黃晶晶

【內(nèi)容摘要】STEM理論視野下的高中生物教學(xué)，注重培育學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。在高中生物教學(xué)中，融入STEM教育，有助于學(xué)生掌握生物學(xué)本質(zhì)。實(shí)踐中，教師可以通過本質(zhì)追問、探究實(shí)踐和構(gòu)筑結(jié)構(gòu)等方式，讓學(xué)生的生物學(xué)習(xí)逐步走向綜合、動(dòng)態(tài)與開放。

【關(guān)鍵詞】STEM理論 生物學(xué)習(xí) 核心素養(yǎng)

學(xué)生的“核心素養(yǎng)”，是指學(xué)生適應(yīng)未來社會(huì)發(fā)展和自身發(fā)展的關(guān)鍵能力和必備品格。所謂“生物學(xué)科素養(yǎng)”，是指學(xué)生通過生物學(xué)學(xué)習(xí)后，沉淀、內(nèi)化而成的帶有生物學(xué)科特性的能力和品格，它是科學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成。STEM為科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的簡稱，它的本質(zhì)上是為學(xué)生提供一個(gè)認(rèn)識(shí)事物、認(rèn)識(shí)世界的整體視角。在高中生物教學(xué)中，融入STEM理論，有助于學(xué)生掌握生物學(xué)本質(zhì)，形成核心素養(yǎng)。

一、本質(zhì)追問，通過問題引領(lǐng)學(xué)習(xí)

問題是高中生物學(xué)的心臟，也是高中實(shí)施STEM生物教學(xué)的“起搏器”。在高中生物教學(xué)中，教師可以通過問題，激發(fā)學(xué)生對(duì)新知的探究熱情，拉近學(xué)生與新知的心理距離，導(dǎo)引學(xué)生步入“不憤不啟不悱不發(fā)”的“受發(fā)”狀態(tài)。這些問題，有的來自于生物學(xué)教科書，有的則是教師的精心預(yù)設(shè)，還有的來自于主體間的互動(dòng)。通過問題設(shè)置，引導(dǎo)學(xué)生生物學(xué)習(xí)切入“最近發(fā)展區(qū)”（維果茨基語）。

例如教學(xué)《植物生長素的生理作用》，筆者采用“問題串”的形式，導(dǎo)引學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，他們?nèi)ゴ秩【?、去偽存真、由表及里、由此及彼地自我建?gòu)。在問題串的導(dǎo)引下，學(xué)生的生物學(xué)習(xí)循序漸進(jìn)，努力催發(fā)自我生物學(xué)思維的提升。問題1：植物生長素是怎樣發(fā)現(xiàn)的？問題2：植物生長素產(chǎn)生的部位、感受光刺激的部位、向光彎曲的部位分別是什么？問題3：植物生長素的功能和作用是什么？問題4：植物生長素生理作用有怎樣的兩重性？問題5：植物生長素類似物的功能有哪些，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)如何運(yùn)用這些激素？問題6：植物的不同器官對(duì)生長素的敏感度如何？問題7：你能利用植物生長素的作用來獲得無子茄子嗎？……

通過或設(shè)定或生成的問題串，不僅可以拓展學(xué)生的生物思考廣度和深度，而且可以刺激學(xué)生的問題意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地投入到生物觀察、探究、實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)過程之中去。通過營造集體思考的氛圍，引導(dǎo)學(xué)生討論、交流等方式提高學(xué)生所獲得的生物知識(shí)思維含量，培養(yǎng)學(xué)生生物思維能力，形成學(xué)生的STEM生物理論素養(yǎng)。

二、親歷探究，通過實(shí)踐引領(lǐng)學(xué)習(xí)

在高中生物學(xué)習(xí)中，探究能夠讓學(xué)生獲得生物學(xué)習(xí)的基本方法和基本技能。因此，引領(lǐng)學(xué)生親歷生物學(xué)學(xué)習(xí)探究過程，能夠幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題。STEM生物教育尤其重視生物“綜合與實(shí)踐”活動(dòng)。在實(shí)踐中，教師可以設(shè)置一些探究性實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供一個(gè)能自主思考、合作交流、探究創(chuàng)新的空間，激發(fā)學(xué)生的好奇心、求知欲，點(diǎn)燃學(xué)生智慧的火花，提升學(xué)生的實(shí)踐力。

