基于STEAM理念探討生物實驗教學方法

朱靜

【摘? 要】“雙減”政策激發(fā)了教師在生物實驗教學活動中的方法觀念與創(chuàng)新訴求，自覺為生物實驗教學融入新思維與新理念，架構高品質的育人環(huán)境。為了優(yōu)化思維實驗教學，教師深度考量STEAM理念的課程解讀，精準探析STEAM理念與生物實驗教學的契合性，全面簡述STEAM理念下生物實驗教學的價值評估，科學總結STEAM理念下生物實驗教學的有效方法。因此，STEAM理念提升了生物實驗教學的設計性、實踐性與過程化，為初中生提供高價值的課程探究空間。

【關鍵詞】STEAM理念;生物實驗教學方法;價值評估;有效方法;初中生

生物實驗教學能夠為初中生提供課程知識應用、學科規(guī)律驗證、實踐素養(yǎng)提升的好機會，務實提升初中生的觀察能力、推理能力、思辨能力，加速初中生課程核心素養(yǎng)的落實。為了挖掘生物實驗教學的育人價值，教師開始立足STEAM理念去科學設計與優(yōu)質實施生物實驗教學，有效提升生物實驗教學的層次性與品質性。所以，STEAM理念開啟了生物實驗教學的新起點與新導向，幫助初中生獲得高水平、高價值的知識啟迪與實踐機會，加速初中生的課程發(fā)展。

一、STEAM理念的課程解讀

STEAM理念兼容S（科學）、T（技術）、E（工程）、A（藝術）、M（數學）五大課程知識，主張消除五大課程知識之間的學科界限，借助跨學科思維進行拓展思考與創(chuàng)新探究，提升初中生的思維高度、認知品質與活動效果。STEAM理念能夠有效拓展初中生的知識視野、思考廣度、探究深度與認知效度，助力初中生擁有高水平的學科能力與課程素養(yǎng)?？梢?，STEAM理念具有非常高的先進性、創(chuàng)新性與品質性，適合于教師應用于生物實驗教學活動之中。

二、STEAM理念與生物實驗教學的契合性

在生物實驗教學中，初中生需要在教師的指導下進行切片制作活動、顯微鏡的正確使用、切片觀察活動、感官信息剖析以及課程知識驗證等活動。這樣，初中生就會獲得豐富多彩的動手實踐機會、實驗認知空間、信息獲取過程、知識分析活動，實現初中生對生物實驗教學的全員互助、全面參與、全程交互。而初中生恰好處于生命力旺盛、求知欲強烈、進取心激昂的積極狀態(tài)，能夠為STEAM理念融入生物實驗教學提供強大的生命活力支持與主觀能動保障。

另外，教師在生物實驗教學中能夠創(chuàng)設出儀器選擇、設備安裝、氣密檢測、實驗操作、儀器清洗、材料安放等豐富多彩的主體活動，需要初中生將課程知識與實驗現象分析進行有效關聯。另外，生物實驗教學具備非常強的主體式、實踐性、能動化與素養(yǎng)型，需要初中生實現理論知識與實踐探究的區(qū)域躍升與深度拓展?？梢姡飳嶒灲虒W需要初中生應用到多種多樣的課程知識，非常適合STEAM理念應用于生物實驗教學活動中，二者具有非常強的契合性。

三、STEAM理念下生物實驗教學的價值評估

教師立足STEAM理念進行生物實驗教學，有助于初中生獲得高端定位、多維拓展、能動整合、創(chuàng)新發(fā)展的課程環(huán)境，助力初中生集聚高品質的思維靈感與方法指點。STEAM理念能夠提升初中生個性思維、自主拓展的層次性、品質化，有效提升初中生的思維高度、拓展廣度，科學培養(yǎng)初中生的跨學科思維方式、開放性拓展習慣、邏輯性推理素養(yǎng)。因此，STEAM理念能夠幫助初中生積累豐富多彩的奇思妙想，切實推進初中生思維素養(yǎng)、學科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

