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刊名: 教学与研究
        Teaching and Research
主办:  中国人民大学
周期:  月刊
出版地:北京市
语种:  中文;
开本:  大16开
ISSN: 0257-2826
CN:   11-1454/G4
邮发代号: 2-256

历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953

该刊被以下数据库收录:
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生物教学中渗透STEM教育的策略

【作者】 周 琴

【机构】 (浙江省绍兴鲁迅中学 四川省阿坝州金川中学)


【正文】摘 要:在中学生物教育中渗透STEM教育思想,是新课改背景下探索新型教学思路的热门研究之一,通过STEM教育探索实现生物学科教育向综合化教育新模式的转向。在生物教学过程中将科学、技术、工程、数学相结合,能提高学生学习兴趣,增加学生学习能动性,提升学生应试能力和综合素质。
  关键词:STEM教育;生物教学
  STEM教育是指渗透研究科学(Science),技术(Technology),工程(Engineering),数学(Mathematics)四者之间相互关系的教育,它强调只有四者在交互运用中,相互碰撞,才能实现深层次学习、理解性学习。在课堂上渗透STEM教育思想,提高学生综合应用能力及解决实际问题的能力,是实现生物教学的目标,实施素质教育的有效途径之一。
  生物学科是研究生命现象和生物活动规律的科学。在生物教学中,我们不仅应重视科学知识的教育,更应重视生物技术、生物工程、生物数学之间的内在联系的展示,提高学生生物学科知识的宽度,提升综合素质。STEM教育思想融入课堂,是将应试教育和素质教育融合的有效手段。
  1、关注科学进展
  生物学是一门发展中的学科,涉及领域范围极广,新发现日新月异。作为中学生物教师,在授课过程中需要基于教材但不局限于教材,适时引入国内外科学技术领域中和生物学科知识相关的社会热点,使学生能够做到身在学堂耳闻天下,在学习到相关生物知识的同时第一时间了解到该知识在当前国际上的研究进程和实际应用范围。如讲授必修一“酶”的相关知识时,可引入去年诺贝尔化学奖评选介绍。2018年诺贝尔化学奖获得者通过定向进化而获得的酶可应用制造从生物柴油到药物各种物质。通过噬菌体展示技术获得的抗体可抗自身免疫性疾病以及在某些情况下可用于治疗转移性癌症。将课本知识与前沿成果相结合的教授方式可以促使学生积极了解、求知酶的强大。如讲授必修三“免疫”章节时,引入当前生物医学方面肿瘤防治前沿——肿瘤免疫疗法的介绍,了解目前癌症的研究领域,关注靶向药物,进而激发学生的学习兴趣、创新意识。
  2、 重视技术开发
  学习科学知识的主要目的之一是将知识运用于实际操作中,因此让学生认识科学技术对社会生活的作用,培养学生热爱科学、热爱生活的情感,从知识和情感上得到满足是教学的迫切需要[1]。在生物课堂上渗入STEM教育思想,让学生在知识学习过程中掌握一定的实际应用能力,有利于强化对知识的理解。如围绕选修一“微生物的分离和培养”,在向学生介绍了实验室灭菌设备、灭菌方法、培养基配制、微生物的接种及培养方法等知识之后,通过学生自主实验操作激发学生的学习主动性,通过主动学习掌握技术,从而有利于学生与高等教育及社会的衔接。又如“果酒及果醋的制作”实验,这是与日常生活紧密联系的课题,教师讲授实验菌种、实验步骤、实验注意点之后,可以安排学生制作传统发酵食品。通过学生自己动手制作发酵食品,并对操作过程中出现的状况进行分析和问题解决,来培养学生探究意识,体会探究过程,了解我国古代劳动人民的智慧,同时激发学生的民族自豪感。
  3、拓展工程知识
  “生物工程”以生物学的理论和技术为基础,结合化工、机械等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,定向改造生物或其功能,再进行大规模培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能。教师课堂上普及生物工程知识,引导学生网上查找资料,提升信息搜集运用的能力,从而加速学生综合素质的发展。如选修三“基因工程”这一章,教师结合课本讲述基因工程的定义、原理、技术等知识后,可以向学生介绍当前基因工程的前沿知识。把握基因工程最新的应用范围,关注社会动态,激发学习兴趣,坚定学习方向,为综合型人才的培养打下基础。
  4、运用数学思维
  生物学与数学相结合的研究是近代有着最大进展和发展潜力的领域。生物教学中巧妙运用数学,可以考查学生的综合运用能力,体现生物与其他学科之间的统一性和实用性,体现应试教育和素质教育的融合。如学习必修三“生态”时,通过集合关系,直观、深刻区分各概念之间的范围及关系,生态系统包含群落,群落中包含种群,种群又是不同个体组成。如教师在讲授必修二“DNA复制”时,通过1个DNA复制1次形成2个,复制2次形成4个,归纳可知1个DNA复制n次得到的DNA数目为2n。生物与数学的共同发展,不仅有助于培养学生的生物兴趣,也培养学生的变通能力。
  5、倡导合作学习
  STEM教育认为教师是教学活动的组织者,学生之间合作学习,共同发展。教学过程中教师提问,学生分组合作讨论,自主构建知识体系,在此过程中不断成长。如必修一“需氧呼吸”,教师通过科学家的脚步,展示相应探究结论,鼓励学生根据结论,合作探究需氧呼吸每一步的反应场所、反应物及产物,通过组内成员的互助合作,促进学生个性化发展,体现学生主体作用,同时激发学生的学习热情,最终在互补中共同提高应试能力、综合素质。
  6、树立正确价值观
  在现代生物知识被肯定的同时,也应该让学生了解相应知识的局限性和可能带来的消极影响,如对社会、环境或资源造成的危害。如讲授必修二“转基因技术”时,让学生辩论转基因生物的利弊,通过各种网络学术争议的回顾,让学生明白转基因技术是一把双刃剑,它具有提高食物品质、提高食物产量、减少使用农药等优点,但同时也会造成生物污染、危害其他的非转基因作物等。学习过程中,学生思想中渗入生物学等学科的发展必须要有正确的社会价值观,有强烈的社会责任感,日后他们才会成为关心社会、服务于社会的高素质人才。
  总之,生物教学中渗透STEM教育,能有效将应试教育与素质教育融合。作为生物教师,我们在课堂中需要把科学、技术、工程、数学与生物学有机结合,鼓励学生合作学习,增强学生社会责任感,从而提高学生综合素质。
  参考文献:
  [1]黄晓论,STS教育的特点比较教育研究,2002(9)