STEAM教育理念在線上初中生物教學(xué)實踐中的應(yīng)用

摘 要：線上教學(xué)對于現(xiàn)代中學(xué)教學(xué)具有重要意義。初中生物是一門需要學(xué)生動手實踐的課程，在線上生物教學(xué)中，教師與學(xué)生之間的溝通、互動受到影響，學(xué)生無法近距離觀察、操作實驗，難以有效掌握生物知識點。而在線上教學(xué)中，教師通過應(yīng)用STEAM教育理念，利用豐富的教育資源，引導(dǎo)學(xué)生獨立學(xué)習(xí)和設(shè)計實驗方案、自主研究科學(xué)問題，能夠培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與科學(xué)探究能力；通過科學(xué)的教育評價對教學(xué)方法進(jìn)行綜合評定，能夠為教學(xué)方法的改進(jìn)提供依據(jù)。文章闡述了教師應(yīng)如何結(jié)合STEAM教育理念，在線上教學(xué)中充分培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：線上教學(xué)；教學(xué)設(shè)計；STEAM；初中生物

STEAM教育理念是一種重要的教育理念，STEAM是科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)的英文單詞首字母。科學(xué)即探索自然科學(xué)規(guī)律；技術(shù)是探索自然界規(guī)律所需的技能；工程是人通過改造，進(jìn)而加工出具有價值的產(chǎn)品的過程；藝術(shù)是指審美和創(chuàng)造美的能力，包括音樂、美術(shù)、語言等藝術(shù)；數(shù)學(xué)是指利用數(shù)學(xué)邏輯思維，分析問題和解決問題的能力。STEAM教育理念鼓勵學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題，并獨立自主地設(shè)計實驗，利用數(shù)學(xué)、工程、藝術(shù)、科學(xué)等多方面的知識研究問題，最終解決問題。STEAM教育理念強調(diào)以學(xué)生為中心，讓學(xué)生能夠從零散的、機械的知識中抽象并建立一個完整的知識體系。利用STEAM教育理念培養(yǎng)學(xué)生的獨立學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識和解決實際問題的能力，對于提高初中生物線上教學(xué)質(zhì)量和提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)具有重要意義。

一、STEAM教育理念與初中生物核心素養(yǎng)培養(yǎng)

初中生物是一門實踐性極強的學(xué)科。在學(xué)習(xí)生物時，學(xué)生能通過探究動植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及生理特征等，培養(yǎng)觀察能力、分析判斷能力、邏輯思維能力、想象及創(chuàng)新能力。初中生物學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任等方面。核心素養(yǎng)培養(yǎng)的目的是讓學(xué)生在面對科學(xué)問題時，能夠獨立運用學(xué)科知識，從科學(xué)、社會、生命觀念等角度全方位分析問題并解決問題。而STEAM教育理念同樣強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生獨立運用科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等多方面的知識分析和解決問題的能力。從此角度來看，核心素養(yǎng)教育理念同STEAM教育理念是相通的。運用STEAM教育理念指導(dǎo)生物課程設(shè)計，豐富教學(xué)項目和教學(xué)方法，能彌補傳統(tǒng)教育的不足，拓展學(xué)生邏輯思維，加深學(xué)生對知識的理解，提高初中生物教學(xué)效率，有助于培養(yǎng)學(xué)生的生物核心素養(yǎng)。

二、STEAM教育理念對線上初中生物教學(xué)的指導(dǎo)意義

生物屬于自然科學(xué)，強調(diào)學(xué)生通過觀察、實驗獲得生物學(xué)知識，通過生物課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力，形成科學(xué)的思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。在傳統(tǒng)的線上教學(xué)中，教師往往只借助視頻來講解實驗，使學(xué)生處于被動接受知識的狀態(tài)，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力的發(fā)展。STEAM教育理念強調(diào)學(xué)生的主動性，鼓勵學(xué)生獨立發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。教師運用STEAM教育理念，設(shè)計初中生物線上教學(xué)實驗方案，能凸顯學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生在日常生活中利用可獲取的素材，完成生物實驗設(shè)計，通過實驗獲取生物學(xué)知識，并掌握文獻(xiàn)搜索、團隊協(xié)作、問題分析、創(chuàng)新設(shè)計等技能，形成創(chuàng)新思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