教師立足STEAM理念進行生物實驗教學，能夠幫助教師更好地理解與踐行STEAM理念，提升生物實驗教學的研究范疇、學科類別、知識廣度，以教師的育人智慧加速落實科學育人觀。STEAM理念能夠改變生物實驗教學的沉浸式、實踐性與交互型，大力凸顯初中生在實驗活動中的主觀能動性，科學推進新課程改革工作的優(yōu)質發(fā)展。所以，STEAM理念能夠突出生物實驗教學的拓展性、創(chuàng)新化，以科學先進的教育思想優(yōu)化生物實驗教學的設計性、能動化與素養(yǎng)型。

四、STEAM理念下生物實驗教學的有效方法

教師不僅要深度考量STEAM理念滲透于生物實驗教學的契合性與價值性，還要借助務實高效的教學方法科學推進STEAM理念與生物實驗教學的優(yōu)質融合。

（一）借助教學支架踐行STEAM理念

教師應自覺成為STEAM理念滲透于生物實驗教學活動的設計者與推進者，以知識簡述、學科跨越、多維處理為教學支架提升初中生思維活動的層次性與高度性。教學支架能夠為初中生進行拓展性思維提供模仿樣例與活動支持，以教師的跨學科思維啟迪初中生的拓展意識、創(chuàng)新動機、開放思想。因此，教師能夠借助教學支架推進STEAM理念滲透于生物實驗教學，打造智慧育人空間。

在蘇科版（2012年部審）七年級上冊第一單元第一章第二節(jié)“了解生物體運輸水分的結構”的實驗教學活動中，要求初中生利用百合花、紅墨水、錐形瓶、小刀等器材進行實驗活動。教師可以為初中生展示潔白的百合花插在盛有紅墨水的錐形瓶內，經過一段時間后百合花的白色花瓣會出現一道道的紅色絲狀痕跡，說明錐形瓶內的紅墨水沿著百合花的枝干傳輸到花瓣中。教師的實驗活動既為初中生展示了實驗結果，也激發(fā)了初中生的獵奇心理與思維動機，于是紛紛模仿教師的實驗過程自主探究實驗現象中隱含的課程知識。所以，初中生能夠在紅墨水溶液的制作活動中感悟到“科學領域”內的“溶解知識”，還能夠在項目探究活動中感悟“工程學知識”，更能夠在帶有紅絲的白色百合花觀察中獲得審美體驗，集聚“藝術知識”，以此凸顯STEAM理念在生物實驗教學中的滲透。

（二）借助集體討論踐行STEAM理念

教師不僅身先士卒地推進STEAM理念滲透于生物實驗教學，還要創(chuàng)設開放自由的集體討論活動，借助表現機會與交互空間提升初中生的興奮程度、思維高度，催發(fā)初中生的STEAM理念。集體討論能夠深度挖掘初中生群體智慧的能動價值，為初中生提供高層次的奇思妙想支持，激發(fā)初中生的表現心理、拓展思維。因此，集體討論能夠借助初中生的優(yōu)良認知狀態(tài)實現學科跨越、思維拓展。

在蘇科版（2012年部審）七年級上冊第一單元第二章第二節(jié)“不澆水與適量澆水的對比實驗”的實驗教學活動中，初中生需要以陽光照耀下的鮮花為觀察對象，集體討論“不澆水”與“適量澆水”對鮮花的直接影響。初中生能夠立足“數學知識”去深度探討“澆水量”對鮮花外在狀態(tài)的直接影響，或鮮艷依舊，或微微打蔫。初中生也會立足“物理知識”去剖析缺水后的鮮花在陽光下處于微蔫狀態(tài)，以葉面微蔫縮小光照面積，降低葉面溫度。而且，初中生能夠對于“不澆水”與“適量澆水”的鮮花產生不同的審美體驗，立足“藝術知識”感受鮮花的不同生長狀態(tài)。所以，初中生能夠在集思廣益中立足多種課程知識去深度剖析鮮花在“不澆水”與“適量澆水”條件下的不同影響，科學踐行STEAM理念。

