STEM学习在生物复习教学中的尝试

陈英水 吴志强

【摘 要】 STEM学习是通过完成一个课题来促进学生学习的方式，以小组合作方式解决课题任务。文章论述了基于STEM学习有效地进行生物学复习教学的探索。

【关键词】 STEM学习;新高考;生物教学;

STEM学习基于情境、基于项目、基于工程设计等方式将多学科进行融合渗透的跨学科教育，具有情趣性、创新性、融合性、实践性、情境性、迁移性和激励性等特点。根据STEM学习理论，新高考生物学教学从学生实际出发，以学生的问题为导向，指导学生对生物教学内容进行自主构建、合作交流完成复习任务，达到对知识的深度学习和熟练应用。

1. 确立STEM学习课题

STEM学习课题的确定应该根据课程标准、《考试说明》、教学内容及学生已有的知识水平。STEM学习课题可以是环保、非洲猪瘟、艾滋病、若贝尔奖等社会热点议题，也可以是学生身边需要解决的生活和生产等实际问题。STEM学习课题的确定必须考虑：生物学主干知识、学科核心素养、贴近学生生活实际、社会生产实践、真实性、有意义、学生兴趣、可操作性等。

例如，“细胞呼吸”的教学，教师选择了贴近学生生活的社会议题“酿酒”作为一个课题。“酿酒”课题是个学生感兴趣、真实而有意义的课题，它可以联系的复习内容有酵母菌、酵母菌出芽生殖、酵母菌细胞结构、细胞代谢、细胞呼吸方式的探究、细胞呼吸方式、有氧呼吸、无氧呼吸、细胞呼吸方式的判定、细胞呼吸原理的应用等知识，承载了学科核心素养，涵盖了高中生物的主干知识，满足课程标准规定和价值导向。

2. STEM学习的实施

2.1;STEM学习的关键：拆分课题，形成子课题网

生物教学是在学生原有知识的基础上，促使学生发现自身学习中存在的问题，通过自我学习完善、学习共同体互助、老师帮助来解决问题。学生明确学习方向，自主建构。

STEM学习从一个主课题课题开始，逐步衍生出许多相关的子课题，最终形成一个结构化序化的问题网络，使学生明了学习内容的层次和逻辑关系。

首先，将课题拆分成几个大问题。例如“酿酒”课题的大问题包括：“酿酒的原理”“酵母菌的代謝与生殖”“细胞呼吸方式”“影响细胞呼吸的因素”“酿酒实践活动”等。

接着，确定中问题，中问题直接与主问题相关的，与教学目标相对应。例如，“酿酒”课题的中问题有“细胞呼吸方式的探究”“有氧呼吸”“无氧呼吸”“细胞呼吸原理应用”“酿酒实践过程及成果”等。

然后再确定小问题甚至更小的问题，小问题的完成有助于完成中问题。例如，“酿酒”课题中的小问题有“有氧呼吸与无氧呼吸比较”“有氧呼吸与水的关系”“有氧呼吸与能量的关系”“呼吸方式的判定”“细胞呼吸原理在酿酒中具体如何体现”等。

在此基础上，再指导学生利用思维导图自主建构知能网络体系。

2.2;STEM学习的保障：有序计划，提高有效性

STEM学习强调以课题任务驱动和以学生为中心，以信息加工心理学和认知心理学为基础，通过学生的主动自主学习、合作学习来完成课题任务，自主建构知能体系，达成学习目标。为了使学生学习活动始终围绕主题展开并在规定时间内完成，需要教师有序安排系列问题的课时及进度。在安排进度时，通过分析比较整体复习内容与该课题有关的内容，尽可能将新高考要求的生物教学主要内容整合到STEM学习任务中。

例如，“酿酒”课题整合了细胞的结构（线粒体）、细胞代谢、细胞呼吸原理、有氧呼吸、无氧呼吸、影响细胞呼吸的因素、细胞呼吸方式的判断、细胞呼吸原理应用等教学内容，教师要确定每课时要完成的任务，明确具体问题与教学活动等。计划安排需要兼顾课内和课外任务，在课堂上进行的教学活动教师要适当指导，学生自主建构的任务作为作业可以安排在课外完成。

例如“酿酒”STEM学习进度安排：

第1课时：教师创设问题情境，引出“酿酒”课题，介绍课题目标和评价要求，发放任务单。学生讨论形成问题清单;建构思维导图;学生协作完成课题任务并提出问题。

第2课时：教师点评学生学习过程中的亮点与不足，问题归类及协作解决。

第3课时：学生展示交流分享学习成果，教师点评，提出改进意见，学生总结成功经验，强化训练，自我评价与反思。

2.3;STEM学习内驱力：适时评价，激发学习欲望

适时评价是STEM学习的一个重要特征，也是STEM学习的推进力。生物教学中STEM学习需要适时对学生进行评价（形成性评价与终结性评价），提高学生学习自信心，激发学习欲望，降低学生的挫折感，指出不足并促进学生及时改进。采用等级评价量表或者活动表现观察记录表等评价工具进行形成性评价，提高评价的针对性。

2.4;STEM学习的结果：成果展示，提升成就感

STEM学习与传统学习“从理论到理论”的结果不同，学习结束后会有创新成果产生及展示交流，能使学生品尝到成功的喜悦。尤其学生是以思维导图自主建构的知能网络体系、创新作品等通过多种形式的展示交流，既达到了相互学习的效果，又提升了展示者的成就感，从而使学生有更大的激情投入到后续的学习中。

参考文献

[1] 李云.基于课题的探究性学习模式的实践与思考——以“质壁分离及复原”实验为例[J].生物学教学，2014（01）：34-35.

[2] 孙双祥.课题学习理论在新高考生物学“二考”复习中的应用[J].生物学教学，2018（12）：12-14.