基于STEAM教育理念的高中生物跨学科融合教学研究
​吴佳凤
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​吴佳凤,. 基于STEAM教育理念的高中生物跨学科融合教学研究[J]. 生物技术研究,2024.7. DOI:10.12721/ccn.2024.157062.
摘要: STEAM教育理念是一种以跨学科的知识融合为基础,强调科学、技术、工程和艺术等多学科间相互渗透、相互促进的综合教育模式。它打破了传统教学中“分而治之”的模式,强调在真实情境下将学生的学习过程融入到完整的项目实践中去,以此实现知识与能力的共同提高。基于 STEAM 教育理念的生物课堂,其核心在于以学生为中心,重视培养学生的创新思维能力和动手实践能力,使学生在完成一个个项目的过程中,学会对问题进行分析与解决。本文结合高中生物的特点,探讨基于STEAM 理念的高中生物跨学科融合教学策略,以期为教师们提供参考。
关键词: STEAM教育理念;高中生物;跨学科融合
DOI:10.12721/ccn.2024.157062
基金资助:

1创设情境,激发学生学习兴趣

(1)利用动画视频创设情境。高中阶段的学生好奇心强,对新鲜事物充满好奇,喜欢用各种感官去观察世界。在教学中,教师可以利用视频资料来营造出生动形象的教学场景,引导学生思考与讨论,让他们从“要我学”转变为“我要学”,从而达到提高课堂效率的目的。例如,在学习《人体内环境稳态的调节》一节时,教师可以借助视频资料展示人体血液循环的动态过程,使抽象的理论知识变得直观易懂,以此引发学生的思考:“为什么人会出现贫血?”“如何预防贫血呢?”并通过问题的层层深入,激起学生的探究欲望,将抽象的生物概念具体化,实现生物学知识的落地。

(2)结合实际生活创设情境。现实生活中,人们对于身边的一些现象总是特别关注,尤其是与自身密切相关的内容。如有的同学比较挑食,不爱吃蔬菜;有的同学吃饭时狼吞虎咽,经常剩很多饭菜……这些都与机体内的营养物质代谢有关系。教师可以根据学生的兴趣点,适时地将教材中关于营养学的知识融入进来,设计一些与实际生活紧密联系的活动,使学生认识到生物科学与生活息息相关,从而产生浓厚的学习兴趣。例如,在学习《光合作用》一节时,教师可以带领学生走出教室,来到校园里的植物种植区,观察植物的生长情况,让学生在观察的同时提出自己的疑问:“为什么有的植物只开花不结果?”“为什么有的植物叶片发黄脱落?”“为什么有的植物叶片墨绿油亮?”等,然后带领学生一起查阅资料,寻找原因,最后总结归纳出其中的规律,并加以实践验证,这不仅有助于学生形成良好的学习习惯,还能培养学生的科学素养。

2整合资源,促进跨学科知识的融合

跨学科教学可以实现不同学科之间的渗透,促进知识的综合性和系统性,从而帮助学生建立起更为丰富的知识体系。但是在现实教学中,部分教师只重视对生物知识的讲解与传授,忽视了其他学科间的融合,导致学生在学习过程中不能形成完整的知识体系,限制了学生综合能力的提升。

例如在《遗传学》一课中,教师可将该课程内容与语文、数学、英语等学科进行融合,创设具有挑战性的学习任务,引导学生利用多种方法解决问题。如当学生遇到“杂交育种”这一难题时,教师可先让他们分别用三种不同颜色的彩笔画出自己心中最理想的杂交组合,再一起探讨这种杂交方式是否可行,以及采用何种杂交方式更有利于培育出优良的农作物品种。通过这样的活动设计,不仅能够使学生将已学的生物知识应用到实际情境中去,还可以培养学生的逻辑思维能力和语言表达能力,激发他们进一步学习生物的兴趣。

