STEM學習在生物復習教學中的嘗試

陳英水 吳志強

【摘 要】 STEM學習是通過完成一個課題來促進學生學習的方式，以小組合作方式解決課題任務。文章論述了基于STEM學習有效地進行生物學復習教學的探索。

【關鍵詞】 STEM學習;新高考;生物教學;

STEM學習基于情境、基于項目、基于工程設計等方式將多學科進行融合滲透的跨學科教育，具有情趣性、創新性、融合性、實踐性、情境性、遷移性和激勵性等特點。根據STEM學習理論，新高考生物學教學從學生實際出發，以學生的問題為導向，指導學生對生物教學內容進行自主構建、合作交流完成復習任務，達到對知識的深度學習和熟練應用。

1. 確立STEM學習課題

STEM學習課題的確定應該根據課程標準、《考試說明》、教學內容及學生已有的知識水平。STEM學習課題可以是環保、非洲豬瘟、艾滋病、若貝爾獎等社會熱點議題，也可以是學生身邊需要解決的生活和生產等實際問題。STEM學習課題的確定必須考慮：生物學主干知識、學科核心素養、貼近學生生活實際、社會生產實踐、真實性、有意義、學生興趣、可操作性等。

例如，“細胞呼吸”的教學，教師選擇了貼近學生生活的社會議題“釀酒”作為一個課題。“釀酒”課題是個學生感興趣、真實而有意義的課題，它可以聯系的復習內容有酵母菌、酵母菌出芽生殖、酵母菌細胞結構、細胞代謝、細胞呼吸方式的探究、細胞呼吸方式、有氧呼吸、無氧呼吸、細胞呼吸方式的判定、細胞呼吸原理的應用等知識，承載了學科核心素養，涵蓋了高中生物的主干知識，滿足課程標準規定和價值導向。

2. STEM學習的實施

2.1;STEM學習的關鍵：拆分課題，形成子課題網

生物教學是在學生原有知識的基礎上，促使學生發現自身學習中存在的問題，通過自我學習完善、學習共同體互助、老師幫助來解決問題。學生明確學習方向，自主建構。

STEM學習從一個主課題課題開始，逐步衍生出許多相關的子課題，最終形成一個結構化序化的問題網絡，使學生明了學習內容的層次和邏輯關系。

首先，將課題拆分成幾個大問題。例如“釀酒”課題的大問題包括：“釀酒的原理”“酵母菌的代謝與生殖”“細胞呼吸方式”“影響細胞呼吸的因素”“釀酒實踐活動”等。

接著，確定中問題，中問題直接與主問題相關的，與教學目標相對應。例如，“釀酒”課題的中問題有“細胞呼吸方式的探究”“有氧呼吸”“無氧呼吸”“細胞呼吸原理應用”“釀酒實踐過程及成果”等。

然后再確定小問題甚至更小的問題，小問題的完成有助于完成中問題。例如，“釀酒”課題中的小問題有“有氧呼吸與無氧呼吸比較”“有氧呼吸與水的關系”“有氧呼吸與能量的關系”“呼吸方式的判定”“細胞呼吸原理在釀酒中具體如何體現”等。

在此基礎上，再指導學生利用思維導圖自主建構知能網絡體系。

2.2;STEM學習的保障：有序計劃，提高有效性

STEM學習強調以課題任務驅動和以學生為中心，以信息加工心理學和認知心理學為基礎，通過學生的主動自主學習、合作學習來完成課題任務，自主建構知能體系，達成學習目標。為了使學生學習活動始終圍繞主題展開并在規定時間內完成，需要教師有序安排系列問題的課時及進度。在安排進度時，通過分析比較整體復習內容與該課題有關的內容，盡可能將新高考要求的生物教學主要內容整合到STEM學習任務中。

例如，“釀酒”課題整合了細胞的結構（線粒體）、細胞代謝、細胞呼吸原理、有氧呼吸、無氧呼吸、影響細胞呼吸的因素、細胞呼吸方式的判斷、細胞呼吸原理應用等教學內容，教師要確定每課時要完成的任務，明確具體問題與教學活動等。計劃安排需要兼顧課內和課外任務，在課堂上進行的教學活動教師要適當指導，學生自主建構的任務作為作業可以安排在課外完成。

例如“釀酒”STEM學習進度安排：

第1課時：教師創設問題情境，引出“釀酒”課題，介紹課題目標和評價要求，發放任務單。學生討論形成問題清單;建構思維導圖;學生協作完成課題任務并提出問題。

第2課時：教師點評學生學習過程中的亮點與不足，問題歸類及協作解決。

第3課時：學生展示交流分享學習成果，教師點評，提出改進意見，學生總結成功經驗，強化訓練，自我評價與反思。

2.3;STEM學習內驅力：適時評價，激發學習欲望

適時評價是STEM學習的一個重要特征，也是STEM學習的推進力。生物教學中STEM學習需要適時對學生進行評價（形成性評價與終結性評價），提高學生學習自信心，激發學習欲望，降低學生的挫折感，指出不足并促進學生及時改進。采用等級評價量表或者活動表現觀察記錄表等評價工具進行形成性評價，提高評價的針對性。

2.4;STEM學習的結果：成果展示，提升成就感

STEM學習與傳統學習“從理論到理論”的結果不同，學習結束后會有創新成果產生及展示交流，能使學生品嘗到成功的喜悅。尤其學生是以思維導圖自主建構的知能網絡體系、創新作品等通過多種形式的展示交流，既達到了相互學習的效果，又提升了展示者的成就感，從而使學生有更大的激情投入到后續的學習中。

參考文獻

[1] 李云.基于課題的探究性學習模式的實踐與思考——以“質壁分離及復原”實驗為例[J].生物學教學，2014（01）：34-35.

[2] 孫雙祥.課題學習理論在新高考生物學“二考”復習中的應用[J].生物學教學，2018（12）：12-14.