如何通過STEAM培養學生對生物實驗探究的興趣

張聞琴

(江西省南昌二十三中學 江西 南昌 330029)

筆者是一名普通高中的生物教師。教材中涉及實驗的地方有很多，限于學校的條件有限，能開展的實驗課并不多。筆者發現，在上實驗課時，學生停留在實驗室一日游的興奮情緒中，對實驗器材各種玩法，對實驗過程走馬觀花，對實驗結果不屑一顧。不管實驗課上不上，是不是用演示實驗展示都毫不上心。等到考試遇到實驗探究類的習題，更是畏難情緒大增，即使細心講解也不能領會要領。為此筆者深感頭疼。近來在校創客教師的培訓中接觸到了STEAM這個新的教學方法，便想著嘗試一番，看看能不能提高學生對實驗的興趣，并培養他們的探究能力。

筆者首先對高中的學生進行了不記名問卷調查，了解了他們在生活中遇到的問題，希望得到的答案。問卷設計如下表所示：

班級你在學習中遇到的生物難題?你在生活中遇到的問題,與生物相關的?

學生們非常踴躍的參加了調查，在調查中，筆者搜集大家普遍感興趣的問題，而且這類問題的答案是高中生物相關的，筆者將這樣的問題匯總如下：

1、疾病與環境類的：白血病怎么得到的？

癌癥怎么回事？會不會遺傳？

艾滋病怎么預防？……

2、生物與環境類的：我家門前的小河(玉帶河)為什么治理多次夏天還是臭的？

魚和蝦是從臭池塘里釣上來的，能吃嗎？……

3、食品安全類的：聽說豆腐不能吃多了會得結石，真的嗎？

網上說燒烤的牛羊肉是假的？雞肉做的，真的嗎？……

4、化學相關類的：聽說食品要吃純天然的，加了添加劑都不行？

我天天吃泡面，會死的嗎？

我擦了某某化妝品，結果臉上起紅點了，但是我以前擦沒事？

我今天買個減肥藥，它說能快速減肥，能吃嗎?有效嗎？……

筆者發現，同學們的問題非常多，各種類別，各種可能，各種生活相關。很多都是可以通過簡單的實驗來驗證的。筆者把這四類問題各挑選了一個出來，和本校一名化學老師一起設計了一個STEAM項目。本文闡述其中生物相關部分。

筆者設計的部分中，選擇了白血病的成因的問題。這個問題新聞中時有報道，和學生們的生活也相關。

筆者將學生按5人一組分組。每組設小組長一名，資料查詢員一名，記錄員發言人一名，實驗設計一名，監督執行兼財務一名。項目部分設計(生物部分)如下：

問題設計執行過程結果及分析1、資料查詢白血病的原因資料查詢員負責查詢,小組長帶領全組成員整理成幾點1、裝修物品中的甲醛2、家族遺傳3、……等等2、裝修物品中的甲醛為何會引發白血病?小組長帶領全組成員溫習必修一第六章第四節內容并寫出原因。發言人上臺總結。……選擇兩組發言人上臺,教師對該問題進行發散啟發,除甲醛外還有何物質會導致癌變?3、實驗:檢測家中房間或某環境內甲醛含量小組長組織,全組行動,資料員負責搜集檢測方法,實驗設計員負責設計一個合理的實驗設計,財務采買必要的實驗材料和選擇實驗地點。小組長分配實驗任務,完成實驗并由發言人進行記錄。4、班級展示由各小組長和發言人共同完成實驗小論文,就他們選擇的地點或物品的甲醛含量進行分析,得出自己的結論5、教師總結

在這個實驗過程中，學生初步學會了生物實驗設計的單一變量原則，并能夠自己獨立完成實驗設計的文字描述，自己制作并分析表格數據。筆者還引導他們就一個房間通風幾日后再做同一實驗來進行對照。在實驗中他們發現裝修過的房間甲醛含量很高，通風幾天后甲醛含量略有降低，住了幾年的老房子里甲醛含量較低。他們在對照中認識了問題。其中一個組還利用家長是家具賣場的員工的便利性，實測了家具賣場中不同位置的甲醛，并對一個家具樣品儲藏室進行了檢測。他們認識到了實驗的嚴謹性和科學性，對習題中實驗設計文字的謹慎表示了贊同。在后來的學習過程中，無論是文字還是語言表達，他們都對科學的嚴謹性給予了足夠的重視，形成了嚴謹的科學態度和實事求是、鍥而不舍、敢于質疑的科學精神。在完成這個項目后，學生對實驗的興趣增加，要求多上幾節實驗課，也開始自己去搜集網絡上中學生自己做的小實驗給我看，希望筆者能指導他們做幾個他們感興趣的實驗，避免他們出意外或者走彎路。筆者仿佛打開了一個叫做好奇心的盒子，收獲了一堆叫做謹慎的心情和迫切的愿望。

這只是筆者在這個STEAM中的第一個設計項目，后續筆者還將設計污染檢測，污染富集化等等。通過學生自己對這些問題的探究，他們將會逐漸意識到，生物是一門實驗科學，只有通過動手實驗才能對知識產生深刻、透徹的理解。經過這個項目，學生們對實驗的興趣有所增加的同時也將所學的知識真正勇于生活決策，不會被不良商家或者廣告所誤導。同時，也培養和提高了學生的科學素養，提升了學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。這樣，在高中生物學的教學中，教師既幫助了學生理解教材內容，又幫助學生理解了生物科學的實際價值，還通過實驗幫助學生在獲取知識的同時提升了自己的能力。