STEAM理念在生物科技活動(dòng)中的應(yīng)用

容妙娜

【摘要】近年來(lái)，我嘗試用STEAM理念分階段、分層次對(duì)初中學(xué)生進(jìn)行生物科技啟蒙與培養(yǎng)，以“問(wèn)題為引導(dǎo)，多學(xué)科融合、體驗(yàn)中學(xué)習(xí)”的方式激發(fā)學(xué)生對(duì)“生物科技”創(chuàng)想的熱情，重在引導(dǎo)學(xué)生正確運(yùn)用信息技術(shù)開(kāi)展科技活動(dòng)，培養(yǎng)擁有知識(shí)寬度和深度的科技小創(chuàng)客。下面以具體案例談?wù)凷TEAM教育在初中生物科技活動(dòng)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】STEAM ;初中;生物科技活動(dòng)

習(xí)近平總書記說(shuō)過(guò)：“青年是祖國(guó)的前途、民族的希望、創(chuàng)新的未來(lái)。青年一代有理想、有本領(lǐng)、有擔(dān)當(dāng)，科技就有前途，創(chuàng)新就有希望?！蔽艺囵B(yǎng)“科技小創(chuàng)客”的方向而努力，嘗試以“問(wèn)題為引導(dǎo)，多學(xué)科融合、體驗(yàn)中學(xué)習(xí)”的方式激發(fā)學(xué)生對(duì)“生物科技”創(chuàng)想的熱情，培養(yǎng)擁有知識(shí)寬度和深度的科技小創(chuàng)客。經(jīng)過(guò)3年的探索，我逐漸形成了一套STEAM生物科技活動(dòng)的教學(xué)方法。我分階段、分層次開(kāi)展生物科技活動(dòng)，構(gòu)建“生物科技教育環(huán)”?！吧锟萍冀逃h(huán)”由“以優(yōu)帶新，激發(fā)興趣;感官認(rèn)知，拓展知識(shí);專題研究，體驗(yàn)STEAM;委以重任，激發(fā)潛能。”4個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成，其中最后一個(gè)環(huán)節(jié)又成為第一環(huán)節(jié)“以優(yōu)帶新”的中堅(jiān)力量，構(gòu)成一個(gè)可不斷提升的循環(huán)。經(jīng)過(guò)培養(yǎng)的學(xué)生既能在各類科技比賽中獲取優(yōu)異成績(jī)，又能在校內(nèi)外的科技講座擔(dān)任傳播科技知識(shí)的“小導(dǎo)師”，還能在世界環(huán)保交流大會(huì)或論壇等平臺(tái)中有出色的表現(xiàn)。學(xué)生的表現(xiàn)驗(yàn)證了這套教學(xué)方法的有效性，下面以具體案例談?wù)凷TEAM理念在初中生物科技活動(dòng)中的應(yīng)用。

一、理論依據(jù)

（一）STEAM與創(chuàng)客

STEAM代表科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），藝術(shù)（Art），數(shù)學(xué)（Mathematics）。STEAM理念就是集科學(xué)，技術(shù)，工程，藝術(shù)，數(shù)學(xué)于一體的綜合教育。創(chuàng)客是指出于興趣，努力將創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的人。他們既了解多門學(xué)科，擁有“知識(shí)寬度”，又能在某一科技領(lǐng)域進(jìn)行深入研究，擁有“專業(yè)深度”。 “STEAM理念是創(chuàng)客文化與教育的結(jié)合，基于學(xué)生興趣，以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方式，使用數(shù)字化工具，倡導(dǎo)造物，鼓勵(lì)分享，培養(yǎng)跨學(xué)科解決問(wèn)題能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的一種素質(zhì)教育?！痹诳萍蓟顒?dòng)中，跨學(xué)科的團(tuán)隊(duì)合作訓(xùn)練能讓學(xué)生各方面的能力在短時(shí)間內(nèi)得到更大的提升。

（二）生物科技活動(dòng)

生命科學(xué)即生物學(xué)，是研究生命活動(dòng)規(guī)律、生命的本質(zhì)、生命的發(fā)育規(guī)律，以及各種生物之間和生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。生物科技活動(dòng)是在生物領(lǐng)域中進(jìn)行的科學(xué)技術(shù)系列活動(dòng)。初中生物科技活動(dòng)包括生物實(shí)驗(yàn)，觀察、采集動(dòng)植物和制作生物標(biāo)本，栽培植物，飼養(yǎng)小動(dòng)物，進(jìn)行生物多樣性和生態(tài)觀察等等活動(dòng)，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，拓寬知識(shí)，提高能力，發(fā)展特長(zhǎng)和創(chuàng)新精神。

