STEAM理念在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究

趙靜

【摘 要】STEAM理念著重培養(yǎng)跨學(xué)科學(xué)習(xí)、生活以及解決社會(huì)中復(fù)雜問題的復(fù)合型優(yōu)秀人才。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物學(xué)發(fā)展與生物學(xué)教學(xué)中最為重要的一項(xiàng)教學(xué)工作，其與生物學(xué)科的實(shí)際教學(xué)質(zhì)量具有較大關(guān)聯(lián)，在生物學(xué)教學(xué)過程中發(fā)揮著重要作用。STEAM理念與傳統(tǒng)教學(xué)理念相比，具有一定的先進(jìn)性與科學(xué)性，不僅有利于提升學(xué)生自身科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，也有助于增強(qiáng)學(xué)生在未來科技發(fā)展過程中的實(shí)際競(jìng)爭(zhēng)力。

【關(guān)鍵詞】STEAM理念;高中生物學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);具體應(yīng)用

STEAM理念最早起源于美國(guó)，能夠?qū)⒖茖W(xué)、技術(shù)、藝術(shù)等多項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行全面整合，更注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用以及解決問題的能力。隨著教育制度的不斷變革，STEAM理念在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中被充分應(yīng)用，不僅對(duì)教師教學(xué)提出了更加嚴(yán)格的要求，也是高中生物學(xué)教師培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的必然要求。本文從STEAM理念在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用案例入手，針對(duì)在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中正確應(yīng)用STEAM理念的教學(xué)建議進(jìn)行全面探討。

1.STEAM理念在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用案例

高中生物學(xué)教師在實(shí)際開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作前，要確定實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，并對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行全面分析，還要充分考慮高中生物學(xué)教學(xué)的實(shí)際環(huán)境、進(jìn)度、學(xué)生學(xué)習(xí)需求等因素。以“綠葉中色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例為例，運(yùn)用STEAM理念開展相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)整體教學(xué)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。

例如：本文以5E教學(xué)模式案例進(jìn)行全面分析，“綠葉中色素的提取與分離”是“分子與細(xì)胞”板塊中最重要的一項(xiàng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)際開展本節(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作前，教師已經(jīng)帶領(lǐng)學(xué)生操作過或觀察過“檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)”等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生已經(jīng)具備實(shí)驗(yàn)操作的基礎(chǔ)能力。

（1）具體內(nèi)容：提取和分離綠葉中的色素。

（2）教學(xué)目標(biāo)：通過實(shí)踐操作，學(xué)生能準(zhǔn)確掌握提取和分離綠葉中的色素的具體方法;明確多種不同試劑在實(shí)驗(yàn)過程中的實(shí)際應(yīng)用原理和作用;培養(yǎng)學(xué)生自身解決能力，讓學(xué)生體會(huì)高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的重要性。

（3）教學(xué)模式：5E教學(xué)模式

（4）實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)用的具體材料和試劑：新鮮幼嫩的菠菜葉、干燥的定性濾紙、試管、剪刀以及藥勺等;無水乙醇、層析液、碳酸鈣等。

（5）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容：首先教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的學(xué)習(xí)情境，借助多媒體在屏幕上播放溫室大棚蔬菜種植的視頻，要求學(xué)生認(rèn)真觀察發(fā)現(xiàn)其中規(guī)律。其次，教師引入“綠葉中色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作明確有哪幾種色素，其又與光合作用具有怎樣的關(guān)聯(lián)。最后，教師重點(diǎn)講解綠葉中的四種重要色素，使學(xué)生明確光的吸收中葉綠素a和綠素b主要就是對(duì)藍(lán)紫光和紅光進(jìn)行吸收。

教師通過正確應(yīng)用STEAM理念的方式，讓學(xué)生動(dòng)手操作，學(xué)生針對(duì)“為什么溫室大棚中大燈泡基本上都是向紅光和藍(lán)光”這一問題，就會(huì)有明確的答案。