三、STEAM教育理念在線上初中生物教學(xué)實踐中的應(yīng)用

（一）建立豐富的學(xué)習(xí)素材資源庫

首先，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容搭建知識體系框架，確定每一章節(jié)的教學(xué)要點，并根據(jù)教學(xué)要點，利用網(wǎng)絡(luò)搜集圖片、視頻和文獻(xiàn)等資源。然后，教師根據(jù)章節(jié)的教學(xué)框架對視頻、圖片和文獻(xiàn)進(jìn)行分類，利用網(wǎng)盤建立素材資源庫，供學(xué)生下載和學(xué)習(xí)。教學(xué)資源庫要契合生物課程的特點，內(nèi)容包括生物認(rèn)知素材、實驗技能素材、知識講解素材等。教師也可以制作微課件，供學(xué)生學(xué)習(xí)。學(xué)生借助豐富的教學(xué)素材資源庫，能夠自主學(xué)習(xí)生物課程內(nèi)容。以“環(huán)境中生物的多樣性”這部分知識的教學(xué)為例，教師可分別選取地球的溫帶、熱帶和寒帶的代表性植物的視頻或圖片，讓學(xué)生直觀地感知地球植物的多樣性，同時教師可搜尋一些植物的研究文獻(xiàn)，讓學(xué)生深入了解植物對人類的作用。例如，教師可以選取一些具有藥用價值的植物的科研文獻(xiàn)，激發(fā)學(xué)生研究自然植物的興趣。在課程資源制作過程中，教師要注重選取學(xué)生知識范圍內(nèi)的教育資源，過于深奧、超出學(xué)生認(rèn)知能力范圍的內(nèi)容會增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。基于STEAM教育理念的初中生物線上教學(xué)模式流程示意圖如圖1所示。

（二）教師引出科學(xué)問題

教師要圍繞課程教育大綱，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)課程知識點，激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣。教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)課程知識的過程中，要結(jié)合課程大綱，避免教學(xué)偏離課程目標(biāo)。例如在學(xué)習(xí)“單細(xì)胞生物”這一部分知識時，教師可通過“饅頭發(fā)酵”實例來引入新課，提出問題：為什么面粉會發(fā)酵？進(jìn)而引入單細(xì)胞生物的相關(guān)知識。此外，教師也可以借助精彩的教學(xué)視頻、圖片，來展示微生物的形態(tài)，如藻類、草履蟲、酵母菌等。當(dāng)學(xué)生對單細(xì)胞生物有了深刻印象后，教師便可提出科學(xué)問題：不同微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)分別是什么樣的？單細(xì)胞生物是如何代謝的？接著，教師可以圍繞科學(xué)問題，建立問題研究項目，讓學(xué)生以研究項目的形式自主發(fā)掘問題并解決問題。科學(xué)問題的引入和問題研究項目的建立，能激發(fā)學(xué)生的求知欲望，有助于學(xué)生形成全面分析問題的能力，調(diào)動學(xué)生參與課程學(xué)習(xí)的積極性。

（三）學(xué)生自主學(xué)習(xí)研究

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，當(dāng)明確課題項目后，教師要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。學(xué)生首先要利用資料庫及網(wǎng)上資源，搜尋與課題項目相關(guān)的資料，并分析整合資料內(nèi)容；然后明確課題的研究過程，獨立設(shè)計實驗方案與流程。在學(xué)生設(shè)計課題研究方案時，教師可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，鼓勵學(xué)生在設(shè)計方案時提出質(zhì)疑，這樣有利于提高學(xué)生的思辨能力及交流合作能力。教師要運用STEAM教育理念指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)地設(shè)計實驗方案，利用生物知識去評估實驗的可行性與合理性，分析方案的優(yōu)缺點。在實驗設(shè)計階段，教師要鼓勵學(xué)生充分利用生活中可獲取的實驗素材，提高實驗的可行性。例如，在進(jìn)行“單細(xì)胞模型制作”實驗時，學(xué)生可以利用家中的綠豆、黃豆、塑料、雞蛋等材料，降低實驗的難度。現(xiàn)代教育背景下，教師應(yīng)注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，如學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)等，將教學(xué)內(nèi)容巧妙地融入科學(xué)問題中，讓學(xué)生獨立自主地進(jìn)行學(xué)習(xí)研究，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提升教學(xué)效果。

