基于STEAM的融合課程在初中生物學(xué)教學(xué)中的研究

易 珊（廣東省深圳市坪山區(qū)中山中學(xué)）

一、融合主題的選定

主題的選定是生物學(xué)融合課程設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)，教師要選擇具有研究價(jià)值的選題。生物學(xué)包含的知識內(nèi)容廣泛，大致可以分為以下類別：（1）探究型，包含生物學(xué)中的大部分內(nèi)容，一般利用科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行；（2）設(shè)計(jì)型，有關(guān)于生物方面的設(shè)計(jì)，確定主題后提出相符合的設(shè)計(jì)方案；（3）制作型，制作的物品中含有所學(xué)的科學(xué)知識；（4）社會實(shí)踐型，利用學(xué)校周邊資源進(jìn)行實(shí)踐探究。依據(jù)以上條件，筆者所在學(xué)校開展的部分生物學(xué)融合課程體系如表1所示。

表1 生物學(xué)融合課程體系（部分）

二、教學(xué)目標(biāo)的確立

設(shè)計(jì)的融合課程應(yīng)該先符合STEAM 課程的大目標(biāo)，即利用自主探究的手段，在探究過程中利用多學(xué)科知識，相關(guān)的技術(shù)和工程設(shè)計(jì)的方法、探究實(shí)驗(yàn)方法解決生活實(shí)際問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、自主探究能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。在每個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，都應(yīng)該遵循STEAM課程設(shè)計(jì)的五個(gè)基本方面。

（1）科學(xué)知識。

在項(xiàng)目進(jìn)行中需要落實(shí)哪些知識。值得注意的是，在涉及知識目標(biāo)的達(dá)成時(shí)，最好能夠緊貼《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，將對應(yīng)章節(jié)列出來。

（2）技術(shù)手段。

STEAM 課程中涉及很多新興技術(shù)，如3D 打印技術(shù)、激光切割技術(shù)、編程技術(shù)。應(yīng)用這些技術(shù)能激發(fā)學(xué)生探究過程中的興趣，還能更好地解決問題。

（3）工程支持。

在項(xiàng)目實(shí)施中體現(xiàn)工程設(shè)計(jì)的理念。

（4）藝術(shù)設(shè)計(jì)。

借助項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生的審美是非常必要的，也是對學(xué)生精神世界的塑造。

（5）數(shù)學(xué)運(yùn)用。

在項(xiàng)目實(shí)施中運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，解決相關(guān)問題。

三、課程融合的形式

對于融合課程中多學(xué)科融合的設(shè)計(jì)方式有很多種，按照Fogarty 課程融合的方式，生物學(xué)融合課程結(jié)合了初中生物學(xué)教學(xué)的實(shí)際情況，在課程設(shè)計(jì)和實(shí)施的過程中主要采取網(wǎng)絡(luò)式和整合式。

網(wǎng)格式為確定一個(gè)主題，該主題會輻射到的科目，將其知識、目標(biāo)、概念進(jìn)行整合，形成網(wǎng)狀輻射性結(jié)構(gòu)，在解決這個(gè)主題問題的過程中獲取知識。因此，知識的生成順序不是固定的，而是根據(jù)學(xué)生的邏輯習(xí)慣決定的。在這個(gè)過程中，教師可以利用問題串的形式啟發(fā)學(xué)生，讓學(xué)生自主探究。這種方式涉及的學(xué)科多，對于學(xué)生的綜合能力挑戰(zhàn)性較強(qiáng)，它的適用范圍以問題為主題，將大問題分解成小問題進(jìn)行解決，解決過程中涉及各學(xué)科知識的融合。

整合式為跨學(xué)科的主題是從不同的多個(gè)學(xué)科中共有的概念和模式中提取出來的，通過尋找多個(gè)學(xué)科中共有的技能、概念和態(tài)度，將不同的學(xué)科混合起來。在整合模式中，需要不同的學(xué)科教師合作進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

四、教學(xué)模式及內(nèi)容設(shè)計(jì)

課程改革背景下存在多種教學(xué)模式，不同的體系各具特色，教師要根據(jù)實(shí)際情況采用不同的教學(xué)模式。在此次研究中，生物學(xué)融合課程的設(shè)計(jì)主要運(yùn)用“5E”教學(xué)模式。

5E 教學(xué)模式是一種基于建構(gòu)主義的探究式教學(xué)模式。5E 分別代表參與（Engage）、探究（Explore）、解釋（Explain）、精致（Elaborate）和評價(jià)（Evaluate）。

參與是教師設(shè)置項(xiàng)目引入的情境，將課程內(nèi)容置于有意義的生活實(shí)例中，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生想要探究的興趣，引入可以是視頻、實(shí)地考察等。

探究是問題解決的過程，由情境產(chǎn)生的問題，學(xué)生進(jìn)行合作探究，教師在其中對學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)，主要包括發(fā)現(xiàn)式探究、設(shè)計(jì)式探究和實(shí)驗(yàn)式探究。三種探究方式適用于不同情境，詳見表2。此階段注重培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力和動手實(shí)踐能力，促進(jìn)學(xué)生對知識的建構(gòu)。

表2 融合課程探究類型

解釋是對學(xué)生在探究過后的延伸，可以通過師生答疑、講演、演示等方式進(jìn)行，目的是將探究過程中所涉及的知識落實(shí)或者方案進(jìn)行解釋、補(bǔ)充。

精致是在解釋環(huán)節(jié)之后，對先前方案的完善與提升。學(xué)生在這個(gè)環(huán)節(jié)能夠?qū)⒅R落實(shí)，并且可以適當(dāng)遷移。教師引導(dǎo)，學(xué)生學(xué)以致用。

評價(jià)貫穿于整個(gè)教學(xué)過程，不是單純利用試卷來檢測學(xué)生對知識掌握的情況。評價(jià)應(yīng)該具有多元性。對于每節(jié)課應(yīng)該包括教師評價(jià)、學(xué)生互評和自我評價(jià)，提升每名學(xué)生的參與感。在學(xué)期結(jié)束后，教師可以給出相似的場景，讓學(xué)生擬定解決方案，從而檢測學(xué)生對知識的掌握情況。除此之外，教師還可以應(yīng)用智能化學(xué)習(xí)分析技術(shù)獲得更加全面的檢測信息。

五、結(jié)束語

文章以初中生物學(xué)為突破口，基于STEAM 教育融合理念，設(shè)計(jì)形成生物學(xué)融合課程，詳細(xì)介紹生物學(xué)融合課程的設(shè)計(jì)過程，包括融合主題的選定、教學(xué)目標(biāo)的確定、融合形式的確定、教學(xué)模式及內(nèi)容設(shè)計(jì)。通過對課程的實(shí)踐，可以較好地提升學(xué)生的自主探究能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)核心素養(yǎng)，還可以為生物學(xué)課程的新型教學(xué)模式提供新穎的思路，達(dá)成生物學(xué)教學(xué)目標(biāo)。