摘 要：STEAM教育是一種新型教育模式。在初中生物教學中運用STEAM教育，不僅能夠改變學生被動學習的局面，還能打破學科邊界，培養學生綜合運用多學科知識技能的意識和能力。文章分析了STEAM教育在初中生物教學中的運用意義，從創設跨學科融合情境、進行STEAM案例分析、設計STEAM操作活動、策劃STEAM項目探究、設計STEAM生物作業五個方面，論述了STEAM教育在初中生物教學中的運用策略。

關鍵詞：STEAM教育；初中生物學；教學策略

基金項目：本文系2021年甘肅省平涼市教育科學規劃課題“STEAM教育在初中生物教學中的實施策略研究”（課題立項號：［2021］PLG518）的研究成果。

作者簡介：吳霞（1987—），女，甘肅省平涼市第四中學。

在初中生物教學中運用STEAM教育，能調動學生生物學習主動性，提升學生動手操作、創新創造、人文素養等能力品質，是實現生物跨學科教育的主要途徑。為此，教師應該明確STEAM教育在初中生物教學中的運用意義，根據生物學課程內容和學生實際學情，將STEAM教育元素滲透到生物教學的各環節，堅持多學科融合思想，創設生物教學情境，開展豐富多彩的STEAM探究活動，從而有效培養學生的生物學科核心素養。

一、STEAM教育在初中生物教學中的運用意義

所謂STEAM教育，主要是指集科學、技術、工程、藝術、數學于一體的集成式教育模式。初中生物教學領域的STEAM教育，要求教師根據生物學課程目標，引入科學、技術、工程、藝術、數學等方面的內容，為學生創設趣味化學習情境，設計具有團隊協作、動手操作元素的生物探究活動，從而提高學生的生物學習效果和綜合素養。經過學情調查和理論實踐研究，筆者將STEAM教育在初中生物教學中的運用意義總結為如下兩個方面。

第一，有助于激發學生的生物學習興趣。在新課標背景下的初中生物教學中，教師要重視調動學生的學習主動性。生物學科知識具有一定的抽象性，學生理解起來存在一定難度，這會導致學生的生物學習態度不夠積極。而在生物教學中運用STEAM教育，能有效激發學生的生物學習興趣。STEAM教育的基本特點是多學科融合，能夠拓寬學生認知生物知識的空間。在生物教學中，教師可以根據課程知識點，搜集生物知識在科學、技術、工程、藝術、數學等領域的應用資料，并以圖文、視頻、動畫等形式呈現給學生，為學生營造直觀的生物學習情境，從而讓學生認識到生物和其他學科的密切聯系。這樣不僅能使學生感受到生物世界的魅力和精彩，而且能擴充學生的跨學科知識儲備，使學生對生物知識的學習由被動變為主動。

第二，有助于培養學生的生物探究和實踐創新能力。生物學科教學強調探究、實踐和創新，然而在傳統的灌輸式教學模式下，學生難以有效發揮主體作用，缺乏充足的自主探究和實踐機會。在初中生物教學中引入STEAM教育，最重要的意義就是有助于培養學生的生物探究和實踐創新能力。STEAM教育倡導學生進行協作探究、創意設計和動手操作。教師可以根據生物教學需要，以數學與科學為中心，結合工程技術和藝術元素，為學生創設生物模型制作、圖像繪制等實踐探究項目，組織學生以小組為單位，運用多學科知識技能，通過動手操作和創新實踐，合作完成生物實踐項目，這樣能鍛煉學生的探究、協作、動手實踐、創新創造能力，充分彰顯STEAM教育的運用意義。

二、STEAM教育在初中生物教學中的運用策略

（一）創設跨學科融合情境，激發學生的生物學習興趣

傳統生物教學的內容和手段都比較單一，學生在課堂上難以獲得新奇的學習體驗，無法對生物學科的學習產生較強的興趣。而STEAM教育具有多學科融合的特點，會涉及不同學科的知識。研究表明，教師在生物教學中引入其他學科的拓展資料，更容易集中學生的注意力。為此，教師應將STEAM教育運用于初中生物教學中，堅持知識跨界和場景多元的原則，結合生物學課程要點，搜集整理與課程內容有關的STEAM拓展資料，并借助信息化工具，以圖文、影像等形式展示給學生，創設跨學科融合情境，引導學生圍繞情境內容展開探討、交流，使學生了解生物知識在其他領域的具體應用和表現，最終激發學生的生物學習興趣。例如，在“鳥的生殖和發育”一課的教學中，教師可創設多學科融合情境，在電子白板上展示自然界中各類鳥巢的圖片和國家體育場“鳥巢”的圖片，同時布置任務：仔細觀察自然界的鳥巢和國家體育場“鳥巢”，說說它們之間有什么相似之處。學生討論后會得出：“鳥巢”體育場的基座和場館結構匯聚成網格狀，就像一個由樹枝編織而成的鳥巢一樣，結構設計上兩者十分相似。通過這樣的情境，教師能將仿生、工程、技術、藝術等學科的元素巧妙地融入生物教學中，讓學生對生物新課內容產生探索興趣。接著，教師再為學生播放白鷺等多種鳥類生殖發育過程的視頻資料，并提出問題：鳥類的生殖和發育過程一般包括哪幾個階段？學生探討后能得出：鳥類的生殖和發育過程一般包括求偶、交配、筑巢、產卵、孵卵和育雛六個階段。教師通過創設跨學科融合情境，能實現STEAM教育與生物學課程的初步整合，讓學生系統建構鳥的生殖和發育的概念，了解生物學知識在建筑工程設計中的實踐應用^［1］。

