基于STEM教育理念的高中生物教学探析
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作者:令永霞
【摘要】将STEM教育理念应用到高中生物教学中,能够使学生的学习场所从课堂和学校中跳脱出来,引导学生运用相应的生命理念,了解和感知生物世界,探索生命现象背后蕴含的原理,有助于提高学生的逻辑思维能力,使其遇到问题时,能够运用多学科知识去对问题进行分析和解决。而在相应的生物实验和实践活动中,教师也可以传授相关科普知识,培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力,提高学生生物学科核心素养。文章从STEM教育理念的内涵出发,分析了STEM教育理念在高中生物教学中的作用及应用。
【关键词】高中生物;STEM教育理念;概述;作用;应用
【中图分类号】G633.91【文献标志码】A【文章编号】1004―0463(2022)11―0057―04
STEM教育理念其核心宗旨在于提高青少年的创新能力和实践能力,保证教育教学的有效性。STEM教育理念强调科学、技术、工程与数学学科的有机融合,以跨学科综合知识及手段为支撑,解决现实问题。将STEM教育理念应用到高中生物教学中,能够推动学生学习思维的转变,培养其形成良好的学习习惯和思维习惯,促进学习效率和效果的提高。
STEM包含了四门不同的学科,首先是Science(科学),其核心在于认识世界,可以对自然界存在的客观规律进行解释;其次是Technology(技术)以及Engineering(工程),两者可以在认识自然,尊重自然规律的基础上,对世界进行合理改造,实现人与自然的和谐共处,分析和解决社会发展中遇到的各种问题;然后是Mathematics(数学),可以将其看作是技术与工程学科在改造世界过程中的基础性工具[1]。STEM教育理念强调对学生的科学素养、技术素养、工程素养以及数学素养进行培养,强调借助开放化和动态化的课程教育模式,引导学生结合自身掌握的知识,分析和解决问题,有助于推动学生知识体系的优化和完善。STEM教育理念的核心体现在跨学科教育模式,强调不同学科知识之间的融会贯通,形成完善的知识体系,具备融合性的特征。在运用STEM教育理念实施教学活动的过程中,应该注重学生的自主探究,教师的教学互动更多的是一种补充和完善,在推动教学目标实现的过程中,能够拓展学生的思维和视野,促进学生解决问题能力的提高。
STEM教育理念的内涵体现在三个方面:一是真实的问题解决情境。STEM教育理念的核心是建构主义理念,属于一种情境教学模式,关注情境的真实性和有效性,要求教师在实施教学活动的过程中,能够在真实的问题情境中引导学生主动探索,教学内容和课堂形式都会在一定程度上影响问题的解决。对此,教师需要合理安排教学环节以及活动实施的过程,设计出贴合教学内容的问题情境,帮助学生更好地学习知识,解决问题[2]。二是跨学科的知识整合。STEM教育理念并不是简单地将上述四门学科叠加在一起,而是从问题解决情境的实际需求出发,对学科中的相关知识梳理整合,实现问题的有效解决。三是创新人才培养。STEM教育理念强调对学生问题解决能力以及创新实践能力的培养,在教育教学过程中应该以学生发展为核心,在问题情境中,引导学生合理地运用综合学科知识进行探究实践,以此来激发学生的想象力和创造力。
STEM教育理念强调以真实的问题解决情境进行教学,融入各个学科的相关知识,尊重学生的主体地位,引导其动手实践,思考和解决问题[3]。
1.推动学生全面发展。《普通高中生物学课程标准》明确提出,应该加强学科之间的联系,帮助学生更好地理解生物知识,形成科学的生命观以及正确的世界观。将STEM教育理念应用到高中生物教学中,能够推动学生的全面发展。科学学科可以帮助学生更好地了解现实世界,认识客观规律;工程学科可以培养学生的科学认知思维能力以及独立思考能力;技术学科可以使学生掌握问题解决的策略和技能;数学学科则能够获取有效的分析推理方法。学生可以通过小组合作的方式,围绕相应的主题,实施活动方案设计,依照自身的想法来提出方案设想,培养创新精神。在评价环节,教师可以从小组整体学习过程,以及作品完成情况进行综合评估。通过有效的合作活动,能够推动师生之间的相互学习和交流,很好地满足了新课标的要求[4]。
2.培养学生核心素养。STEM教育理念能够摆脱单一学科教学对学生思维产生的束缚,确保学生能够掌握相关学科的专业知识,提高学生的动手操作能力和创新实践能力。在高中生物教学中STEM教育理念的应用,能够将生物学科与物理学科、化学学科等紧密联系起来,通过多学科知识学习的方式,引导学生运用整合思维更好地理解知识,对零碎化的知识进行组合运用。STEM教育理念下,学生可以通过跨学科学习的方式,了解概念之间的关系,促进其生命观念的形成;教师则可以借助一些现实生活中的话题或者案例,进行课堂情境的创设,促进学生对国家以及社会认同感的提升。在实践环节,教师应该做好相关资料的搜集和整理,帮助学生更好地掌握生物知识,了解事物的本质特征及客观规律,也可以培养学生的探究精神及科学思维。
1.创设教学情境。STEM教育理念中,情境性是最为典型的特点,生物教师应该选择与教学内容相关,同时贴合生活实际的情境进行教学,良好的教学情境能蛲贫生物教学目标的顺利实现,也可以使学生在解决问题的过程中,获取新的知识,感受生物学习的乐趣,激发其对于学习的兴趣[5]。
2.提出研究问题。通过相应的情境渲染后,学生可能会提出各种各样的问题,而所有的这些问题基本都来自现实生活情境。高中生物教师应该引导学生运用自身掌握的知识和经验,分析和解答问题,作出科学的点评,通过与学生的共同讨论,确定最终需要研究的问题,要求学生就问题进行更深层次的思考和讨论。通过这样的方式,可以引导学生从多个角度对问题进行全面系统的分析,使得学生主动参与到课堂教学活动中[6]。
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