高中生物教學(xué)中的STEAM教育理念融合

俞泓伶

(江蘇省啟東中學(xué) 226200)

與傳統(tǒng)教育體系相比，新課改更加注重對(duì)學(xué)習(xí)者的綜合能力培養(yǎng)，關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主動(dòng)參與、信息搜集、本質(zhì)挖掘、問(wèn)題解決、合作交流，生成自主性、獨(dú)立性、實(shí)踐性的學(xué)習(xí)習(xí)慣.而在高中生物教學(xué)中實(shí)施STEAM教育理念，可以讓學(xué)生通過(guò)生物現(xiàn)象觀察、問(wèn)題提出、實(shí)驗(yàn)假設(shè)、驗(yàn)證假設(shè)、總結(jié)歸納中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，提高學(xué)生的知識(shí)獲取能力，生成終身學(xué)習(xí)意識(shí)，樹立積極的科學(xué)態(tài)度，強(qiáng)化創(chuàng)新實(shí)踐能力等，彌補(bǔ)以往高中生物教學(xué)中的缺陷，推進(jìn)新課程改革、心教育理念以及人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn).那么，STEAM教育理念究竟是什么，如何找到STEAM教育理念與高中生物教學(xué)的有效融合之路呢？

一、STEAM教育理念概述

教育的目的并不是簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)堆集，而是文化價(jià)值的汲取，以知識(shí)喚醒人的智慧，引領(lǐng)人的全面發(fā)展.在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步的背景下，人們迫切需要一種教學(xué)方法引領(lǐng)學(xué)生的全面發(fā)展，而STEAM教育理念的出現(xiàn)恰好滿足了當(dāng)前的教育發(fā)展趨勢(shì).STEAM教育理念包含了科學(xué)教育(S)、技術(shù)教育(T)、工程學(xué)教育(E)、藝術(shù)教育(A)、數(shù)學(xué)教育(M)，凸顯出了跨學(xué)科交互教育的觀點(diǎn)，希望可以通多學(xué)科融合的方式引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)知世界、發(fā)現(xiàn)規(guī)律.

STEAM教育理念與傳統(tǒng)教育理念最大的區(qū)別在于走出了以書本知識(shí)為主要資源、單方面關(guān)注某一學(xué)科知識(shí)的缺陷，具有跨學(xué)科、情境性、實(shí)踐性、合作性、藝術(shù)性的特點(diǎn)，將其應(yīng)用在生物教學(xué)中，可以讓高中生在生物情境的合作實(shí)踐探究中獲得審美的體驗(yàn)，在創(chuàng)新與創(chuàng)造中獲得綜合能力的發(fā)展.

二、高中生物教學(xué)中的STEAM教育理念融合案例

以“DNA是主要遺傳物質(zhì)”為例，對(duì)高中生物教學(xué)中的STEAM教育理念融合進(jìn)行以下分析.

1.創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入新課

回顧已經(jīng)學(xué)習(xí)的知識(shí)，孟德爾在豌豆實(shí)驗(yàn)中利用假說(shuō)演繹法發(fā)現(xiàn)生物形狀由遺傳因子控制，約翰遜將“遺傳因子”更名為“基因”，摩爾根在果蠅實(shí)驗(yàn)中利用假說(shuō)演繹法發(fā)現(xiàn)基因位于染色體上，通過(guò)知識(shí)回歸的方式利用前概念導(dǎo)入未知.教師設(shè)疑“基因是什么？”(在“遺傳因子”、“基因”、“基因位于染色體中滲透S要素，由疑問(wèn)的提出引發(fā)學(xué)生區(qū)分基因與DNA，學(xué)會(huì)從科學(xué)的角度解決生物問(wèn)題.)

因?yàn)椤癉NA是主要遺傳物質(zhì)”這部分內(nèi)容比較抽象，學(xué)生很難憑借想象理解染色體、蛋白質(zhì)、DNA三者之間的關(guān)系，此時(shí)教師可以利用多媒體展示的方式，讓學(xué)生在圖片觀察中思考基因的本質(zhì)，激發(fā)學(xué)生對(duì)生物科學(xué)探究的興趣.(在多媒體展示中利用現(xiàn)代信息技術(shù)融合了T要素，在圖片展示中融合了A要素，讓學(xué)生在直觀的圖片觀察中踏上遺傳物質(zhì)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究之旅.)