（二）進行STEAM案例分析，鍛煉學生的科學思維能力

科學思維是生物核心素養的重要組成部分，是學生必須具備的素養。STEAM教育的核心理念就是發展學生的科學思維，其強調問題生成和批判構建。教師運用STEAM教育，為學生精選相應的真實案例，引導學生挖掘案例中的生物知識以及STEAM要素，能夠促使學生養成尊重事實、嚴謹務實的求知態度。為此，在初中生物教學中運用STEAM教育時，教師應重視對STEAM案例的分析，利用打破學科界限的案例素材，通過設問啟發、合作共議等方式，幫助學生學習新知，從而鍛煉學生的科學思維能力^［2］。例如，在“植物的生殖”一課的教學中，教師可以進行STEAM案例分析，在白板上展示桃花和桃子的圖片，以及桃樹從開花到結果的過程示意圖。在學生了解案例內容后，教師可提出問題：從美麗的桃花到大大的桃子，中間經歷了哪些過程？學生分析案例后能得出：桃花盛開后，先是經過昆蟲傳粉，而后花瓣等逐漸凋落，留下子房部分繼續長大，最后發育成大大的桃子。然后，教師可繼續提出問題：在桃花變成果實的過程中，哪些結構的作用最大？學生在交流后能得出：雄蕊和雌蕊的作用最大，雄蕊花藥里有花粉，花粉可產生精子；雌蕊包括子房、柱頭和花柱，子房里有胚珠，胚珠里有卵細胞。接著，教師可讓學生簡略畫出雌蕊和雄蕊的示意圖，并在圖中準確標出花粉和卵細胞的位置。隨后，教師再組織學生合作梳理案例內容，并提出問題：從桃樹的案例來看，有性生殖具有什么特點？學生思考交流后能得出：有性生殖的后代具有雙親的遺傳特性。最后，教師可鼓勵學生使用多媒體設備，搜索其他能夠進行有性生殖的植物案例。學生動手搜索后可得到結果：有性生殖的植物還有玉米、黃瓜、西紅柿、櫻桃、蘋果、草莓……在這樣的STEAM案例分析教學中，學生既能感受到自然植物的美，又能提升信息資源獲取能力和科學思維能力，最終獲得生物學科核心素養的發展。

（三）設計STEAM操作活動，強化學生的生物實踐技能

生物是一門重實踐的學科，學生在學習生物知識時，往往需要依托實踐探究才能透徹地理解相應的原理。STEAM教育有別于傳統的單學科和重書本知識的教育方式，更強調發展學生的綜合能力，這與生物學科教學目標不謀而合。在初中生物教學中運用STEAM教育時，教師應該重視STEAM教育重實踐的特點，根據課程內容設計STEAM操作活動，在操作活動中融入科學、數學、藝術等元素，給學生提供動手動腦、實踐探索的機會，從而助力學生深入領會生物知識，提升生物實踐技能^［3］。例如，在“鳥的生殖和發育”一課中探究鳥卵的外形和結構時，教師可開展STEAM操作活動，先在白板上出示不同的鳥和鳥卵的圖片，讓學生上臺動手連線，為不同的鳥卵找“媽媽”。這樣通過動手連圖操作，學生能認識到不同鳥卵在大小、花色等方面存在差異。然后，教師可給學生提供雞蛋、解剖剪、鑷子、放大鏡、針管、解剖針等工具材料，組織學生分小組對雞蛋進行解剖。學生在解剖后能得知：雞蛋的結構包括蛋殼、蛋殼膜、氣室、蛋白、蛋黃、系帶等。接著，教師可繼續提出問題：受精卵在孵化過程中會形成胚胎，胚胎發育需要氧氣，可外面是蛋殼，那氧氣從哪里來呢？學生進一步操作觀察后，會發現蛋殼上是有氣孔的。在探究蛋殼膜的作用時，教師可以提出問題：為什么雞蛋有一層蛋殼膜？蛋殼膜有什么作用？對于這一問題，學生可能一時答不上來，對此，教師可用工程和科學領域的玻璃貼膜作為例子，引導學生討論得出蛋殼膜具有保溫、阻擋外界微生物等功能。這樣通過STEAM操作活動的開展，學生便能深刻認知鳥卵結構及各部分功能，并感知到自然中潛藏的藝術元素、科學和工程學原理。

