STEM視角下實踐型生物課堂的構建

練芳芳

1STEM與實踐型生物課堂相結合

STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）英文首字母的縮寫。作為一種教育集成戰略，STEM把原本分散的學科有機融合形成一個新的整體。“做中學”是杜威教育理念中非常重要的一個思想，強調真正的教育從經驗中產生，主張從做中學，從活動中學，從經驗中學，實踐是獲得認知的必須途徑。將STEM融入實踐型生物課堂，基于現實世界的真實問題，進行跨學科探究活動，有助于培養培養學生的創新能力、團隊協作能力、跨學科解決問題能力，有助于促進學生生物學學科核心素養的養成。另外，教師還可以發掘新的有效的課堂教學模式。

2STEM視角下實踐型生物課堂的設計

將STEM實施到具體的教學活動中，形成了一些教學模式，目前有基于課堂的STEM教學模式、基于工作坊的STEM教學模式以及基于活動的STEM教學模式等。基于工作坊的STEM教學模式，需要專門的創客空間來支持學習，而且教育實施對象是有限的少數學生。對于地處并不發達的縣級市中學，并不具備開展基于工作坊的STEM教育教學活動的支撐條件。一節課通常為45min，教師很難完成STEM教育教學活動，因此需要延伸到課外。下面將以課堂結合活動的教學模式以農村綜合發展型生態工程為例，因地制宜地構建STEM實踐型生物課堂。教師通過任務驅動，以問題探究為中心的教學方法為基礎，構建STEM實踐型生物課堂。其實施步驟如圖1所示。

利用當地資源，教師為學生創設真實的情境，激發學生探究的欲望，引導學生利用STEM相關學科的知識將問題分解細化。學生就分解后的問題，提出方案，經過討論以及教師的引導確定可行性方案;并通過實踐檢驗方案的可行性并進行修正;最后，表達交流，利用事先制定的評價工具對小組活動進行評價。

3“農村綜合發展型生態工程”教學案例

3.1創設情境。明確問題

教師結合當地實際情況，創設真實情境，引導學生從情境中提取問題，激發學習興趣。以福建省建甌市養殖業為例，養殖業已成為建甌市農村經濟的增長點及農民增收的有效途徑。但是，隨著畜禽養殖規模的不斷擴大、數量的急劇增加，畜禽養殖污染問題也越來越突出。如何解決畜禽污染，實現物質多級循環利用，在資源有限的條件下有較多的產出，取得經濟效益、社會效益和生態效益的全面提高呢？

3.2問題分解

問題生成后，學生對問題進行分析，教師結合本土實際情況，引導學生將其分解成多個子問題：①當地所處地理位置及氣候條件;②當地農業生產情況;③當地村民的受教育程度;④當地土建工程狀況等。

在這個過程中，學生需要結合STEM相關學科的知識，解決畜禽養殖污染問題牽涉到生態學、微生物學、經濟學、工程學等學科知識。這個環節是關鍵環節，將決定后續環節能否正常運行，因此教師要進行正確的引導。

3.3制定解決方案

針對以上分解生成的子問題，從保護環境和優化生態環境的大局出發，學生以小組為單位，制定解決問題的可行性具體方案。教師組織學生小組開展頭腦風暴，促進思維火花的碰撞，激發學生跨學科解決問題的能力和創新能力。根據已有的知識經驗，學生提出了生物發電、沼氣池、加工有機肥等方案。最終，學生在分析建甌市的地理位置、氣候特點以及現有沼氣工程現狀的基礎上，確定了以沼氣工程為中心的生態工程方案，并以小組為單位繪制方案模式圖。

3.4解決方案的檢驗和修正

帶著自己制定的方案，學生調查走訪了位于建甌市徐墩鎮長汀村的沼氣池，了解了沼氣系統運行狀況，包括原料來源、產期情況、用途、日常管理、成本、運行周期以及沼氣液和底渣的利用情況等并做好筆記。調查結束后，整理記錄，結合從網絡、報紙等途徑收集到的資料繪制長汀村綜合發展生態工程模式圖

3.5解決方案評價-

解決方案的評價即對解決方案的制定效果和可行性進行反饋。本環節小組各自展示自己的成果，采用多維度、全過程、“自評X評一教師評價”一體的評價方式。在活動前，教師可先制定評價表（表1），讓學生明確評價標準。這個環節既可以讓學生了解自己解決方案的優點和缺點，幫助后期解決方案的完善，同時也培養學生樂于闡述自己的觀點，并傾聽別人意見的情感態度。

3.6教學反思

將STEM與實踐型課堂相結合，符合杜威“做中學”的教育思想。本節課的實施體現了學生是學習的主體，教師是學生學習過程的輔導者。本實踐活動以現實生活中的“沼氣工程”為例，將課堂本土化，讓課堂更符合學情，并通過真實的問題情境讓學生更有信心去面對復雜的現實世界。教師將室內、室外實踐相結合，讓學生從已有的知識經驗出發，在實踐中學，彌補完善課堂教學的不足，讓學生走向自然、走進社會開展實踐探究，促進學生生物學學科核心素養的養成。

在實踐時，教師注意學生是課堂的主體，切忌“袖手旁觀”，在充分體現學生主體的同時，進行適當的指導。學生活動較多，需要用到的其他學科知識較多，教學情境不確定。這就要求教師在進行教學設計時應多考慮學生的情況，提早備好相關學科的知識原理，設想可能發生的情境。

4結語

STEM教育為教育改革打開了一扇門，實施STEM教育是一項功在當代利在千秋的事業。STEM教育源于真實世界的現實問題，通過學科問知識的整合，培養學生解決實際問題的能力。將STEM理念融于實踐型生物課堂，將已有知識經驗交互運用，注重做中學，在不斷的錯誤修正中，發現、分析和解決問題，實現深度學習和綜合能力提升，提高學生的生物學核心素養。利用本土的教育資源構建STEM實踐型課程，不僅能夠提升課程的品質和實施的質量，還能夠讓學生參與身邊的社會事務，為家鄉的發展建言獻策，培養解決生產生活問題的擔當和能力，增強社會責任感。