高中生物教学中的STEAM教育理念融合

俞泓伶

(江苏省启东中学 226200)

与传统教育体系相比，新课改更加注重对学习者的综合能力培养，关注学生在学习中的主动参与、信息搜集、本质挖掘、问题解决、合作交流，生成自主性、独立性、实践性的学习习惯.而在高中生物教学中实施STEAM教育理念，可以让学生通过生物现象观察、问题提出、实验假设、验证假设、总结归纳中发现规律，提高学生的知识获取能力，生成终身学习意识，树立积极的科学态度，强化创新实践能力等，弥补以往高中生物教学中的缺陷，推进新课程改革、心教育理念以及人才培养目标的实现.那么，STEAM教育理念究竟是什么，如何找到STEAM教育理念与高中生物教学的有效融合之路呢？

一、STEAM教育理念概述

教育的目的并不是简单的认识堆集，而是文化价值的汲取，以知识唤醒人的智慧，引领人的全面发展.在科学技术不断发展进步的背景下，人们迫切需要一种教学方法引领学生的全面发展，而STEAM教育理念的出现恰好满足了当前的教育发展趋势.STEAM教育理念包含了科学教育(S)、技术教育(T)、工程学教育(E)、艺术教育(A)、数学教育(M)，凸显出了跨学科交互教育的观点，希望可以通多学科融合的方式引领学生认知世界、发现规律.

STEAM教育理念与传统教育理念最大的区别在于走出了以书本知识为主要资源、单方面关注某一学科知识的缺陷，具有跨学科、情境性、实践性、合作性、艺术性的特点，将其应用在生物教学中，可以让高中生在生物情境的合作实践探究中获得审美的体验，在创新与创造中获得综合能力的发展.

二、高中生物教学中的STEAM教育理念融合案例

以“DNA是主要遗传物质”为例，对高中生物教学中的STEAM教育理念融合进行以下分析.

1.创设情境导入新课

回顾已经学习的知识，孟德尔在豌豆实验中利用假说演绎法发现生物形状由遗传因子控制，约翰逊将“遗传因子”更名为“基因”，摩尔根在果蝇实验中利用假说演绎法发现基因位于染色体上，通过知识回归的方式利用前概念导入未知.教师设疑“基因是什么？”(在“遗传因子”、“基因”、“基因位于染色体中渗透S要素，由疑问的提出引发学生区分基因与DNA，学会从科学的角度解决生物问题.)

因为“DNA是主要遗传物质”这部分内容比较抽象，学生很难凭借想象理解染色体、蛋白质、DNA三者之间的关系，此时教师可以利用多媒体展示的方式，让学生在图片观察中思考基因的本质，激发学生对生物科学探究的兴趣.(在多媒体展示中利用现代信息技术融合了T要素，在图片展示中融合了A要素，让学生在直观的图片观察中踏上遗传物质的科学实验探究之旅.)

2.以科学实验探究历程为主线

首先，引领学生们了解到科学家早期对遗传物质的推测历程，鼓励学生大胆猜测，认同科学发展是一个不断推测、验证的过程.上世纪二十年代，人们对于蛋白质的研究已经有了一定成果，通过必修一中的蛋白质知识学习，相信学生已经掌握了蛋白质的基本组成、结构以及多样化的原因，展示PPT(PPT的展示融合了A元素与T元素).接下来，教师继续阐述上世纪三十年代人们开始认识到DNA的存在，并且加大了对DNA的研究力度，引领学生回忆DNA的基本组成单位，但是因为对DNA分子结构了解不够全面，而认为蛋白质是遗传物质，教师提出问题“如果你是当时的科学家，你会做出怎样的推测呢？你会如何证明你的推测是否正确？(让学生在大胆猜测、推理验证与尝试生物设计逐步落实S元素，生成科学探究的意识.)

讲述“肺炎双球菌的转化实验”，解释“转化”一词，利用多媒体课件展示实验过程，了解到两组小白鼠体内分别被注射了“R”型菌、“S”型菌，结果分别为“不死亡”、“死亡”.细菌学家格里菲斯在1928年尝试做了转化实验，将加热后“S”型菌注射到小白鼠内，结果小白鼠“不死亡”， 于是科学家将“S”型菌加热后，将已死的“S”型菌与“R”型菌混合注射到小白鼠体内之后，小白鼠却“死亡”了，引导学生猜测“转化因子”究竟是什么物质？进一步猜测遗传物质到底是什么？(在这个过程中结合了A与T要素，并从M要素逐渐落实了S要素，让学生认识到大胆猜测需要以实验证据作为依据，才能使人信服，体会到科学探究的乐趣，培养学生的理性思维，体验到科学实验方法的多样性.)

通过上述的实验，学生对于“蛋白质是遗传物质”的结论产生了怀疑，此时教师继续展示“噬菌体侵染细菌”的实验，播放微视频，(借助要素A与T，基于M，落实S)，学生通过微视频了解到噬菌体侵染细菌的实验过程，发现“DNA是遗传物质”.此时学生提出疑惑“所有生物的遗传物质都是DNA吗？”此时教师可以组织“烟草花叶病毒感染”的实验，让学生发现RNA也是遗传物质，以此培养学生的科学严谨性.

通过上述几个实验的了解，学生了解到DNA、RNA均为遗传物质，那么哪一种是主要遗传物质呢？鼓励学生以小组为单位，利用已经学习过的知识，从生物类型以及所含核酸的角度进行分析，可以发现真核生物、原核生物、大多数(DNA)病毒的遗传物质都是DNA，因此，总结出“DNA是主要遗传物质”的结论.(在实验结论总结中利用A、M、T,落实S，加深了学生对于DNA是主要遗传物质的认识，提高了学生的信息获取能力、实验现象的归纳总结能力.)

综上所述可知，STEAM教育理念在高中生物教学中的融合方法，以STEAM教育理念的融合，促进了高中生物教学质量的提升，具有推广与应用的价值.