二、STEAM理念的生物科技活動(dòng)中的應(yīng)用

STEAM理念在生物科技活動(dòng)的應(yīng)用（表1）是按學(xué)生不同階段的興趣和智能發(fā)展而設(shè)計(jì)，需要分階段（表2）、分層次（表3）培養(yǎng)學(xué)生。首先，教師讓學(xué)生體驗(yàn)簡(jiǎn)單、有趣的科技活動(dòng)，喚起探尋科學(xué)奧妙的熱情。接著，學(xué)生先學(xué)習(xí)與生物科技相關(guān)的多門學(xué)科，再進(jìn)行科學(xué)探究。探究過(guò)程是先發(fā)現(xiàn)身邊的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)重新調(diào)查后大膽設(shè)想解決方案，通過(guò)各種新技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、調(diào)查、分析、總結(jié)，形成研究成果。最后，學(xué)生的研究成果經(jīng)過(guò)藝術(shù)加工以PPT、視頻、網(wǎng)頁(yè)等形式吸引大眾的關(guān)注，通過(guò)各種信息平臺(tái)才能擴(kuò)大科普效果，對(duì)答如流的答辯才能讓創(chuàng)意作品在高層次的科技比賽中得到認(rèn)可。大型活動(dòng)后，讓“生物小精英”給初一新生進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)分享。這樣就能形成“生物科技教育環(huán)”，讓生物科技教育水平逐步提升。

第一學(xué)習(xí)階段：以優(yōu)帶新，激發(fā)興趣

每個(gè)學(xué)期之初，我與“生物小精英”共同在校內(nèi)開(kāi)展有趣的生物科技活動(dòng)。例如：《植物認(rèn)種》。我們以“植物競(jìng)猜”游戲喚起學(xué)生熱情，然后集中學(xué)習(xí)“科學(xué)方法”，再由優(yōu)秀“生物小精英”們指導(dǎo)新生完成“任務(wù)卡”。

在互聯(lián)時(shí)代，我推薦2款簡(jiǎn)單、易用、準(zhǔn)確性高的認(rèn)識(shí)植物的APP“形色”和“中國(guó)植物圖像庫(kù)”，幫助學(xué)生快速了解植物的知識(shí)。APP 1：形色使用方法：手機(jī)打開(kāi)APP——拍照或選圖——生成美圖——保存——分享。APP 2：“中國(guó)植物圖像庫(kù)”使用方法：微信打開(kāi)APP——點(diǎn)擊“圖片”——上傳圖片，獲得植物資料，進(jìn)一步校對(duì)資料。

“任務(wù)卡”是要求學(xué)生通過(guò)APP查到植物名稱后，經(jīng)過(guò)權(quán)威網(wǎng)頁(yè)或書籍（如《植物志》）進(jìn)一步校對(duì)信息的準(zhǔn)確性，再制作一張“植物標(biāo)牌”PPT?！爸参飿?biāo)牌”（圖1與圖2）一般會(huì)介紹有植物學(xué)名（中文學(xué)名、拉丁學(xué)名、別名）、科和形態(tài)特征，如果想深入了解該植物，還可查找它的生長(zhǎng)環(huán)境、地理分布、藥用功效、花語(yǔ)（圖3）等內(nèi)容。學(xué)生還可通過(guò)細(xì)心觀察與長(zhǎng)期跟蹤植物生長(zhǎng)情況，發(fā)現(xiàn)植物適應(yīng)環(huán)境經(jīng)過(guò)千百萬(wàn)年來(lái)形成的有趣“植物智慧”（圖4）。此過(guò)程能讓學(xué)生深入了解該植物的形態(tài)特性和生活習(xí)性。我們會(huì)在學(xué)期中期舉辦“植物認(rèn)種”大賽，以激發(fā)學(xué)生積極認(rèn)識(shí)校內(nèi)的各種植物，成長(zhǎng)為“植物小達(dá)人”！

第二學(xué)習(xí)階段：感官認(rèn)知，拓展知識(shí)

