基于STEM的高中生物實驗教學設計

畢慧穎

摘 要：實驗作為生物學中不可或缺的部分，在生物學教學中占有相當重要的位置。STEM教育理念是一種相對新穎的教育理念，旨在培養具備綜合素質的高質量人才。本文以STEM教育理念作為理論基礎進行高中生物實驗教學設計，供教師開展課堂實踐教學，從而提高學生的生物學素養并有效解決目前實驗教學中存在的問題。

關鍵詞：STEM;高中生物;實驗教學;教學設計

一、背景

目前高中基本都配有專門的實驗室，生物實驗課開課率相比以前確實高了很多，但是由于課時安排緊張，實驗設備有限等原因，在教學中仍存在一些問題。首先，大多數教師只選取簡單、省時間的觀察實驗和驗證性實驗來做，探究性實驗很少。教學形式基本都是課前預習，課上教師示范實驗操作，學生模仿教師操作步驟觀察結果，十分單一。此外，實驗教學基本都是根據課本實驗按部就班，并不會嘗試換材料、簡化方法和根據本土情況進行調整等一些實驗創新操作，也沒有新增的課外實驗。以上問題都對于學生的生物科學素養的提高很不利。

二、理論基礎

STEM教學模式下在接受教學任務后首先對教學進行分析，包括三個方面：STEM素養、整合模式、學生特點。進而以項目或問題展開學習活動，讓學習者進行以下步驟：定義問題、頭腦風暴、創建項目、師生交互、生成模型、小組合作、實踐并收集結果。此外小組內部、小組之間學生交流心得，共享創新思維，使得項目完美呈現。教師在此過程中不宜直接講授讓學生掌握知識，但需要對學生自主性的學習加以監督、引導。不同的階段輔以練習強化鞏固并科學評測學生學習的效果。

三、教學分析

本文以高中生物選修一“生物技術與實踐”模塊中的“葡萄酒的制作”、“制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量”兩個周期較長且貼近生活的實驗為教學內容，這兩個實驗涉及到很多工程與技術，數學以及其他學科的知識，很適合用來做STEM教育的研究。

學生之前已經學習過“分子與細胞”模塊，學習了細胞的物質交換、細胞的能量供應等內容，與“生物技術與實踐”模塊的這些實踐性操作內容有很大的聯系，在這個時候選擇開設該部分內容對于學生的知識理解記憶是很有幫助的。第二個項目主要在學生家中完成，能夠增強學生、教師與家長之間的聯系。

四、教學過程

具體探究實驗活動計劃見表1

五、小結

該實驗教學設計的情境貼近生活，知識覆蓋面廣泛，學生不但學習了生物學知識，還了解掌握了工程學、技術學以及許多其他學科的基本知識，打破了學科與學科之間的隔閡，更培養了學生的綜合素質，可以運用所學知識解決現實問題，為他們的終身發展奠定了良好的基礎。同時極大地豐富了教學內容，使實驗教學方法更加多樣化，真正發揮實驗教學在生物學教學中的作用。

參考文獻：

[1]張鑫.基于項目學習的高中生物教學初探——以“傳統發酵技術的應用”為例[J].自然長廊，2018（5）：46-47.

[2]劉曉菊.“酵母菌的應用”校本課程的開發實例[J].中學生物學，2019，35（4）：61-63.

[3]楊夢姝.基于STEM教育理念的高中生物學實驗教學策略[D].蘭州：西北師范大學，2018：13-15.

[4]闞雯雯.基于STEM的高中生物拓展課程的設計和實踐研究[D].徐州：江蘇師范大學，2018：11-14.