（四）策劃STEAM項目探究活動，提高學生的生物探究素養

項目式教學是STEAM教育的主要實施方式之一，項目式教學能讓學生以群組為單位，協作實施項目探究活動，從項目探究中獲得綜合性的知識和技能。在初中生物教學中運用STEAM教育時，教師應該重視STEAM項目探究活動的創設，整合真實情境、有驅動作用的問題以及多學科知識，為學生設置探究項目及要求，組織學生協作討論、收集資料、操作探究，從而實現群體性的知識構建，提高學生的生物探究素養。例如，在“綠色植物對有機物的利用”一課的教學中，教師便可策劃STEAM項目探究活動。教師可以先為學生播放一組植物園景色的圖片，并提出項目問題：種子在萌芽過程中是否有能量轉化？學生在討論后能提出猜想：有能量轉化。然后，教師可揭示項目內容和要求：如何驗證種子在萌芽過程中的能量轉化？請大家分組查閱資料，設計實驗方案，通過操作、觀察和記錄，檢測種子萌發過程中的能量轉化。隨后，教師可將裝有萌發種子的甲保溫瓶、裝有煮熟種子的乙保溫瓶、溫度計等材料工具分發給各組，同時開放多媒體設備，讓學生自主、合作開展項目探究活動。學生在進行項目探究后會發現：甲瓶溫度升高，乙瓶溫度不變。此時教師可提出問題：為什么甲瓶溫度會升高？能量源于何處？學生在思考討論后可得出：甲瓶中的種子進行生命活動時需要能量，能量源于種子中的有機物。最后，教師再引導學生梳理項目探究的內容，讓學生歸納植物體利用有機物的方式。這樣，通過STEAM項目探究活動的開展，生物教學與科學、數學能進行有機融合，學生的生物探究素養以及綜合運用多學科知識的能力能得到顯著提高^［4］。

（五）設計STEAM生物作業，培養學生的創客探索精神

STEAM教育涉及創客內容，主張學生運用多學科知識和創意思維，創造個性化的作品。作業設計是初中生物教學的重要環節，教師在作業設計中滲透STEAM教育理念和創客元素，能點燃學生對生物作業的探究熱情。在初中生物教學中運用STEAM教育時，教師應強化對STEAM生物作業的設計，圍繞課程要點知識，設計創造性、開放性的作業，以激發學生的靈感，讓學生學會運用身邊的資源和多學科知識，得到多彩的作業成果，從而夯實學生的生物基礎，培養學生的創客探索精神^［5］。例如，在“消化和吸收”一課的課堂教學結束后，教師可以為學生設計這樣的STEAM生物作業：請大家課后用家里的碎布、硬紙板、鉛筆、別針、膠水等材料，制作一個人體消化系統模型。這樣的作業不僅能體現科學、技術、工程、藝術、數學等學科的要素，還能有效考查學生的知識掌握情況，促進學生創客探索精神的發展。

結語

綜上所述，在初中生物教學中運用STEAM教育，不僅能擴充學生的跨學科知識儲備，激發學生的生物學習興趣，還能培養學生的生物探究和實踐創新能力。教師在運用STEAM教育時，應根據生物學課程內容創設多學科融合情境，激發學生的生物學習興趣，并基于STEAM教育進行案例分析、策劃項目探究，設計操作活動和創造性生物作業，全面培育學生的科學思維能力、生物實踐技能、探究素養和創客精神，從而提高生物教學質量，實現STEAM教育在生物教學中的高效運用。

［參考文獻］

［1］王蕓蕓. STEAM教育理念下初中生物實驗教學模式實踐探索［J］.讀寫算，2022（16）：22-24.

［2］朱琦. 基于STEAM理念的初中生物項目學習探究［J］.成才之路，2022（6）：123-125.

［3］左承云. STEAM教育在初中生物教學中的運用［J］.文理導航（中旬），2022（2）：64-66.

［4］歐自龍. STEAM教育在初中生物教學中的運用［J］.試題與研究，2021（19）：173-174.

［5］吳麗麗. 基于STEAM教育理念的初中生物教學探究［J］.科普童話，2019（43）：113.