核心素養(yǎng)理念下高中生物 STEM 項(xiàng)目活動(dòng)設(shè)計(jì)

張樹(shù)民

摘要：STEM項(xiàng)目活動(dòng)是對(duì)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的有機(jī)整合，用于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的意識(shí)及解決問(wèn)題的能力，有利于提升學(xué)生的創(chuàng)新能力、科學(xué)探究能力，全面發(fā)展學(xué)生的生物核心素養(yǎng)。為此，本文簡(jiǎn)要探析了基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中生物STEM項(xiàng)目活動(dòng)的設(shè)計(jì)，以供同仁參考。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)? ?高中生物? ?STEM項(xiàng)目

科學(xué)思維、社會(huì)責(zé)任、生命觀念和科學(xué)探究是生物素養(yǎng)的四個(gè)方面，高中生物STEM項(xiàng)目是以解決生物學(xué)問(wèn)題為載體，基于高中生物的基本知識(shí)與技能，以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。下面，筆者簡(jiǎn)單論述了高中生物STEM項(xiàng)目活動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程。

一、啟迪思維，形成主題

研究什么及怎么研究，是高中生物STEM項(xiàng)目活動(dòng)開(kāi)展的關(guān)鍵，教師要著重考量如何引導(dǎo)學(xué)生基于生物學(xué)的認(rèn)識(shí)來(lái)討論個(gè)人、社會(huì)事務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。第一，發(fā)散思維，找關(guān)鍵詞。師生圍繞社會(huì)性的某一個(gè)概念進(jìn)行探討時(shí)，需要先找到關(guān)鍵詞，再引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)與問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)。如在討論環(huán)境污染的社會(huì)問(wèn)題時(shí)，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生態(tài)平衡等生物學(xué)知識(shí)，形成項(xiàng)目主題素材的關(guān)鍵詞。第二，集中思維，形成中心。這個(gè)階段主要是篩選主題素材，明確項(xiàng)目研究的主題，為項(xiàng)目互動(dòng)的開(kāi)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、聚焦核心，確立課題

首先，項(xiàng)目查新與背景分析。教師可以要求學(xué)生談一談自己對(duì)項(xiàng)目主題的看法，提出自己的觀點(diǎn)與問(wèn)題，再組織學(xué)生查閱相關(guān)的資料，分析問(wèn)題的背景，了解問(wèn)題的研究進(jìn)程。其次，教師要基于背景分析與項(xiàng)目查新的結(jié)果，選擇合適的研究對(duì)象，這樣有利于進(jìn)一步進(jìn)行項(xiàng)目研究。最后，教師要設(shè)定自變量與因變量。對(duì)自變量的正確控制，可以保證探究方向的正確性，而了解項(xiàng)目探究需要測(cè)量的效果，形成項(xiàng)目研究課題，則需要設(shè)定因變量。

三、細(xì)化方案，制定計(jì)劃

確定項(xiàng)目的研究對(duì)象和設(shè)定變量后，教師需要細(xì)化研究方案，理清與細(xì)化研究的思路，再結(jié)合實(shí)際情況制定研究計(jì)劃，確定研究的目標(biāo)。第一，掌握科學(xué)理論。規(guī)范的科學(xué)理論是項(xiàng)目研究的重要基礎(chǔ)，教師需要在學(xué)生制定、細(xì)化方案的過(guò)程中，指導(dǎo)學(xué)生了解與掌握相關(guān)的理論知識(shí)，并將其體現(xiàn)于項(xiàng)目計(jì)劃中;第二，確定實(shí)驗(yàn)條件。教師可以根據(jù)科學(xué)理論來(lái)選擇STEM項(xiàng)目活動(dòng)的資源準(zhǔn)備、活動(dòng)技術(shù)，并以此為基礎(chǔ)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，促進(jìn)項(xiàng)目研究的順利實(shí)施。

四、完善設(shè)計(jì)，撰寫(xiě)方案

初步完成研究計(jì)劃之后，師生可以一起探討研究計(jì)劃，通過(guò)相互提問(wèn)、互相質(zhì)疑的形式來(lái)修訂、補(bǔ)充、完善研究設(shè)計(jì)，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)。首先，學(xué)生需要確定實(shí)驗(yàn)假設(shè)。良好的項(xiàng)目設(shè)計(jì)涉及理論的學(xué)習(xí)、前期概念的掌握及構(gòu)建初步模型，教師可以幫助學(xué)生提出合理的假設(shè)，為項(xiàng)目研究提供正確方向。其次，學(xué)生需要學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)技能。為了保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，學(xué)生需要提前學(xué)習(xí)與掌握相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技能與技術(shù)，最大限度地保證研究的科學(xué)性。最后，學(xué)生需要預(yù)實(shí)驗(yàn)和撰寫(xiě)研究方案。學(xué)生可以通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)的方式檢驗(yàn)STEM項(xiàng)目活動(dòng)開(kāi)展存在的問(wèn)題，并結(jié)合預(yù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行反思與小結(jié)，然后在此基礎(chǔ)上撰寫(xiě)研究方案。學(xué)生在撰寫(xiě)研究方案的過(guò)程中，要一一甄別實(shí)驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)假設(shè)，至此，才能形成最佳的項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案。

五、結(jié)語(yǔ)

總之，基于高中生物基本知識(shí)與技能設(shè)計(jì)的STEM項(xiàng)目活動(dòng)，有助于整合數(shù)學(xué)、技術(shù)、科學(xué)和工程等知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，并使學(xué)生的創(chuàng)新能力、思維能力和實(shí)踐能力得到鍛煉，進(jìn)而有效提升學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]石進(jìn)德.基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中生物STEM項(xiàng)目活動(dòng)開(kāi)展[J].中學(xué)生物學(xué)，2017（33）.

※本文系江西省基礎(chǔ)教育研究課題2019年度課題：《基于STEM的高中生物核心素養(yǎng)培養(yǎng)的研究》的研究成果，課題編號(hào)：NCSW2019-059。

（作者單位：江西省南昌市第三中學(xué)）