳輸?shù)姆绞絹黹_展這門課程教學(xué)活動(dòng)，使得學(xué)生獲取知識(shí)的狀態(tài)比較被動(dòng)，并且僅僅能掌握知識(shí)表面的內(nèi)容，對(duì)生物知識(shí)之間的聯(lián)系無法形成深入的認(rèn)知。將STEM教育實(shí)際應(yīng)用于高中生物教學(xué)當(dāng)中對(duì)促進(jìn)生物教學(xué)發(fā)展具有關(guān)鍵性的意義，不僅能使學(xué)生對(duì)生物知識(shí)形成更加透徹的理解，還能提高生物教學(xué)的效率。

一、STEM教育的科學(xué)認(rèn)知

在高中生物教學(xué)中實(shí)際運(yùn)用STEM教育，其主要目的是強(qiáng)化學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的理解和運(yùn)用：首先，從科學(xué)素養(yǎng)角度來看，也就是讓學(xué)生從生物的角度認(rèn)識(shí)和理解自然，并能參與到影響自然的過程當(dāng)中;其次，從技術(shù)素養(yǎng)角度來看，培養(yǎng)學(xué)生形成使用、管理、理解和評(píng)價(jià)技術(shù)的綜合能力;第三，從工程素養(yǎng)角度來看，也就是學(xué)生應(yīng)該掌握設(shè)計(jì)和開發(fā)技術(shù)的過程;最后，從數(shù)學(xué)素養(yǎng)角度來看，也就是學(xué)生在接觸數(shù)學(xué)知識(shí)的過程中，所獲得的分析的和解決數(shù)學(xué)問題的能力。

二、STEM教育融入高中生物學(xué)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐方法

（一）確定課題

從高中生物教材的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)來看，必修教材中包含的很多內(nèi)容都是針對(duì)生物知識(shí)的解釋。而選修教材與必修教材之間存在一種延伸關(guān)系，選修教材能作為一種拓展，側(cè)重于介紹一些生物技術(shù)。在STEM教育模式下，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生將生活實(shí)際作為參考，確定自己想要研究的課題，并查找相關(guān)的資料[1]。例如，教師講解到“血糖平衡調(diào)節(jié)”這個(gè)部分時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)本章節(jié)的血糖平衡調(diào)節(jié)的概念以及調(diào)節(jié)途徑，與生活中存在的一些現(xiàn)象建立聯(lián)系，比如，糖尿病以及低血糖等。教師可以利用這些學(xué)生比較熟悉的案例使學(xué)生認(rèn)識(shí)到血糖平衡調(diào)節(jié)在人體生命活動(dòng)中所發(fā)揮的關(guān)鍵作用。

（二）整理課題

整理課題是確定課題的下一個(gè)環(huán)節(jié)，也是STEM教育的重要組成部分。首先，學(xué)生在確定關(guān)于“血糖平衡調(diào)節(jié)”研究課題后，教師應(yīng)該帶領(lǐng)學(xué)生整理課題中所涉及的知識(shí)點(diǎn)或者是教材之外的資料，帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)其中存在的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固，通過這樣的方式使學(xué)生對(duì)所涉及的內(nèi)容形成深入的理解和掌握。這個(gè)環(huán)節(jié)是為接下來對(duì)課題的研究打下基礎(chǔ)。其次，在對(duì)課題進(jìn)行具體操作之前，需要對(duì)具體的研究方案或者計(jì)劃進(jìn)行嚴(yán)格制定。教師應(yīng)該在執(zhí)行課題前，針對(duì)具體的教學(xué)工作制定計(jì)劃表，由學(xué)生完成具體的針對(duì)課題研究的計(jì)劃書，將課題的探究過程實(shí)際融入到計(jì)劃書當(dāng)中。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)該將所要研究的課題的內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟以及與課題相關(guān)的問題和解決方法列入進(jìn)去。

（三）安排教學(xué)

高中階段的學(xué)生承受的升學(xué)壓力較大，需要學(xué)習(xí)和掌握的內(nèi)容較多，這就需要教師應(yīng)該為學(xué)生安排合適的課題研究時(shí)間，重視研究時(shí)間的合理性和科學(xué)分配性。在這個(gè)環(huán)節(jié)，教師不僅應(yīng)該按照教學(xué)目標(biāo)完成教學(xué)計(jì)劃，還應(yīng)該保證帶領(lǐng)學(xué)生完成相關(guān)的課。另外，教師應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的教學(xué)進(jìn)度相應(yīng)的調(diào)整教學(xué)方案[2]。按照STEM教育課程開展學(xué)習(xí)計(jì)劃，在這個(gè)過程中，應(yīng)該完成具體的實(shí)驗(yàn)，從而為完成課題提供依據(jù)。例如，教師講解到“血糖平衡調(diào)節(jié)”這個(gè)部分時(shí)，教師可以將帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行課題研究的過程放到選修課的時(shí)間，從每周選擇固定的課時(shí)專門針對(duì)課題進(jìn)行教學(xué)和研究。如果在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)沒有完成相關(guān)的研究，可以適當(dāng)對(duì)時(shí)間進(jìn)行一些延長(zhǎng)，從而為順利完成實(shí)驗(yàn)提供保障。

（四）實(shí)施教學(xué)

在生物領(lǐng)域當(dāng)中，所有的課題都需要實(shí)驗(yàn)的參與。教師為學(xué)生準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)材料應(yīng)該以學(xué)生的課題為準(zhǔn)，也可以由學(xué)生自己準(zhǔn)備[3]。在進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)之前，教師應(yīng)該將相關(guān)的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)交代給學(xué)生，使學(xué)生能根據(jù)自己的課題內(nèi)容完成實(shí)驗(yàn)操作，教師應(yīng)該為學(xué)生提供必要的指導(dǎo)和輔助，或者幫助學(xué)生處理一些突發(fā)情況。在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，教師應(yīng)該讓學(xué)生根據(jù)自己實(shí)際進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的情況，完成相應(yīng)的課題報(bào)告，報(bào)告中應(yīng)該包括在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和解決方法、結(jié)論等。

結(jié)論：綜上所述，在高中生物教學(xué)中運(yùn)用STEM教育理念，對(duì)高中生物教師的教學(xué)能力提出了更高的要求，教師需要不斷提高自身綜合素養(yǎng)，深入認(rèn)識(shí)到STEM教育的內(nèi)涵，尋找其與高中生物教育教學(xué)之間的結(jié)合點(diǎn)，通過確定課題、整理課題、安排教學(xué)以及實(shí)施教學(xué)的步驟來完成STEM教育在高中生物教學(xué)中的運(yùn)用。通過本文對(duì)STEM教育融入高中生物學(xué)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐的相關(guān)內(nèi)容展開的一系列研究，希望能為提高高中生物課堂教學(xué)的質(zhì)量提供一些參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭其芳，陳世軍.高中生物學(xué)實(shí)施STEM教育對(duì)學(xué)生知識(shí)理解能力和問題解決能力的影響[J].黔南民族師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，38（04）：118-120.

[2]毛一博.STEM教學(xué)理念在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用探索——“DNA分子的結(jié)構(gòu)”教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)生物教學(xué)，2018（10）：56-57.