又如在《细胞的结构》一课中,教师可与美术学科进行跨学科融合,带领学生动手制作简单的结构模型,并围绕着模型讨论其内部结构。学生可以结合已有的显微镜观察经验,发挥想象,绘制出自己心目中细胞的形态,并分析不同类型的细胞都是如何按照一定规律排列组成的。学生们还可以把自己绘制的细胞结构图分享给大家,相互评价,以达到相互交流、相互学习的目的。在这个过程中,学生们会发现细胞不仅具有多种多样的形态,而且有着严密的组织结构,它就像一个工厂,各种机器各司其职,有条不紊地工作着,最终才生产出我们所需的产品——人类。这样一来,学生们就可以在形象化的学习过程中,加深对细胞结构的认识,构建起关于细胞的整体概念,进而在脑海中形成完整而系统的细胞学知识体系。

3角色转换,构建协作学习模式

在传统的教学中,教师始终扮演着“传道授业解惑者”的角色。而 STEAM 模式下的生物教学强调学生主体地位的回归,要求教师成为学习的参与者、引导者和协助者,为学生提供交流与合作的平台。因此,教师需要将自身由“知识提供者”转变成“学习组织者”“问题解决者”,通过角色转换让学生感受到同伴间的积极互动和尊重,促进师生间的良性互动,从而形成良好的学习氛围。

例如,在探究“植物细胞壁成分及结构特点”的过程中,我让学生分组讨论:根据前期收集的资料,写出各小组认为植物细胞壁主要由哪些物质构成,它们是如何连接起来的?每组都要对自己提出的假设进行说明,并提出实验方案。同时,每位同学选择一个具有代表性的细胞模型,按照规定的实验步骤进行操作,其他同学负责观察记录。这样做一方面可以使各小组之间相互取长补短,另一方面也能加深学生对有关知识的理解。之后,学生们再通过口头汇报的方式,向全班展示自己小组的实验结果。这样,不仅丰富了学生的思维,还提高了他们的表达能力。最后,老师和部分学生代表一起组织课堂研讨,总结归纳同学们的实验结果,分析出现问题的原因,并引导大家思考如何改进实验方案。整个过程以“项目式”任务驱动为目标,有效地调动了学生参与的积极性,使他们真正成为了课堂上的主人。

除了上述方法外,教师还应根据课程内容和学情灵活选择适合的教学形式,如讲授法、探究法等,进而构建高效的协作学习模式。例如,在探究“种子萌发的条件”这一知识点时,为了使学生更好地掌握相关知识点,我们设计了以下情境:小明家有很多小麦种子,他打算种植一些小麦。为了种好这些小麦种子,他查阅了大量的资料,发现小麦种子发芽的适宜条件是温度和水分。那么,目前气温已接近零摄氏度,加上冬天寒冷,该如何帮助小麦种子安全过冬呢? 此时,学生就会主动去寻找相关资料,了解不同地区冬季的天气情况以及小麦种子的越冬技巧。之后,教师根据学生的回答,设置“我是小小育种师”活动,并将活动设计成游戏的形式,要求学生扮演各种角色,例如科学家、播种人、农民等,分别阐述自己所扮演的职业对于小麦种子越冬的意义,再模拟实际生活中的情景,想办法为小麦种子营造温暖的环境。最后,教师组织学生进行讨论,评选出最具创意的作品,并进行展示评比。这样做既培养了学生的实践能力,又锻炼了他们的应变能力,还增强了他们的团队协作意识。

结语

STEAM理念下的跨学科教学,为学生提供了一个更为广阔的学习平台。它使课堂不再局限于生物学科内,而是能够实现多学科知识的相互融合与创新,从而培养出具有创新思维和动手实践能力的生物人才。教师应充分发挥自己的创造性和主观能动性,借助现代化教学设备,结合不同教学内容设计合理、新颖的项目任务,并引导学生在小组合作中对项目进行不断优化,使其在学习生物知识的同时,也能培养他们的创新思维能力和团队协作能力。这样才能真正达到 STEAM 教育理念所要求的目的。

参考文献

[1]刘生辉. 高中生物课堂教学评价的应用研究 [J]. 国家通用语言文字教学与研究, 2023, (02): 82-84.

[2]白红瑜. 依托希沃白板打造精彩高中生物课堂 [J]. 数据, 2023, (02): 127-128.

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