淺談STEM 理念下的真實學習
——以初中細胞教學為例

李美柳

（溫州市雙嶼中學，浙江 溫州 325000）

在浙教版七年級科學上冊第2 章《第2 節細胞》和《第3 節生物體的結構層次》教材中有涉及有關細胞的結構和功能、細胞分裂、生長、分化等知識，因為細胞的結構和變化過程是微觀抽象的，為了讓學生能生動形象的認識細胞，我在教學設計中融入STEM 的理念，通過建構細胞模型和細胞的分裂、生長、分化的過程模型的任務驅動來組織這部分知識教學。結合自身的教學來淺談學生在融入STEM 理念下的細胞教學課堂中的真實學習。

一、以原有認知為起點的真實學習

學生在建構模型中，就會呈現出對知識的理解程度，給教師能在模型中找出學生的認識起點，教師利用學生的原認知來組織教學，引導課堂在生生交流、師生交流中梳理知識間的內在關系，辨析知識點的聯系與區別。

在學生所建構的細胞分裂模型中，有出現這樣的現象：模型中出現2 個細胞或4 個細胞，但中間都只有一個細胞核。這直觀地呈現了學生對細胞分裂的原有認識，學生只是初步理解了細胞分裂是一個細胞分成2 個細胞的含義，學生僅僅停留在1 變成2 的數字表面上的理解。在接下來在STEM 任務評價這一環節中，就激起其他觀察仔細的學生的質疑，提出細胞分裂后細胞核的個數變化。可見老師在STEM 理念下設計這個任務環節中，即讓學生顯出原有的認識，又讓學生互論互辯，又在原有認知的基礎上更深層次的認識細胞分裂的過程，在激烈的討論中會帶動學生去思考細胞是如何分裂的，分裂中細胞又會發生怎樣變化。課堂上真實的問題的發生，激起學生繼續探索知識的欲望。在傳統的教學中老師是很少觀察到學生對細胞分裂過程的理解僅僅停留在數字的變化，沒有過多地關注學生的原認知就傳授給學生有關細胞分裂的知識，顯然這種學習是不深刻不到位的。在融入STEM 理念下教學中由學生原認知引領的有效教學，圍繞學生的真正難點，有針對性的引導，用一個事實激起另一事實的認識，用已有的事實性知識，構建概念性知識，有真實的交流、真實的理解，這就是融入STEM 理念下的細胞教學帶來的真實學習。

二、課堂延伸的真實學習

在了解細胞的結構和功能學習中融入“建構細胞模型”這一STEM 任務展開新課的探究學習，課堂延伸的成效明顯，主要表現在兩個方面：一是對細胞知識的探索學習的延伸。二是對科學態度的延伸。

STEM 活動中的一個學習特點是質疑和探索的體驗。在細胞模型的評價優化中聚焦了細胞膜的結構和功能，細胞膜的其中的一項功能是控制物質的進出，那么我們的這個模型中細胞膜有體現出這一特點嗎？在STEM 活動中進而進一步的帶動學生的思考，學生提出膜上應該是有些孔、有識別物質的結構、細胞里應該還有更多的結構等等的設想。同時還有些學生聯系到了細胞核、葉綠體的結構上，認識到它們有更細微的結構。評價、優化、完善等這一迭代設計的過程，不僅促進了學生對結構與功能相適應的一種大觀念的意義建構，而且也是對現學知識的延伸，認識到細胞膜不是一層簡單的膜，細胞核不是一個簡單的核、葉綠體不是僅僅有葉綠素，它們有更復雜的結構與它們的功能相適應。這種從功能推理結構、又從結構推理功能的意識，為學生今后更高一級的學習等奠定基礎，如高中的生物、原子核模型的建構，在這里鋪墊了知識的“迭代”意識，同時培養了學生的科學精神、探索能力，在實踐知識形成的過程，感悟生物學的思想，使學生具有科學的態度與責任。在融入STEM 的細胞教學中完成了對細胞知識的探索學習與形成科學態度的延伸。

三、培養核心素養的真實學習

融入STEM 理念的細胞教學課堂不僅僅是有關細胞的教學，還融合科學、技術、工程、數學，甚至還有藝術，它們之間存在一種相互支持、相互補充，共同發展的關系，能讓學生從科學視角形成對自然現象的基本認識，是科學概念和規律等在頭腦中的提煉和升華，是運用科學知識和方法解釋自然現象和解決實際問題的能力。

學生在建構模型中，要不斷地質疑、修正，完善。他們要利用老師提供的材料和學習的知識去設計模型，還要考慮細胞模型要體現出細胞結構完整性、色彩區別、穩固性等因素，這就是學生運用所學的綜合知識去解決實際問題。在自主思考和探索過程中，要和同伴交流思想意見，要與同伴分工合作完成。我在第3 節有關細胞分裂、生長、分化的知識中又融入STEM 理念進行教學，經過第2 節的建構細胞模型的基礎上，這節教學過程中所以有的學生都參與課堂，連班級里的平時成績不理想的學生都能指著模型清晰的講解給大家聽，能講出細胞生長、分裂、分化的過程。學生在制作細胞生長和細胞分化這兩個過程的模型中表現出了對核心科學知識的深度理解以及靈活應用，這樣的教學尊重學生的個體差異，使學生能綜合應用各科知識，動手實踐，又有鍛煉了團體合作的機會，培養學生的創新能力、問題解決能力和團隊合作以及探索精神等能力，這些構成了孩子未來的核心競爭力，這就是STEM理念下的課堂中培養核心素養的真實學習。

總之，融入STEM 理念下的細胞教學課堂能更多地看到學生在課堂中學習的真實狀態，學生的真實思維發展。能讓學生聚焦真實世界的問題、探索客觀事物本質屬性、內在規律及相互關系。能引導學生分析綜合、抽象概括、推理論證等科學思維方法的運用，是基于事實證據和科學推理對不同觀點和結論提出質疑、調動學生的高階思維，進而提出創造性見解的能力與品質。