STEM视野下的生物实践活动研究
STEM教育是一种教育理念,注重学科知识与现实世界的联系,在学科之间相互支撑、相互补充、共同发展,在相互碰撞中培养学生的各方面技能和认知,强调学生的主动探索精神。
研究目的
济南版的初中生物只有两学年4册课本,涉及的探究实验和课外实践有48个。济南育秀中学自2017年组织学生开展社团活动以来,生物组结合学科特点,为社团活动开发了一系列拓展课程。将生物课程涉及的探究实验和课外实践活动整合为适宜学生动手、动脑的项目式STEM课程。通过研究,教师在使用和处理初中生物教材时,从有效教学的需要出发,对教材进行整合和开发,引发教师的深层次思考,激发教师的创新潜能,更新教师的教育观念,促进生物教师专业发展,从而提高初中生物教学质量。教师们将过去的课程重新梳理、分析,提炼出STEM理念相关内容,然后通过研究进一步丰富STEM理念的切入点,融合化学、数学、物理、地理等学科相关知识,通过解决生活和生产实践中的实际问题,培养学生的自主探究能力,提高学生的科学素养,以期让学生在探究能力、学习能力和解决问题能力方面有更好的发展,并能够在责任感、合作精神和创新意识等方面得到提高。
研究成效
改变了学生的思维方式。随着STEM课程模式在我校的推行和实践应用,学生自主发现问题、提出问题的意识增强,课堂更加活跃。同时,学校提供的各种有利资源,使得学生的学习行为开始由接受型慢慢转变为发现问题,提出问题,主动动脑、动手解决问题的学习过程,提升学习效率,成果丰富。不但生成了以生活情境为背景,以“提出问题——解决问题——表达交流”为课程环节的课程模式,而且在教、学、研的氛围下,学生研究的成果《寻找观察植物气孔的最佳实验材料和探究影响气孔开闭的因素》在生物学科实验创新大赛中获得一等奖。
增加了教师的研究动力。通过尝试STEM模式的生物教学研究,拓宽了教师的教学维度,增加了课堂教学的深度,提升了教师整合教学资源的能力。教师不但尝试整合本学科的教学体系,生成独立的项目体系,而且综合各个学科的相关知识进行了生物相关项目的研究和知识拓展,提升了教师的教学研究水平。两年来,生物组成员4人撰写的论文在校刊发表,5人获得创新实验大赛一等奖,两人获得德育优质课评比一等奖,两人获得教学素质比赛一等奖。
生成了有序的STEM项目校本活动。通过实践,目前生成了以校本活动为依托的三类STEM项目生物课题的学习活动:生物模型制作大赛(目前已举办两届,每年一届)、拓展课、科技节(已举办三届,每年一届)。校本活动不但拓宽了学生的视野,而且帮助学生形成了多学科解决问题的思维模式。
完成了校本STEM项目课程的专题教材撰写。以葡萄酒的酿制为例,在生物组所有成员的共同参与下,以葡萄酒的起源、发酵原理、葡萄酒酿制过程中的各种影响因素为内容,汇编成项目式学习的教材《葡萄酒的酿制》。教材围绕葡萄酒的酿制这一主题,实现了各学科资源的整合,帮助学生解决了葡萄酒的起源问题。通过学习发酵原理,学生尝试酿制葡萄酒,并且通过实验研究了葡萄酒风味的影响因素和不同品种葡萄对葡萄酒风味的影响。课程以STEM项目设计为理念指导,使学生对葡萄酒的酿制有了充分而成体系的认知,实现了学生从知识、能力到情感态度价值观的三维培养目标。
反思
在资源建设方面可以继续拓宽资源渠道,以校本资源为基础,开发生物课程和社区以及社会资源的联系。
加强教师的科研能力培训,提升教师的研究能力,以便更好地指导学生创新、创造。