STEM教育在發展高中生物學核心素養中的應用

莊學銘

摘 要：文章應用stem教育理念，對高中生物學科核心素養的培養進行了詳細的分析和論述，希望能夠借此更好的開展高中數學這門課程，提升教育教學質量，促進教學的長遠發展。

關鍵詞：stem教育;高中生物;核心素養;應用

Stem教育理念最初是由美國政府提出的，其指的是科學、技術、工程和數學以跨學科的形式在教學中整體呈現，stem教育重視方式開放與動態的課程，要求學生錄用自己已有的知識解決現實中存在的問題，同時拓展和完善知識體系，其具有生命性。在具體的教學中該理念應用時強調跨學科的應用，關注實驗探究與實踐，具有較強的科學性，其與高中這門課程的教學內容相吻合。下面，筆者將對其進行詳細的分析和論述。

一、踐行生命觀，體現生命性

在知識學習過程中，不同學生的思維品質、個性特征、知識儲備、經驗積累等具有較大的差異性。而stem教育強調學生的個性發展是開放和動態的，學生的學習場所不能僅僅只是局限于教室和學校等場所，這種開放式的學習有助于學生理解或解釋生活過程和生活現象，其對于學生綜合探究能力的培養有著極為重要的促進作用.，符合高中生物這門課程的教學內核。

比如說在學習了《能量之源——光合作用》這一節之后，教師可以借助stem教育理念，指導學生們開展探究植物光合作用原理的探究性學習活動。學生通過理論學習、實踐操作，對校園內外的植物種類進行分析，探究如果不進行光合作用，植物會出現哪些變化，光合作用期間，植物又出現了哪些變化，為什么光合作用被稱為能量之源。在學習的過程中，引導學生運用自己所學的知識主動探索解決有關生命活動具體問題的研究方法。

相較于傳統的教育教學模式來說“探究植物光合作用”的探究性學習內容是開發的、活動過程中是動態的、其是對學生課堂知識學習的進一步延伸，在這個動態的活動過程中，學生嘗試用生命觀念去認識生命世界、解釋各種生命現象，通過這種方式有效的提高了學生的認識能力及解決實際生活問題的能力，體現了stem教育活動所特有的生命性，與生物學科的教育教學理念一致[1]。

二、提高理性思維，體現生物課程的融合性

Stem教育強調科學、技術、教學、工程等學科之間整合，在解決日常生活中所遇到的實際問題時其也注重于促進學生理性思維的培養。在生物這門課程中與實踐探究相關的課程可謂是數不勝數。比如說，在學生學習了高中微生物知識以后，教師可以安排學生基于DNA水平的非培養方法開展“小區內生物群落組成及多樣性研究”活動，通過查閱資料——實驗準備——樣本采集——實驗處理——細菌多樣性分析——水質監測分析——結果分析處理等多種方式，借助文獻法、采樣分析法、實驗監測法等多種方式，探析小區內微生物群體的共性和特性。最終通過研究和分析發現小區內水域中的未知細菌等微生物，為新型微生物資源的開發提供了有效依據，通過研究和分析也發現水體的水質安全性比較差，其不能直接與人類皮膚直接接觸，在未來的工作中還應加強對小區水體的管理，尤其是針對小區周邊的廢水生活垃圾等應當嚴加控制，避免污水的隨意排放，做好水體保護工作。通過本探究活動，學生不僅提升了其生物學科素養，同時其所學習的高中生物、數學、物理等理論知識得到了更加有機的融合與應用，學生解決問題的思維能力也在不斷的提升[2]。

三、開展可想而知探究，體現生物學科的科學性

Stem教育理念所關注的不僅是理論知識的學習，同時其對于學生動手實驗部分的內容也高度關注，而在實踐中探究、學習科學知識、認識科學的本質與真諦，這也與高中生物這門課程所倡導的科學探究理念不謀而合。為此，筆者在教學中嘗試應用學生所學知識開展了“比較H2O2在不同條件下的分解情況”在學生觀看了相關的教學視頻之后，讓其對相關教學內容進行探究，并提出了以下問題：一是滴加氯化鐵和肝臟研磨液分步進行和同進行，可能會對實驗結果產生那些影響;二是將帶火星的先后插入到;兩支試管中，為何預設的助燃效果沒有出現。通過對這些問題的探究和思考，引導學生們設計更加可想而知合理的實驗探究，結合學生的學習興趣，培養學生從實驗中發現問題和解決問題的能力，進而促進學生科學探究能力的有效提升。當然在實驗探究中還需要注意的是要盡可能選擇一些簡單且與學生的生活息息相關的探究活動，這樣更有助于學生能力的培養和提升[3]。

總之，在stem教育理念指導下，高中生物教學得以建立全新的教育模式，學生發現問題的意識增強、解決問題的能力不斷提升，同時其團隊合作能力、科學探究能力與創新能力也在不斷的增強，這對于學生學科核心素養的提升有著極為重要的促進作用。

參考文獻

[1]趙俊霞，孫盼盼. 關于高中生物復習中模型建構的應用[J]. 中國校外教育. 2014（20）：96.

[2]辛濤，姜宇，劉霞.? 我國義務教育階段學生核心素養模型的構建[J].北京師范大學學報（社會科學版）. 2013（01）：5-11.

[3]趙坤蘭，董玲玲，李娟，崔鴻.? 高中生物概念轉變教學的嘗試與思考——以“染色體變異”為例[J].中學生物學. 2011（11）：36-38.