例如教學(xué)《如何提高光合作用速率》，學(xué)生由于受到先前生物知識(shí)影響，主觀地產(chǎn)生了一些生物迷思概念。如有學(xué)生認(rèn)為提高光照強(qiáng)度、提高溫度以及增強(qiáng)二氧化碳的濃度等可以提高植物光合作用速率。對(duì)于學(xué)生的迷思概念，筆者沒有采用說教的方式，硬生生地強(qiáng)迫學(xué)生接受一些生物觀念，而是引導(dǎo)學(xué)生展開生物綜合與實(shí)踐活動(dòng)。筆者將學(xué)生帶到溫室大棚和田埂上參觀學(xué)習(xí)。學(xué)生本能地感受到了大田里靠增強(qiáng)光照、提高溫度以及增強(qiáng)二氧化碳的方法都不怎么不適用。而溫室大棚里可以利用二氧化碳發(fā)生器來增加二氧化碳，可以適度地提高溫度，適度地增強(qiáng)光照。對(duì)于大田，有學(xué)生認(rèn)為可以通風(fēng)來增加二氧化碳，有的說可以向大田里增加干冰等。生物學(xué)理論與學(xué)生的生物綜合與實(shí)踐活動(dòng)的緊密結(jié)合，開闊了學(xué)生的視野，豐富了學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)。

三、綜合思維，通過結(jié)構(gòu)引領(lǐng)學(xué)習(xí)

生物學(xué)科是一個(gè)關(guān)聯(lián)性、結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性很強(qiáng)的學(xué)科，生物知識(shí)是一個(gè)有機(jī)的知識(shí)整體，各知識(shí)節(jié)點(diǎn)之間存在著千絲萬縷的聯(lián)系，包括生物學(xué)事實(shí)、生物學(xué)概念、生物學(xué)原理等。基于STEM理論視野，在生物教學(xué)中，教師要有意識(shí)地將生物學(xué)各個(gè)概念融入到原有知識(shí)結(jié)構(gòu)之中，讓學(xué)生建立知識(shí)體系，以便學(xué)生展開生物綜合性學(xué)習(xí)。

例如高二的有關(guān)能量的知識(shí)，在教材中分別是在細(xì)胞的能量通貨、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)以及細(xì)胞呼吸等章節(jié)中提到。為了形成學(xué)生整體的生物觀念，教學(xué)中筆者有意識(shí)地對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行整合，讓零散的生物知識(shí)形成概括性、包攝性都很強(qiáng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。首先，筆者讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是高度有序的；其次筆者讓學(xué)生理解“能量在細(xì)胞、個(gè)體以及整個(gè)的生命生態(tài)系統(tǒng)中是如何發(fā)揮功能的”。這是一個(gè)上位的整體概念。只有學(xué)生理解了本質(zhì)，才能對(duì)能量在細(xì)胞中的新陳代謝，對(duì)能量在多細(xì)胞中的運(yùn)輸和通信有所理解。再次，筆者讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到細(xì)胞之間的信息傳遞與運(yùn)輸、通信，才使得生命成為一個(gè)有機(jī)的整體。只有學(xué)生理解了能量在生命系統(tǒng)中的傳輸、失散、傳遞和轉(zhuǎn)化過程，一種全新的生命觀才能夠在學(xué)生的心中確立。所以在評(píng)價(jià)階段，筆者要求學(xué)生能夠從物質(zhì)和能量的視角給生命以新的生物學(xué)詮釋。這種整體教學(xué)，給學(xué)生構(gòu)建了一種生物理解的遠(yuǎn)景。學(xué)生所獲得的知識(shí)不再是碎片化的知識(shí)，而是一個(gè)生物學(xué)科的完整畫面。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生才能漸漸形成生物學(xué)科的基本思想和核心概念。

總之，在生物教學(xué)中，教師充分發(fā)揮STEM教育的綜合性、開放性與動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)，能夠讓學(xué)生形成對(duì)生物知識(shí)的本質(zhì)理解，進(jìn)而真正構(gòu)建以學(xué)為本的生物課堂。

（作者單位：江蘇省海門市第一中學(xué)）endprint