基于項目式學習的生物教學課堂
——激發創新思維，提高動手能力，落實STEM教育

韓偉琴

(浙江省桐鄉市鳳鳴高級中學 314500)

以學生為中心的項目式學習，是促進學生深度學習、實現核心素養發展的重要途徑，不僅要求學生能夠應用所學的學科知識，還要懂得如何在現實生活中將這些知識學以致用.

STEM是科學(Science)，技術(Technology)，工程(Engineering)，數學(Mathematics)四門學科英文首字母的縮寫.其中科學在于認識世界、解釋自然界的客觀規律；技術和工程則是改造世界、實現對自然界的控制和利用、解決社會發展過程中遇到的難題；數學作為技術與工程學科的基礎工具.

筆者把項目式學習引入生物課堂，對符合生物課堂的STEM教育模式進行實踐，試圖找到一條適合基礎學校開展的STEM教育之路.

一、結合STEM教育的項目式學習概況

由教育部統籌進行頂層設計，浙江省從2014年秋季入學的高中學生開始實施深化高校考試招生制度綜合改革.但是傳統的生物教學課堂還是以教師講解為主，并沒有真正的調動學生的積極性、主動性，并沒有培養學生的實踐動手能力.

結合STEM教育的項目式學習以完成真實任務為目標，以此促成學生的學習狀態、學習內容、學習方式以及學習結果等方面的變革.在學習狀態上，結合STEM教育的項目式學習要求學生從傳統的被動的接受者轉向新型的積極的探索者，實現從被動參與到主動參與，真正激發學生的內源性學習動機.在學習內容上，結合STEM教育的項目式學習的價值在于圍繞一個富有挑戰性的主題，整合學科內甚至是跨學科的學習內容，促進學生綜合理解，實現學生的綜合發展.在學習方式上，結合STEM教育的項目式學習要求改變以往以知識傳授為主線的教學方式，用更真實、更綜合的項目引導學生展開學習，讓學生在問題解決中實現學用合一.在學習結果上，結合STEM教育的項目式學習強調學生的實創新，讓學生在探究與創作中形成一定的作品，例如建立模型、設計方案、創編話劇等等.

二、結合STEM教育的項目式學習生物課堂

2018年教育部頒布普通高中各學科課程標準(2017年版)，STEAM、STEM及STEM+教育出現在多個相關學科課程標準中.《高中生物課程標準》要求“注意學科間的聯系”、“生物學和數學、技術、工程學、信息科學是相互作用，共同發展”.

1.提出問題，規劃方案，從設想到設計

STEM教育的重點不是放在某個特定學科，而是要強調利用科學、技術、工程或數學等學科相互關聯的綜合知識來解決相關問題，需要跨學科的STEM教育素養.項目式學習將重心放在實際問題的解決上，在解決實際問題的過程中打破常規學科的界限，側重多門學科知識的綜合應用，這其實與STEM教育的理念不謀而合.

浙科版生物必修一“孟德爾的分離定律”一節，學生剛接觸遺傳，對基因的概念還不是很熟悉，怎么帶著學生學習“在形成配子的時候，等位基因彼此分開，使得一半的配子含有基因A，另一半的配子含有基因a？”這時教師可以安排以小組為單位，給出任務單：如何設計活動探究F1產生配子的情況.每組給兩種大小相同，顏色不同的彈珠各50顆，信封各兩個.學生自己提出問題，設計活動方案.待活動結束，讓每組學生派代表闡述設計的理念.這樣的活動明顯提高了學生學習的積極性，而且很順理成章的領會了分離定律的實質：在配子的形成過程中，A和a分開，分別進入不同的配子，導致一半的配子含有基因A，另一半的配子含有基因a.

2.評價、反思，從實踐到展示

結合STEM教育的項目式學習活動強調小組合作，在團隊協作中充分發揮每一位課題組成員的特長，課程重視多樣化學習評價.評價內容包括知識、方法、過程、技能、情感態度、價值觀、學生個人體驗和研究成果等幾個方面，大致分為五個評價等級.

設計的評價表(圖1)是一個相對較完善的評價體制.教師和學生都有相應的“評價量化表”，通過學生的自我評價以及教師的評價，最終會有個較為客觀公正的課程研究評價.