2.STEAM理念在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及效果

2.1應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

高中生物學(xué)教師在實(shí)際開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過正確應(yīng)用STEAM理念的方式，解決了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各項(xiàng)問題。首先，在STEAM理念的作用下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式在逐步向多樣化方向轉(zhuǎn)變，教師結(jié)合不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容選擇教學(xué)方式，不僅能使實(shí)驗(yàn)教學(xué)打破程序化的束縛，也能夠有效提升高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。其次，能夠使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容更加豐富。無論是哪方面的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)都需要多種不同功能的實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)驗(yàn)過程較復(fù)雜，在應(yīng)用STEAM理念后，各項(xiàng)研究性的實(shí)驗(yàn)都能嚴(yán)格按照教學(xué)時(shí)間和教學(xué)要求開展，并取得較為顯著的教學(xué)效果。最后，有助于全面提升高中生物學(xué)的創(chuàng)新性，充分應(yīng)用STEAM理念，能夠使實(shí)驗(yàn)更貼近學(xué)生生活，使學(xué)生在實(shí)踐操作過程中能夠積極主動(dòng)參與其中，并在操作過程中尋找到相應(yīng)的創(chuàng)新點(diǎn)，對(duì)于培養(yǎng)高中學(xué)生創(chuàng)新精神和動(dòng)手操作能力具有較大幫助。

此外，因?yàn)镾TEAM理念自身具有一定的先進(jìn)性，教師在實(shí)際操作過程中，要注重學(xué)生的主體地位，在積極引導(dǎo)學(xué)生合作學(xué)習(xí)和養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣后，能夠在實(shí)驗(yàn)操作中學(xué)習(xí)技術(shù)方面、工程學(xué)方面等多項(xiàng)學(xué)科的知識(shí)內(nèi)容，其不僅是高中生物學(xué)教師培養(yǎng)綜合素養(yǎng)的重要方式，也能夠?yàn)楦咧袑W(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣奠定基礎(chǔ)。

2.2應(yīng)用效果

高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)際組織學(xué)生開展各個(gè)板塊的生物實(shí)驗(yàn)過程中，對(duì)STEAM理念進(jìn)行充分應(yīng)用，具有較為顯著的教學(xué)效果。在我國(guó)越來越注重教育工作的背景下，教育部門對(duì)于教師教學(xué)提出了更為嚴(yán)格的要求，教師在教學(xué)期間要勇于嘗試新型的教學(xué)方式，如在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要逐步滲透STEAM理念。還要將STEAM理念與合作學(xué)習(xí)、多媒體教學(xué)、情境教學(xué)等多種教學(xué)方式進(jìn)行結(jié)合，以進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量。實(shí)際上。STEAM理念在我國(guó)高中教學(xué)中的應(yīng)用狀況仍處于初級(jí)階段，其雖對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐操作能力的提升具有較大幫助，但也在缺乏相對(duì)應(yīng)的STEAM教學(xué)體系方面存在一些不足。這就要求高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教師要準(zhǔn)確掌握各項(xiàng)知識(shí)背景，積極與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)操作的相關(guān)環(huán)境和器材，在吸引學(xué)生實(shí)踐操作積極性的基礎(chǔ)上，為今后創(chuàng)新生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式奠定基礎(chǔ)。

3.結(jié)束語

綜上所述，在教育制度不斷變革的狀況下，對(duì)高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教師教學(xué)提出了更高的要求，教師要對(duì)各項(xiàng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)開展的條件、目的、流程等因素進(jìn)行全面分析，將STEAM理念與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行全面融合，明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)以及難點(diǎn)問題，為學(xué)生提供更多時(shí)間操作機(jī)會(huì)，并要積極構(gòu)建多元化的STEAM評(píng)價(jià)體系、合理制定實(shí)驗(yàn)操作方案等，為今后全面提升高中生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量提供重要依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

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（課題項(xiàng)目：本文系河北省教育科學(xué)研究“十三五”規(guī)劃2018年度一般資助課題“基于STEAM理念的高中生物教學(xué)中核心素養(yǎng)培養(yǎng)途徑及提升對(duì)策的研究”（課題編號(hào)：1803032）階段性成果）