STEAM教育在初中生物教学的应用研究

古惠嘉

【摘要】  STEAM教育是当前教学课程改革的重点内容，其理念与生物学习的理念是完全契合的，本文基于STEAM教育跨学科的五层金字塔框架结构基础，提出STEAM应用在生物教学中的六大表现。

【关键词】  STEAM教育 生物教学 综合素养

【中图分类号】  G633.91                 【文献标识码】  A     【文章编号】  1992-7711（2020）23-018-01

随着社会发展和科技进步，高层次的创新型人才是国家竞争力的关键，在教育教学中对学生的综合素养的培养也越发重视。STEAM教育，作为集科学、技术、工程、艺术、数学于一体的综合性教育，已得到教育界的广泛认可，是当前教学课程改革的重点内容。

一、STEAM教育的内涵

2010年，美国学者Yakman提出了STEAM教育的五层金字塔框架结构，其中科学为人们认识规律的工具，工程与技术是改造世界的工具，艺术用于美化和丰富世界，数学是发展的基础。王娟等对该模型做出了解释，认为STEAM教育是一种注重实践和过程，强调跨学科知识迁移与交流协作的、整合多学科知识的教学方式，它主要有两层意义。既包含了学科型的知识，又有人文型扩展，倡导不同学科特点之间的灵活整合;与传统的分科课程相比，更注重学习的过程、学科知识与生活的联系，从实践活动中激发和培养学生的科学素养，促进学生的成长。

二、STEAM理念下的生物课堂

与其它科目相比，生物课程的教学内容中涉及较多的生活情境，教学环节设置相对灵活。同时，新课改下的初中生物教学对学生的创造力的培养提出了更高的要求，因此STEAM理念与生物学习的理念是完全契合的，所以在初中生物课堂教学过程中可以尝试整合STEAM教学理念，改变传统的教学方式。具体可以从六方面着手。

（一）教学观念和工具、资源的更新

1.教学观念更新

STEAM理念强调了学生的自主性，教师应改变教学观念，变成学生的引导者。如《调查周边环境中的生物》课中，传统教学中教师一般会展示设计好的表格，并罗列调查的方法与步骤，整个过程学生仅仅通过记忆的方式获取知识。STEAM教学观念指导下的同一节课，让学生分组实地调查环境生物，让学生自主完成报告与展示结果，整个教学环节充分体现了学生的主體地位。

2.工具和资源的更新

随着信息技术的发展应用，学会运用技术手段进行教学，打造高效课堂已成为STEAM教育中教师需掌握的技巧。如《单细胞生物》一课介绍草履虫结构时，传统教学中一般是展示草履虫图片或视频，而引入显微镜后，学生利用显微镜观察草履虫，还可以将实时拍照摄像等用于教学过程中，打破传统的实验教学的诸多限制。

（二）学科间的知识体系的有机结合

学科知识融合，体现了STEAM教育对于综合素质的培养和着重，Sanders认为STEAM教育是在建构主义和认知科学理论的指导下，以学科知识为基础对问题进行探讨。如探讨《细胞通过分裂产生新细胞》中，学生对“细胞不能无限增长”的概念表示困惑，笔者引入了数学正方体比表面积的概念，帮助学生用数学统计的方法理清该概念。

（三）联系生活，创设情境

STEAM教育非常重视搭建学生理论知识与现实世界的联系桥梁，鼓励学生在学习过程中的亲身探究经历与动手体验。如有教师利用STEAM教学理念帮助学生理解生态平衡的动态性特征中，通过亚洲鲤鱼入侵美国事件激发学生的学习兴趣，学生在头脑风暴环节中设计解决该问题的方案，并通过小游戏建立捕食者模型，理解维持生态平衡的动态过程。

（四）创新思维的训练

创造性的训练在STEAM教育显得尤为关键。STEAM教育围绕学生主体，鼓励引导其自主探究，来激发学生的联想力与创造力。如《动植物细胞》一节中，笔者引导学生运用生活材料制作动植物模型，学生们用了很多种材料进行设计，充分发挥了大家的想象力，而且在这个活动中，老师进一步引导学生材料选择需要体现结构和功能特点，将动植物细胞一节知识点真正的讲透。

（五）多元主体参与的实践

STEAM教育鼓励学习过程的学生实践活动，这就意味着该教育活动中不仅面对简单的师生双方，还需要其他主体的加入，如在学生生物课外实践中，可能需要实地考察、到图书馆查阅资料，这就需要图书管理员、场所管理人员的参与;同时教师要鼓励学生实践合作中，以小组或者团队形式完成，这个组员构建也是多元化体现，可以跨级甚至学校的团队。

（六）人文素质培养

STEAM教育中，除了学科素质的培养，人文素养同样重要。生物教学中，可以通过主题延展模式推动该素质培养，例如在讲述《生态系统》一节时，为学生展示了生物圈2号的故事，引导学生保护生态系统，爱护地球的思想;《细胞分裂》中扩展癌症的由来，为大家强调了健康生活的重要性。

三、结论与展望

十三五规划中，明确指出当前科学创新和跨学科研究的发展势不可挡，作为一名中学生物老师，需要尽快适应该教育教学的改变，理清STAM教育理念，整合入生物教学中，注重跨学科知识的融合、注重探究式学习、注重学习情境创设、注重科学生活实践，系统培养学生的科学观念以及综合素养。

[ 参  考  文  献 ]

[1]赵慧臣，陆晓婷.开展STEAM教育，提高学生创新能力——访美国STEAM教育知名学者格雷特·亚克门教授[J].开放教育研究，2016，（5）：4-10.

[2]王娟，吴永和.“互联网+”时代STEAM 教育应用的反思与创新路径[J].远程教育杂志，2016，（2）：90-97.

[3]马红芹.美国K-12阶段“科学、技术、工程和数学”（STEM）教育研究[D].2015.