在該表上，還特意留了一個反思的版塊，要求師生在整個課題的開展過程中隨時思考，隨時記錄，這樣讓課題組成員之間能經常性的交流，該評價表是協作學習和會話交流的工具，這樣可以促進組員之間的溝通和認同，豐富了課題參與者的情感體驗，在更大程度上使得研究更有銜接性，萬一發現有什么不合理的也能第一時間做出調整.

必修二中很多知識模塊需要學生在理解的基礎上去記憶，這些知識點往往相對比較難也比較枯燥.比如，在學習“減數分裂”時，我設計了一個任務讓學生畫圖導學：讓學生先分組預習后討論如何去更好地理解配子的形成過程，掌握在減數分裂過程中染色體的行為變化.項目實施下來，學生大多選擇通過制作模型(圖2)來解決這個問題.再加上教師學生對該項目的評價、反思，通過引導，不僅讓學生主動的復習了有絲分裂過程，而且弄清楚了在減數分裂過程中是如何通過一次復制完成兩次分裂的.

這樣的結合STEM教育的構建模型的項目式學習方法是人們認識自然界的一種重要方式，可使研究對象直觀化、簡約化，使之便于研究；又可以簡略地描述研究成果，使之便于理解和傳播；還可以用于計算、推導，延伸觀察和實驗結論等.

三、結合STEM教育的項目式學習課堂收獲

1.滲透前沿科技，拓展視野

生物科技發展迅速，教材的編寫往往具有一定的周期性，因此生物教材上的知識點難免會存在一定的滯后性，學生無法學習和了解到最前沿的生物科技知識.生物課堂上，教師在引導學生探索STEM教育理念時，更應注重為學生滲透前沿科技等相關知識點.

比如在講到“特異性免疫”一節時，書本只涉及細胞免疫、體液免疫過程，因此主要的淋巴細胞是T細胞和B細胞.教師可以在課前布置任務讓學生有計劃得查找資料，了解先天淋巴細胞(圖3)的可塑性.在此基礎上，還可以讓學生設想出一些可行的方法來增強或抑制先天淋巴細胞的功能以治療各種免疫疾病.通過這樣的源于生活的例子，大大提高了學生學習書本知識的興趣.

2.開辟校園專欄，積極展示

結合STEM教育的項目式學習時，教師應充分利用好學校的宣傳欄，讓櫥窗、黑板報等成為宣傳生物知識的好場所.在 “世界無煙日”等日子我會利用課余時間組織學生測甲醛含量，對比吸煙與否的室內甲醛含量(圖4)，讓學生切身體會到吸煙對人體有百害而無一利，并組織學生繪制相關板報，在激起學生環保意識的同時，也使學生意識到地球只有一個.

3.組織實踐活動，學以致用

課堂上，教會學生的是書本理論知識，那么如何才能將零碎知識點系統化理論化呢？社會實踐正式一個很好的實踐鍛煉自我的平臺.比如不定期的在社區的幫助下開展遺傳病咨詢等相關社會實踐活動.一方面，給居民普及了遺傳病的種類，常見遺傳病的遺傳方式，以及如何讓遺傳病的危害降到最低限度，盡可能得讓每個家庭都能生育健康的寶寶；另一方面，在活動過程中，進一步加深了對書本知識的理解程度.通過這樣的實踐活動，學生對于書本的利用，不僅是“記”，就是記住書上所講的概念、定理、公式，明白有關知識的意義；而且還需要“聯”，就是將現在所學習的知識與已經學過的知識聯系起來，整理知識組成系統；最后還要“用”，就是將所學的知識用到現實生活中中.

四、展望結合STEM教育的項目式學習

和傳統的學習方式比較，結合STEM教育的項目式學習緊緊圍繞STEM理念，充分發揮學生的主體地位，使得課堂容量得以增大，課堂研究問題更有深度；項目活動以學生為出發點，時刻關注學生的活動狀態，以小組合作作為主要的學習形式，以多元化的作品作為學習結果的呈現，實施方式多元化，更加注重知識應用水平的內化和綜合能力的提升.這種新的教育形式是倡導造物，鼓勵分享，培養跨學科解決問題能力、團隊協作能力和創新能力的一種素質教育.

新的理念加上可操作性的設計與實踐，生物課堂教學的項目式STEM教育必將由落地生根走向開花結果.確保今天所有的學習者，從好奇的幼兒園學習者到退休人員，都可以獲得高質量的STEM和生物課程的整合.