（三）借助分組交流踐行STEAM理念

教師不僅要借助集體討論激發(fā)初中生跨學科思維，還要實施分組交流活動，為初中生提供零壓力、輕松型、愉悅式、開放性的互助探究單元，提升初中生的參與頻度、交互強度與互助廣度。分組交流能夠弱化教師的直接關注，易于初中生無拘無束地表現自我、展示才能、張揚個性，為STEAM理念架構人文環(huán)境。因此，分組交流能夠為STEAM理念滲透于生物實驗教學提供強大的能動支持。

在蘇科版（2012年部審）七年級上冊第二單元第三章第一節(jié)“自己動手做一個生態(tài)瓶”的實驗教學活動中，初中生需要利用水、水草、小魚等材料制作一個生態(tài)瓶。教材還為初中生提供了交流內容，“在生態(tài)瓶中，如果不放水草，可以嗎？”初中生能夠從“藝術知識”的角度討論出“有水、有草、有魚，和諧相處，富有美感”。初中生還能夠從“科學角度”探究出“水是生態(tài)基礎，魚是氧氣的消耗者，水草是氧氣的推廣者，二者相輔相成”。初中生更能夠立足“工程學”進行項目探究，總結出“魚為水草的生存提供二氧化碳，水草又為魚提供維持生存的氧氣，二者缺一不可”。所以，初中生能夠在分組交流中進行深度不一的多學科知識探究活動，能夠在踐行STEAM理念中集聚豐富多彩的奇思妙想。

（四）借助翻轉活動踐行STEAM理念

集體討論與分組交流能夠提升初中生的參與深度、拓展廣度，易于培養(yǎng)初中生的思維素養(yǎng)，教師還需要借助翻轉活動踐行STEAM理念。翻轉活動能夠在課下探究活動中助力初中生進行深思熟慮，易于實現初中生的思維拓展、學科跨越，并在課堂展示中進入高度興奮狀態(tài)，科學培養(yǎng)初中生的STEAM理念。因此，翻轉活動能夠逐漸固化初中生良好的思維方式與拓展習慣，提升初中生思維素養(yǎng)。

在蘇科版（2012年部審）七年級上冊第三單元第四章第一節(jié)“驗證光合作用”的實驗教學活動中，初中生需要利用天竺葵的葉子進行實驗活動，并將天竺葵的葉子分為“光照部分”與“遮光部分”，以此進行對比實驗，并利用“碘酒”檢驗“淀粉”的存在。初中生能夠在獨立思考中立足“工程學知識”進行項目化探究活動，利用一片葉子進行相同條件下的不同實驗活動。初中生還能夠自主借助“科學知識”去剖析葉子借助“光合作用”將無機物轉變?yōu)橛袡C物與氧氣，這屬于“化學變化”。初中生更會立足“技術知識”去對比同一片葉子在不同條件下的不同實驗結果，探尋實驗條件對實驗結果的影響。所以，初中生能夠在獨立思考與靈感交互中慢慢掌握STEAM理念，提升初中生的思維素養(yǎng)。

綜上所述，STEAM理念與生物實驗教學具備突出的兼容性，教師能夠立足STEAM理念指引生物實驗教學活動走向跨學科、多維度、拓展性與素養(yǎng)型，科學培養(yǎng)初中生的推理習慣、思維素養(yǎng)、課程能力。因此，教師以STEAM理念務實優(yōu)化生物實驗教學，并借助教學支架、集體討論、分組交流、翻轉活動去深度踐行STEAM理念，架構高層次、高品質的學科育人環(huán)境?？梢?，初中生能夠在STEAM理念的指導下充分展示個性思維、創(chuàng)新拓展，推進課程核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

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