STEM视角下实践型生物课堂的构建

练芳芳

1STEM与实践型生物课堂相结合

STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）英文首字母的缩写。作为一种教育集成战略，STEM把原本分散的学科有机融合形成一个新的整体。“做中学”是杜威教育理念中非常重要的一个思想，强调真正的教育从经验中产生，主张从做中学，从活动中学，从经验中学，实践是获得认知的必须途径。将STEM融入实践型生物课堂，基于现实世界的真实问题，进行跨学科探究活动，有助于培养培养学生的创新能力、团队协作能力、跨学科解决问题能力，有助于促进学生生物学学科核心素养的养成。另外，教师还可以发掘新的有效的课堂教学模式。

2STEM视角下实践型生物课堂的设计

将STEM实施到具体的教学活动中，形成了一些教学模式，目前有基于课堂的STEM教学模式、基于工作坊的STEM教学模式以及基于活动的STEM教学模式等。基于工作坊的STEM教学模式，需要专门的创客空间来支持学习，而且教育实施对象是有限的少数学生。对于地处并不发达的县级市中学，并不具备开展基于工作坊的STEM教育教学活动的支撑条件。一节课通常为45min，教师很难完成STEM教育教学活动，因此需要延伸到课外。下面将以课堂结合活动的教学模式以农村综合发展型生态工程为例，因地制宜地构建STEM实践型生物课堂。教师通过任务驱动，以问题探究为中心的教学方法为基础，构建STEM实践型生物课堂。其实施步骤如图1所示。

利用当地资源，教师为学生创设真实的情境，激发学生探究的欲望，引导学生利用STEM相关学科的知识将问题分解细化。学生就分解后的问题，提出方案，经过讨论以及教师的引导确定可行性方案;并通过实践检验方案的可行性并进行修正;最后，表达交流，利用事先制定的评价工具对小组活动进行评价。

3“农村综合发展型生态工程”教学案例

3.1创设情境。明确问题

教师结合当地实际情况，创设真实情境，引导学生从情境中提取问题，激发学习兴趣。以福建省建瓯市养殖业为例，养殖业已成为建瓯市农村经济的增长点及农民增收的有效途径。但是，随着畜禽养殖规模的不断扩大、数量的急剧增加，畜禽养殖污染问题也越来越突出。如何解决畜禽污染，实现物质多级循环利用，在资源有限的条件下有较多的产出，取得经济效益、社会效益和生态效益的全面提高呢？

3.2问题分解

问题生成后，学生对问题进行分析，教师结合本土实际情况，引导学生将其分解成多个子问题：①当地所处地理位置及气候条件;②当地农业生产情况;③当地村民的受教育程度;④当地土建工程状况等。

在这个过程中，学生需要结合STEM相关学科的知识，解决畜禽养殖污染问题牵涉到生态学、微生物学、经济学、工程学等学科知识。这个环节是关键环节，将决定后续环节能否正常运行，因此教师要进行正确的引导。

3.3制定解决方案

针对以上分解生成的子问题，从保护环境和优化生态环境的大局出发，学生以小组为单位，制定解决问题的可行性具体方案。教师组织学生小组开展头脑风暴，促进思维火花的碰撞，激发学生跨学科解决问题的能力和创新能力。根据已有的知识经验，学生提出了生物发电、沼气池、加工有机肥等方案。最终，学生在分析建瓯市的地理位置、气候特点以及现有沼气工程现状的基础上，确定了以沼气工程为中心的生态工程方案，并以小组为单位绘制方案模式图。

3.4解决方案的检验和修正

带着自己制定的方案，学生调查走访了位于建瓯市徐墩镇长汀村的沼气池，了解了沼气系统运行状况，包括原料来源、产期情况、用途、日常管理、成本、运行周期以及沼气液和底渣的利用情况等并做好笔记。调查结束后，整理记录，结合从网络、报纸等途径收集到的资料绘制长汀村综合发展生态工程模式图

3.5解决方案评价-

解决方案的评价即对解决方案的制定效果和可行性进行反馈。本环节小组各自展示自己的成果，采用多维度、全过程、“自评X评一教师评价”一体的评价方式。在活动前，教师可先制定评价表（表1），让学生明确评价标准。这个环节既可以让学生了解自己解决方案的优点和缺点，帮助后期解决方案的完善，同时也培养学生乐于阐述自己的观点，并倾听别人意见的情感态度。

3.6教学反思

将STEM与实践型课堂相结合，符合杜威“做中学”的教育思想。本节课的实施体现了学生是学习的主体，教师是学生学习过程的辅导者。本实践活动以现实生活中的“沼气工程”为例，将课堂本土化，让课堂更符合学情，并通过真实的问题情境让学生更有信心去面对复杂的现实世界。教师将室内、室外实践相结合，让学生从已有的知识经验出发，在实践中学，弥补完善课堂教学的不足，让学生走向自然、走进社会开展实践探究，促进学生生物学学科核心素养的养成。

在实践时，教师注意学生是课堂的主体，切忌“袖手旁观”，在充分体现学生主体的同时，进行适当的指导。学生活动较多，需要用到的其他学科知识较多，教学情境不确定。这就要求教师在进行教学设计时应多考虑学生的情况，提早备好相关学科的知识原理，设想可能发生的情境。

4结语

STEM教育为教育改革打开了一扇门，实施STEM教育是一项功在当代利在千秋的事业。STEM教育源于真实世界的现实问题，通过学科问知识的整合，培养学生解决实际问题的能力。将STEM理念融于实践型生物课堂，将已有知识经验交互运用，注重做中学，在不断的错误修正中，发现、分析和解决问题，实现深度学习和综合能力提升，提高学生的生物学核心素养。利用本土的教育资源构建STEM实践型课程，不仅能够提升课程的品质和实施的質量，还能够让学生参与身边的社会事务，为家乡的发展建言献策，培养解决生产生活问题的担当和能力，增强社会责任感。