高中生物教學中的STEAM教育理念融合

俞泓伶

(江蘇省啟東中學 226200)

與傳統教育體系相比，新課改更加注重對學習者的綜合能力培養，關注學生在學習中的主動參與、信息搜集、本質挖掘、問題解決、合作交流，生成自主性、獨立性、實踐性的學習習慣.而在高中生物教學中實施STEAM教育理念，可以讓學生通過生物現象觀察、問題提出、實驗假設、驗證假設、總結歸納中發現規律，提高學生的知識獲取能力，生成終身學習意識，樹立積極的科學態度，強化創新實踐能力等，彌補以往高中生物教學中的缺陷，推進新課程改革、心教育理念以及人才培養目標的實現.那么，STEAM教育理念究竟是什么，如何找到STEAM教育理念與高中生物教學的有效融合之路呢？

一、STEAM教育理念概述

教育的目的并不是簡單的認識堆集，而是文化價值的汲取，以知識喚醒人的智慧，引領人的全面發展.在科學技術不斷發展進步的背景下，人們迫切需要一種教學方法引領學生的全面發展，而STEAM教育理念的出現恰好滿足了當前的教育發展趨勢.STEAM教育理念包含了科學教育(S)、技術教育(T)、工程學教育(E)、藝術教育(A)、數學教育(M)，凸顯出了跨學科交互教育的觀點，希望可以通多學科融合的方式引領學生認知世界、發現規律.

STEAM教育理念與傳統教育理念最大的區別在于走出了以書本知識為主要資源、單方面關注某一學科知識的缺陷，具有跨學科、情境性、實踐性、合作性、藝術性的特點，將其應用在生物教學中，可以讓高中生在生物情境的合作實踐探究中獲得審美的體驗，在創新與創造中獲得綜合能力的發展.

二、高中生物教學中的STEAM教育理念融合案例

以“DNA是主要遺傳物質”為例，對高中生物教學中的STEAM教育理念融合進行以下分析.

1.創設情境導入新課

回顧已經學習的知識，孟德爾在豌豆實驗中利用假說演繹法發現生物形狀由遺傳因子控制，約翰遜將“遺傳因子”更名為“基因”，摩爾根在果蠅實驗中利用假說演繹法發現基因位于染色體上，通過知識回歸的方式利用前概念導入未知.教師設疑“基因是什么？”(在“遺傳因子”、“基因”、“基因位于染色體中滲透S要素，由疑問的提出引發學生區分基因與DNA，學會從科學的角度解決生物問題.)

因為“DNA是主要遺傳物質”這部分內容比較抽象，學生很難憑借想象理解染色體、蛋白質、DNA三者之間的關系，此時教師可以利用多媒體展示的方式，讓學生在圖片觀察中思考基因的本質，激發學生對生物科學探究的興趣.(在多媒體展示中利用現代信息技術融合了T要素，在圖片展示中融合了A要素，讓學生在直觀的圖片觀察中踏上遺傳物質的科學實驗探究之旅.)

2.以科學實驗探究歷程為主線

首先，引領學生們了解到科學家早期對遺傳物質的推測歷程，鼓勵學生大膽猜測，認同科學發展是一個不斷推測、驗證的過程.上世紀二十年代，人們對于蛋白質的研究已經有了一定成果，通過必修一中的蛋白質知識學習，相信學生已經掌握了蛋白質的基本組成、結構以及多樣化的原因，展示PPT(PPT的展示融合了A元素與T元素).接下來，教師繼續闡述上世紀三十年代人們開始認識到DNA的存在，并且加大了對DNA的研究力度，引領學生回憶DNA的基本組成單位，但是因為對DNA分子結構了解不夠全面，而認為蛋白質是遺傳物質，教師提出問題“如果你是當時的科學家，你會做出怎樣的推測呢？你會如何證明你的推測是否正確？(讓學生在大膽猜測、推理驗證與嘗試生物設計逐步落實S元素，生成科學探究的意識.)

講述“肺炎雙球菌的轉化實驗”，解釋“轉化”一詞，利用多媒體課件展示實驗過程，了解到兩組小白鼠體內分別被注射了“R”型菌、“S”型菌，結果分別為“不死亡”、“死亡”.細菌學家格里菲斯在1928年嘗試做了轉化實驗，將加熱后“S”型菌注射到小白鼠內，結果小白鼠“不死亡”， 于是科學家將“S”型菌加熱后，將已死的“S”型菌與“R”型菌混合注射到小白鼠體內之后，小白鼠卻“死亡”了，引導學生猜測“轉化因子”究竟是什么物質？進一步猜測遺傳物質到底是什么？(在這個過程中結合了A與T要素，并從M要素逐漸落實了S要素，讓學生認識到大膽猜測需要以實驗證據作為依據，才能使人信服，體會到科學探究的樂趣，培養學生的理性思維，體驗到科學實驗方法的多樣性.)

通過上述的實驗，學生對于“蛋白質是遺傳物質”的結論產生了懷疑，此時教師繼續展示“噬菌體侵染細菌”的實驗，播放微視頻，(借助要素A與T，基于M，落實S)，學生通過微視頻了解到噬菌體侵染細菌的實驗過程，發現“DNA是遺傳物質”.此時學生提出疑惑“所有生物的遺傳物質都是DNA嗎？”此時教師可以組織“煙草花葉病毒感染”的實驗，讓學生發現RNA也是遺傳物質，以此培養學生的科學嚴謹性.

通過上述幾個實驗的了解，學生了解到DNA、RNA均為遺傳物質，那么哪一種是主要遺傳物質呢？鼓勵學生以小組為單位，利用已經學習過的知識，從生物類型以及所含核酸的角度進行分析，可以發現真核生物、原核生物、大多數(DNA)病毒的遺傳物質都是DNA，因此，總結出“DNA是主要遺傳物質”的結論.(在實驗結論總結中利用A、M、T,落實S，加深了學生對于DNA是主要遺傳物質的認識，提高了學生的信息獲取能力、實驗現象的歸納總結能力.)

綜上所述可知，STEAM教育理念在高中生物教學中的融合方法，以STEAM教育理念的融合，促進了高中生物教學質量的提升，具有推廣與應用的價值.