基于STEM的高中生物实验教学设计

毕慧颖

摘 要：实验作为生物学中不可或缺的部分，在生物学教学中占有相当重要的位置。STEM教育理念是一种相对新颖的教育理念，旨在培养具备综合素质的高质量人才。本文以STEM教育理念作为理论基础进行高中生物实验教学设计，供教师开展课堂实践教学，从而提高学生的生物学素养并有效解决目前实验教学中存在的问题。

关键词：STEM;高中生物;实验教学;教学设计

一、背景

目前高中基本都配有专门的实验室，生物实验课开课率相比以前确实高了很多，但是由于课时安排紧张，实验设备有限等原因，在教学中仍存在一些问题。首先，大多数教师只选取简单、省时间的观察实验和验证性实验来做，探究性实验很少。教学形式基本都是课前预习，课上教师示范实验操作，学生模仿教师操作步骤观察结果，十分单一。此外，实验教学基本都是根据课本实验按部就班，并不会尝试换材料、简化方法和根据本土情况进行调整等一些实验创新操作，也没有新增的课外实验。以上问题都对于学生的生物科学素养的提高很不利。

二、理论基础

STEM教学模式下在接受教学任务后首先对教学进行分析，包括三个方面：STEM素养、整合模式、学生特点。进而以项目或问题展开学习活动，让学习者进行以下步骤：定义问题、头脑风暴、创建项目、师生交互、生成模型、小组合作、实践并收集结果。此外小组内部、小组之间学生交流心得，共享创新思维，使得项目完美呈现。教师在此过程中不宜直接讲授让学生掌握知识，但需要对学生自主性的学习加以监督、引导。不同的阶段辅以练习强化巩固并科学评测学生学习的效果。

三、教学分析

本文以高中生物选修一“生物技术与实践”模块中的“葡萄酒的制作”、“制作泡菜并檢测亚硝酸盐含量”两个周期较长且贴近生活的实验为教学内容，这两个实验涉及到很多工程与技术，数学以及其他学科的知识，很适合用来做STEM教育的研究。

学生之前已经学习过“分子与细胞”模块，学习了细胞的物质交换、细胞的能量供应等内容，与“生物技术与实践”模块的这些实践性操作内容有很大的联系，在这个时候选择开设该部分内容对于学生的知识理解记忆是很有帮助的。第二个项目主要在学生家中完成，能够增强学生、教师与家长之间的联系。

四、教学过程

具体探究实验活动计划见表1

五、小结

该实验教学设计的情境贴近生活，知识覆盖面广泛，学生不但学习了生物学知识，还了解掌握了工程学、技术学以及许多其他学科的基本知识，打破了学科与学科之间的隔阂，更培养了学生的综合素质，可以运用所学知识解决现实问题，为他们的终身发展奠定了良好的基础。同时极大地丰富了教学内容，使实验教学方法更加多样化，真正发挥实验教学在生物学教学中的作用。

参考文献：

[1]张鑫.基于项目学习的高中生物教学初探——以“传统发酵技术的应用”为例[J].自然长廊，2018（5）：46-47.

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[3]杨梦姝.基于STEM教育理念的高中生物学实验教学策略[D].兰州：西北师范大学，2018：13-15.

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