STEAM理念在生物學實驗教學中的應用研究

趙靜

【摘 要】STEAM理念著重培養(yǎng)跨學科學習、生活以及解決社會中復雜問題的復合型優(yōu)秀人才。實驗教學是生物學發(fā)展與生物學教學中最為重要的一項教學工作，其與生物學科的實際教學質量具有較大關聯(lián)，在生物學教學過程中發(fā)揮著重要作用。STEAM理念與傳統(tǒng)教學理念相比，具有一定的先進性與科學性，不僅有利于提升學生自身科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，也有助于增強學生在未來科技發(fā)展過程中的實際競爭力。

【關鍵詞】STEAM理念;高中生物學;實驗教學;具體應用

STEAM理念最早起源于美國，能夠將科學、技術、藝術等多項內容進行全面整合，更注重培養(yǎng)學生實踐應用以及解決問題的能力。隨著教育制度的不斷變革，STEAM理念在高中生物學實驗教學過程中被充分應用，不僅對教師教學提出了更加嚴格的要求，也是高中生物學教師培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和實踐能力的必然要求。本文從STEAM理念在高中生物學實驗教學中的應用案例入手，針對在高中生物學實驗教學中正確應用STEAM理念的教學建議進行全面探討。

1.STEAM理念在高中生物學實驗教學中的應用案例

高中生物學教師在實際開展實驗教學工作前，要確定實驗教學策略，并對實驗教學內容進行全面分析，還要充分考慮高中生物學教學的實際環(huán)境、進度、學生學習需求等因素。以“綠葉中色素的提取與分離”實驗教學案例為例，運用STEAM理念開展相應實驗，對整體教學進行科學設計。

例如：本文以5E教學模式案例進行全面分析，“綠葉中色素的提取與分離”是“分子與細胞”板塊中最重要的一項生物學實驗，在實際開展本節(jié)實驗教學工作前，教師已經(jīng)帶領學生操作過或觀察過“檢測生物組織中的糖類、脂肪、蛋白質”等多項實驗，學生已經(jīng)具備實驗操作的基礎能力。

（1）具體內容：提取和分離綠葉中的色素。

（2）教學目標：通過實踐操作，學生能準確掌握提取和分離綠葉中的色素的具體方法;明確多種不同試劑在實驗過程中的實際應用原理和作用;培養(yǎng)學生自身解決能力，讓學生體會高中生物學實驗學習的重要性。

（3）教學模式：5E教學模式

（4）實驗過程中應用的具體材料和試劑：新鮮幼嫩的菠菜葉、干燥的定性濾紙、試管、剪刀以及藥勺等;無水乙醇、層析液、碳酸鈣等。

（5）實驗教學內容：首先教師為學生創(chuàng)設相應的學習情境，借助多媒體在屏幕上播放溫室大棚蔬菜種植的視頻，要求學生認真觀察發(fā)現(xiàn)其中規(guī)律。其次，教師引入“綠葉中色素的提取與分離”實驗內容，要求學生通過實驗操作明確有哪幾種色素，其又與光合作用具有怎樣的關聯(lián)。最后，教師重點講解綠葉中的四種重要色素，使學生明確光的吸收中葉綠素a和綠素b主要就是對藍紫光和紅光進行吸收。

教師通過正確應用STEAM理念的方式，讓學生動手操作，學生針對“為什么溫室大棚中大燈泡基本上都是向紅光和藍光”這一問題，就會有明確的答案。

2.STEAM理念在高中生物學實驗教學中的應用優(yōu)勢及效果

2.1應用優(yōu)勢

高中生物學教師在實際開展實驗教學中，通過正確應用STEAM理念的方式，解決了實驗教學的各項問題。首先，在STEAM理念的作用下，實驗教學方式在逐步向多樣化方向轉變，教師結合不同的實驗教學內容選擇教學方式，不僅能使實驗教學打破程序化的束縛，也能夠有效提升高中生物學實驗教學效率。其次，能夠使實驗教學內容更加豐富。無論是哪方面的生物學實驗都需要多種不同功能的實驗材料，實驗過程較復雜，在應用STEAM理念后，各項研究性的實驗都能嚴格按照教學時間和教學要求開展，并取得較為顯著的教學效果。最后，有助于全面提升高中生物學的創(chuàng)新性，充分應用STEAM理念，能夠使實驗更貼近學生生活，使學生在實踐操作過程中能夠積極主動參與其中，并在操作過程中尋找到相應的創(chuàng)新點，對于培養(yǎng)高中學生創(chuàng)新精神和動手操作能力具有較大幫助。

此外，因為STEAM理念自身具有一定的先進性，教師在實際操作過程中，要注重學生的主體地位，在積極引導學生合作學習和養(yǎng)成良好的學習習慣后，能夠在實驗操作中學習技術方面、工程學方面等多項學科的知識內容，其不僅是高中生物學教師培養(yǎng)綜合素養(yǎng)的重要方式，也能夠為高中學生養(yǎng)成良好的學習習慣奠定基礎。

2.2應用效果

高中生物學實驗教師在實際組織學生開展各個板塊的生物實驗過程中，對STEAM理念進行充分應用，具有較為顯著的教學效果。在我國越來越注重教育工作的背景下，教育部門對于教師教學提出了更為嚴格的要求，教師在教學期間要勇于嘗試新型的教學方式，如在生物學實驗教學中要逐步滲透STEAM理念。還要將STEAM理念與合作學習、多媒體教學、情境教學等多種教學方式進行結合，以進一步提升教學質量。實際上。STEAM理念在我國高中教學中的應用狀況仍處于初級階段，其雖對學生創(chuàng)新能力和實踐操作能力的提升具有較大幫助，但也在缺乏相對應的STEAM教學體系方面存在一些不足。這就要求高中生物學實驗教師要準確掌握各項知識背景，積極與學生進行互動，為學生提供實驗操作的相關環(huán)境和器材，在吸引學生實踐操作積極性的基礎上，為今后創(chuàng)新生物學實驗教學模式奠定基礎。

3.結束語

綜上所述，在教育制度不斷變革的狀況下，對高中生物學實驗教師教學提出了更高的要求，教師要對各項生物學實驗開展的條件、目的、流程等因素進行全面分析，將STEAM理念與實驗內容進行全面融合，明確實驗教學的重點以及難點問題，為學生提供更多時間操作機會，并要積極構建多元化的STEAM評價體系、合理制定實驗操作方案等，為今后全面提升高中生物學教學質量提供重要依據(jù)。

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（課題項目：本文系河北省教育科學研究“十三五”規(guī)劃2018年度一般資助課題“基于STEAM理念的高中生物教學中核心素養(yǎng)培養(yǎng)途徑及提升對策的研究”（課題編號：1803032）階段性成果）