基于STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)的活動(dòng)設(shè)計(jì)

陳能訓(xùn) 羅福海

一、活動(dòng)背景

新冠肺炎疫情此起彼伏，在抗擊疫情的特殊時(shí)期，我們將新冠肺炎疫情整合為課程資源，組織開(kāi)展了以“新冠病毒認(rèn)識(shí)及新冠肺炎防護(hù)”為例的STEM項(xiàng)目式課程。其一是為了讓學(xué)生科學(xué)地認(rèn)識(shí)新冠肺炎疫情，增強(qiáng)安全防護(hù)的意識(shí)與能力;其二是幫助學(xué)生理解重大公共事件對(duì)個(gè)人及社會(huì)的影響，學(xué)會(huì)敬畏自然、敬畏生命，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

二、活動(dòng)主體

我校STEM實(shí)踐小組核心成員，對(duì)此項(xiàng)目感興趣的其他師生。

三、活動(dòng)時(shí)間

2021年6月至2021年8月。

四、活動(dòng)資源

1.校外教育資源：縣人民醫(yī)院、縣中醫(yī)院、社區(qū)衛(wèi)生院等醫(yī)院的醫(yī)生。

2.學(xué)生研究資源：與疫情相關(guān)的論文、權(quán)威報(bào)告。

3.校內(nèi)教育資源：學(xué)科教師、生物實(shí)驗(yàn)室、宣傳展板、黑板報(bào)、宣傳櫥窗等。

五、活動(dòng)流程

本次STEM項(xiàng)目學(xué)習(xí)的流程由“選定項(xiàng)目”→“制訂計(jì)劃”→“活動(dòng)探究”→“作品制作”→“評(píng)價(jià)總結(jié)”五個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。操作流程如圖1所示。

六、活動(dòng)內(nèi)容及成果

STEM項(xiàng)目是由一系列真實(shí)而富有探究意義的學(xué)生活動(dòng)構(gòu)成，若脫離了學(xué)生活動(dòng)，該項(xiàng)目就無(wú)法實(shí)施。因此，在開(kāi)展“新冠病毒認(rèn)識(shí)及新冠肺炎防護(hù)”STEM項(xiàng)目時(shí)，我們以可操作的項(xiàng)目任務(wù)為主線，設(shè)計(jì)具有一定挑戰(zhàn)性、真實(shí)性、建構(gòu)性的項(xiàng)目活動(dòng)，讓學(xué)生體驗(yàn)真實(shí)的生活，收獲成長(zhǎng)。

（一）探究任務(wù)

1.了解新型冠狀病毒

（1）學(xué)生了解新型冠狀病毒的形態(tài)組成、特性、生存方式、大小等。

（2）學(xué)生在醫(yī)院及社區(qū)衛(wèi)生院學(xué)習(xí)預(yù)防新型冠狀病毒的知識(shí)。

2.探究新型冠狀病毒繁殖過(guò)程

（1）利用彩泥、黏土、面團(tuán)、牙簽、水果等，制作新型冠狀病毒的結(jié)構(gòu)模型。

（2）模擬演示新型冠狀病毒侵入細(xì)胞的增殖過(guò)程。

3.揭示新型冠狀病毒對(duì)人體的危害

觀察新冠肺炎患者的肺部CT照片，描述新型冠狀病毒對(duì)肺的損傷;了解新型冠狀病毒對(duì)人體呼吸系統(tǒng)的危害，尤其關(guān)注對(duì)肺的損害;了解新冠肺炎的臨床表現(xiàn)。

4.探秘人體“戰(zhàn)疫”的三道防線

以情景劇、科普小短文的形式，描述人體免疫系統(tǒng)抵抗并消滅新冠病毒的生理過(guò)程。

5.科學(xué)預(yù)防新冠肺炎的措施

了解什么是傳染病、傳染病流行的3個(gè)環(huán)節(jié)、新冠肺炎屬于哪種類型的傳染病以及如何預(yù)防新冠肺炎，以繪圖或圖配文等形式，列舉科學(xué)預(yù)防新冠肺炎的措施。

6.疫情帶給人們的思考

從“不信謠、不傳謠”的科學(xué)態(tài)度、致敬最美“逆行者”、與自然界中的其他生物和諧相處、珍愛(ài)和敬畏生命等方面進(jìn)行思考，利用展板進(jìn)行分享交流。

（二）活動(dòng)成果

學(xué)生通過(guò)自主合作的學(xué)習(xí)方式，創(chuàng)作完成了精美且富有創(chuàng)意的新型冠狀病毒模型，模擬演示了新型冠狀病毒侵入細(xì)胞的增殖過(guò)程，制作了科學(xué)預(yù)防新冠肺炎的防護(hù)手冊(cè)繪本，設(shè)計(jì)了集技術(shù)與藝術(shù)于一體的宣傳櫥窗。通過(guò)活動(dòng)，學(xué)生學(xué)會(huì)了從容應(yīng)對(duì)、敏銳洞察、智慧學(xué)習(xí)、深刻反思。