2.以科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究歷程為主線

首先，引領(lǐng)學(xué)生們了解到科學(xué)家早期對(duì)遺傳物質(zhì)的推測(cè)歷程，鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜測(cè)，認(rèn)同科學(xué)發(fā)展是一個(gè)不斷推測(cè)、驗(yàn)證的過(guò)程.上世紀(jì)二十年代，人們對(duì)于蛋白質(zhì)的研究已經(jīng)有了一定成果，通過(guò)必修一中的蛋白質(zhì)知識(shí)學(xué)習(xí)，相信學(xué)生已經(jīng)掌握了蛋白質(zhì)的基本組成、結(jié)構(gòu)以及多樣化的原因，展示PPT(PPT的展示融合了A元素與T元素).接下來(lái)，教師繼續(xù)闡述上世紀(jì)三十年代人們開始認(rèn)識(shí)到DNA的存在，并且加大了對(duì)DNA的研究力度，引領(lǐng)學(xué)生回憶DNA的基本組成單位，但是因?yàn)閷?duì)DNA分子結(jié)構(gòu)了解不夠全面，而認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)，教師提出問(wèn)題“如果你是當(dāng)時(shí)的科學(xué)家，你會(huì)做出怎樣的推測(cè)呢？你會(huì)如何證明你的推測(cè)是否正確？(讓學(xué)生在大膽猜測(cè)、推理驗(yàn)證與嘗試生物設(shè)計(jì)逐步落實(shí)S元素，生成科學(xué)探究的意識(shí).)

講述“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”，解釋“轉(zhuǎn)化”一詞，利用多媒體課件展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，了解到兩組小白鼠體內(nèi)分別被注射了“R”型菌、“S”型菌，結(jié)果分別為“不死亡”、“死亡”.細(xì)菌學(xué)家格里菲斯在1928年嘗試做了轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，將加熱后“S”型菌注射到小白鼠內(nèi)，結(jié)果小白鼠“不死亡”， 于是科學(xué)家將“S”型菌加熱后，將已死的“S”型菌與“R”型菌混合注射到小白鼠體內(nèi)之后，小白鼠卻“死亡”了，引導(dǎo)學(xué)生猜測(cè)“轉(zhuǎn)化因子”究竟是什么物質(zhì)？進(jìn)一步猜測(cè)遺傳物質(zhì)到底是什么？(在這個(gè)過(guò)程中結(jié)合了A與T要素，并從M要素逐漸落實(shí)了S要素，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到大膽猜測(cè)需要以實(shí)驗(yàn)證據(jù)作為依據(jù)，才能使人信服，體會(huì)到科學(xué)探究的樂(lè)趣，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維，體驗(yàn)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的多樣性.)

通過(guò)上述的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)于“蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)”的結(jié)論產(chǎn)生了懷疑，此時(shí)教師繼續(xù)展示“噬菌體侵染細(xì)菌”的實(shí)驗(yàn)，播放微視頻，(借助要素A與T，基于M，落實(shí)S)，學(xué)生通過(guò)微視頻了解到噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)“DNA是遺傳物質(zhì)”.此時(shí)學(xué)生提出疑惑“所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNA嗎？”此時(shí)教師可以組織“煙草花葉病毒感染”的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)RNA也是遺傳物質(zhì)，以此培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性.

通過(guò)上述幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的了解，學(xué)生了解到DNA、RNA均為遺傳物質(zhì)，那么哪一種是主要遺傳物質(zhì)呢？鼓勵(lì)學(xué)生以小組為單位，利用已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)，從生物類型以及所含核酸的角度進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)真核生物、原核生物、大多數(shù)(DNA)病毒的遺傳物質(zhì)都是DNA，因此，總結(jié)出“DNA是主要遺傳物質(zhì)”的結(jié)論.(在實(shí)驗(yàn)結(jié)論總結(jié)中利用A、M、T,落實(shí)S，加深了學(xué)生對(duì)于DNA是主要遺傳物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，提高了學(xué)生的信息獲取能力、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的歸納總結(jié)能力.)

綜上所述可知，STEAM教育理念在高中生物教學(xué)中的融合方法，以STEAM教育理念的融合，促進(jìn)了高中生物教學(xué)質(zhì)量的提升，具有推廣與應(yīng)用的價(jià)值.