感官認(rèn)知階段的培訓(xùn)是讓學(xué)生了解多門學(xué)科，擁有“知識(shí)寬度”！我參考約瑟夫·柯內(nèi)爾的“流水式學(xué)習(xí)法”：?jiǎn)酒馃崆椤⒓袑W(xué)習(xí)、親身體驗(yàn)、分享靈感，重在讓同學(xué)們?cè)诳鞓?lè)的體驗(yàn)活動(dòng)中掌握STEAM的基礎(chǔ)知識(shí)。我設(shè)計(jì)了《探索標(biāo)本爭(zhēng)妍靈動(dòng)的技巧》的生物科技活動(dòng)，內(nèi)容包括了彩虹花卉DIY、保色標(biāo)本DIY、標(biāo)本藝術(shù)DIY、葉脈藝術(shù)DIY、彩虹植物水晶、功能作品DIY等內(nèi)容，里面的每個(gè)活動(dòng)都有其獨(dú)特的魅力！學(xué)生通過(guò)系列活動(dòng)，循序漸進(jìn)地掌握多種生物標(biāo)本制作技術(shù);還能發(fā)現(xiàn)工藝流程中的不足加以改進(jìn);培養(yǎng)藝術(shù)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力;實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)意物化。

第三學(xué)習(xí)階段：專題研究，體驗(yàn)STEAM

專題研究階段是選取某一專題開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技巧來(lái)重新綜合，掌握STEAM在中的專題研究運(yùn)用，培養(yǎng)“專業(yè)深度”。 生物專題科技活動(dòng)類型大致分為調(diào)研實(shí)踐、科學(xué)探究、科技創(chuàng)新3大類（表4）。學(xué)習(xí)流程是：學(xué)習(xí)小組選題——查新調(diào)查——科學(xué)探究過(guò)程——撰寫成果報(bào)告——成果展示與評(píng)價(jià)?；顒?dòng)成果主要以研究報(bào)告、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)、技術(shù)優(yōu)化、概念模型、實(shí)物類的小創(chuàng)作和小發(fā)明等方式呈現(xiàn)。

學(xué)生的每個(gè)生物科技創(chuàng)意作品都融合了STEAM的各個(gè)要素，是跨學(xué)科的知識(shí)融合、多種技術(shù)的綜合應(yīng)用、研究數(shù)據(jù)分析與檢測(cè)、最后美化研究成果，并以PPT、海報(bào)、微視頻等形式展示與宣傳。

第四學(xué)習(xí)階段：委以重任，激發(fā)潛能

我相信“失敗乃成功之母！”生物科技團(tuán)的學(xué)生經(jīng)過(guò)一系列的STEAM科技活動(dòng)培訓(xùn)后，他們?cè)诳茖W(xué)素養(yǎng)和綜合能力有了很大的進(jìn)步，在省級(jí)各類科技比賽中成績(jī)優(yōu)異，還能在自己喜歡的社團(tuán)部門充分發(fā)揮自己的能力。我會(huì)從中挑選優(yōu)秀成員擔(dān)任社團(tuán)各個(gè)部門部長(zhǎng)。先給各個(gè)部門在指明任務(wù)和方向，再由部長(zhǎng)和成員們共同設(shè)計(jì)的活動(dòng)主題和方案，并協(xié)助教師開(kāi)展校內(nèi)的生物科技講座與科技培訓(xùn)、校外的公益活動(dòng)等。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)教育教學(xué)的實(shí)踐，我認(rèn)為生物科技活動(dòng)與STEAM理念的各個(gè)要素密不可分。學(xué)生的每一份優(yōu)秀生物科技作品都將生物學(xué)與其他科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)的融合?！吧锟萍紙F(tuán)”的學(xué)生經(jīng)過(guò)STEAM理念的生物科技活動(dòng)四個(gè)階段的鍛煉，養(yǎng)成善于發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題和樂(lè)于嘗試新方法的習(xí)慣，慢慢成長(zhǎng)為學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)異、知識(shí)面廣、不恥下問(wèn)、樂(lè)于創(chuàng)新、勇于挑戰(zhàn)、敢于展示、綜合素質(zhì)高、社交技能強(qiáng)的“科技小創(chuàng)客”。在這研究的3年中，我所指導(dǎo)的學(xué)生在科技比賽中獲獎(jiǎng)層次和人數(shù)比過(guò)去有了明顯的飛躍，共計(jì)獲聯(lián)合國(guó)獎(jiǎng)項(xiàng)1個(gè)，省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)29個(gè)，成為我?？萍冀逃牧咙c(diǎn)，可見(jiàn)STEAM理念在初中生物科技活動(dòng)的應(yīng)用是有效可行的，值得進(jìn)一步細(xì)化和推廣。

參考文獻(xiàn)：

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