七、活動(dòng)思考

本項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生從關(guān)注到參與再到反思，對(duì)新冠肺炎及與之相關(guān)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)不斷深入，提升學(xué)習(xí)生物興趣的同時(shí)，也體驗(yàn)了生物學(xué)的研究過(guò)程與方法，培養(yǎng)了創(chuàng)新精神與責(zé)任擔(dān)當(dāng)。因此，要讓STEM項(xiàng)目式活動(dòng)真正有效促進(jìn)學(xué)生綜合能力的全面發(fā)展，需要及時(shí)開(kāi)展總結(jié)思考。

（一）挖掘富含STEM理念的教材資源

生物學(xué)作為一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，與人類生活息息相關(guān)，教師可通過(guò)整合教材內(nèi)容，結(jié)合與教學(xué)緊密相關(guān)的研究成果等各種真實(shí)情境，挖掘、提煉項(xiàng)目主題。如高中生物學(xué)教材中“嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型”“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)等“探究+實(shí)踐”模塊的教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生積極參與實(shí)踐活動(dòng)來(lái)掌握知識(shí)、提升實(shí)踐能力，這些模塊都可以作為滲透STEM理念設(shè)計(jì)為項(xiàng)目學(xué)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容。本項(xiàng)目也是源于高中生物學(xué)教學(xué)中的病毒、傳染病、免疫等內(nèi)容，與當(dāng)下熱點(diǎn)問(wèn)題密切相關(guān)，從而將學(xué)習(xí)與生活連接，把熱點(diǎn)變?yōu)樗夭摹?/p>

（二）探索基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的跨學(xué)科項(xiàng)目

STEM理念的項(xiàng)目學(xué)習(xí)以問(wèn)題設(shè)計(jì)為引領(lǐng)，以提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力為目的，最終培育核心素養(yǎng)，因此學(xué)生需要循序漸進(jìn)地完成一系列任務(wù)。例如，本項(xiàng)目課程中將學(xué)習(xí)內(nèi)容分解為6項(xiàng)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生自主應(yīng)用學(xué)習(xí)資源。

通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐，學(xué)生可以學(xué)習(xí)新冠病毒及免疫預(yù)防等相關(guān)知識(shí);通過(guò)設(shè)計(jì)建模方案、制作防護(hù)手冊(cè)，提高技術(shù)素養(yǎng);通過(guò)制作模型、繪制設(shè)計(jì)圖，培育工程素養(yǎng);通過(guò)對(duì)新冠病毒及宿主細(xì)胞結(jié)構(gòu)的大小和比例計(jì)算、位置確定，培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng);通過(guò)繪本、宣傳畫(huà)制作，培養(yǎng)藝術(shù)素養(yǎng)。一系列項(xiàng)目活動(dòng)的開(kāi)展讓更多的學(xué)科教師聚焦培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力、創(chuàng)造創(chuàng)新能力，促進(jìn)了學(xué)生多學(xué)科知識(shí)的整合，提高了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

（三）完善學(xué)生多元發(fā)展的評(píng)價(jià)體系

評(píng)價(jià)是課堂教學(xué)的一部分，更是基于項(xiàng)目的STEM學(xué)習(xí)活動(dòng)中必不可少的組成部分。評(píng)價(jià)主體應(yīng)從單向轉(zhuǎn)為多向，評(píng)價(jià)內(nèi)容從單一轉(zhuǎn)向綜合，重視知識(shí)以外的綜合素質(zhì)的發(fā)展，關(guān)注發(fā)展過(guò)程。在本STEM項(xiàng)目中，對(duì)于每一項(xiàng)任務(wù)成果和最終作品，我們都制訂了相關(guān)的評(píng)價(jià)量規(guī)，助力發(fā)現(xiàn)和發(fā)展學(xué)生多方面的潛能，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)自我。例如，我們?cè)O(shè)計(jì)了學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)評(píng)價(jià)表。

“新冠病毒認(rèn)識(shí)及新冠肺炎防護(hù)”STEM項(xiàng)目以解決熱點(diǎn)問(wèn)題為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，立足學(xué)習(xí)過(guò)程，以生物學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，并融入數(shù)學(xué)、工程原理和技術(shù)手段，促進(jìn)了多學(xué)科融合，實(shí)現(xiàn)了跨學(xué)科式教育，達(dá)到了STEM教育的目標(biāo)，為學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)開(kāi)辟了道路。