（四）研究成果展示與評價

學(xué)生的研究成果展示與評價可反饋學(xué)生對生物知識的掌握情況。在實驗結(jié)束后，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生進(jìn)行研究成果展示。展示研究成果的手段多種多樣，有PPT、實驗?zāi)Ｐ汀⒁曨l等不同的形式。成果展示完后，教師還要通過在線課堂，鼓勵學(xué)生進(jìn)行組內(nèi)自評、組間互評。而教師也要基于STEAM教育理念對學(xué)生進(jìn)行評價，判斷學(xué)生是否在設(shè)計實驗、分析問題、成果展示等環(huán)節(jié)，用到了科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)的知識。例如，在開展“單細(xì)胞模型制作”的實驗時，學(xué)生應(yīng)利用所學(xué)的生物知識構(gòu)建細(xì)胞的組成結(jié)構(gòu)，利用工程和技術(shù)知識制作模型的骨架，利用數(shù)學(xué)知識計算細(xì)胞的各種元素的占比，借助藝術(shù)知識使成果展示更加豐富。教師在組織學(xué)生進(jìn)行自評與互評時，應(yīng)注重考查學(xué)生在建立問題模型、分析問題、解決問題及成果展示過程中的協(xié)調(diào)能力，考量學(xué)生團隊是否能夠順利歸納問題、小組成員是否全員參與，解決問題的思路是否清晰、方法是否正確、是否得出了正確的結(jié)論等。

（五）教學(xué)方法改進(jìn)

課程實驗與評價結(jié)束后，教師應(yīng)結(jié)合課前預(yù)習(xí)、課中實驗成果展示和課后評測對教學(xué)效果進(jìn)行評估，并總結(jié)整個教學(xué)方法的優(yōu)缺點，針對教學(xué)中存在的不足進(jìn)行改進(jìn)，提高教學(xué)效果。教師可以對教學(xué)過程中的要素進(jìn)行打分，檢驗?zāi)壳皩嵭械慕虒W(xué)方法是否能夠提高學(xué)生對課程知識的理解能力，是否能使學(xué)生真正掌握課程知識，是否能使學(xué)生掌握科學(xué)分析問題和解決問題的方法。教師可采用表格評分的方法對教學(xué)方法進(jìn)行評測，如表1所示。教學(xué)評分要從多方面體現(xiàn)課程教學(xué)的關(guān)鍵要素，努力使評分結(jié)果客觀、準(zhǔn)確。學(xué)習(xí)成績是評價教學(xué)方法的最直接的依據(jù)，也是教學(xué)考核的重要一環(huán)。因此，教師要依據(jù)知識測驗，評價教學(xué)效果，并通過客觀的評分改進(jìn)教學(xué)方法，使學(xué)生與教師共同進(jìn)步。對于教學(xué)評分反映出的學(xué)生的薄弱之處，教師應(yīng)給予足夠重視，并對此進(jìn)行深入的教學(xué)講解，提高學(xué)生的能力，彌補學(xué)生的不足。

四、對基于STEAM教育理念的線上初中生物教學(xué)實踐的思考

線上教學(xué)作為一種全新的教育模式，仍然處于起步階段。互聯(lián)網(wǎng)上的教育資源是極其豐富的，教師如何合理地利用互聯(lián)網(wǎng)資源，豐富、充實自己的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能夠?qū)χR學(xué)習(xí)產(chǎn)生更大興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，是一個值得探討的問題。STEAM教育理念雖然能夠較為全面地促進(jìn)學(xué)生發(fā)展，但是也存在一定的局限性。新時代的學(xué)生大多被互聯(lián)網(wǎng)和各種電子產(chǎn)品包圍，當(dāng)前的教育很難繞開互聯(lián)網(wǎng)，因此教育工作者應(yīng)圍繞互聯(lián)網(wǎng)和教育理念進(jìn)行探究。以STEAM教育理念和生物核心素養(yǎng)為基礎(chǔ)，結(jié)合線上教育模式，創(chuàng)新教學(xué)方法和教育理念，是教育發(fā)展的一個方向。

結(jié)語

線上教學(xué)是一種全新的教育模式，教師應(yīng)基于STEAM教育理念，對初中生物線上教學(xué)方法進(jìn)行探索，不斷地改進(jìn)教學(xué)方法和創(chuàng)新教育理念，引導(dǎo)學(xué)生適應(yīng)線上教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)初中學(xué)生的生物核心素養(yǎng)。

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作者簡介：竇佩娟（1987—），女，江蘇省張家港市常青藤實驗學(xué)校。