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基于STEM教育理念的高中生物教学研究

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史金灵

【摘要】在高中生物学科的教学过程中积极开展运用STEM教育理论，将学生的学习场景不再局限于学校，使学生们能够积极运用生命理念去感知生命世界，并探析生命现象背后的原理，加强学生们的逻辑思维，使他们能够在面临问题时运用所学到的生物、物理、化学等多学科的知识进行综合运用解决，在学生们进行相关实验和实践活动中，积极学习相关科普知识，提高学生们的社会责任意识，加强他们提出问题、分析问题以及解决问题的创新能力，使得学生们的生物学核心素养得到全面发展。

【关键词】STEM教育理念;生物教学;教学研究;核心素养

对于学科的核心素养来说，就是学生们对于这一学科理论知识的掌握程度、自主思考能力和相关实验探索研究等综合素质。对于某一学科的学习，学生们应当积极思考并付诸于相应的实践，同时和其他学科知识结合形成融会贯通的知识体系，所以应当积极运用STEM教育理念，加强复合型人才的培养，特别是对于生物学科的科学思维方式来说，要和其他物理、化学等其他学科进行结合，将学生自身的生物学科核心素养得到更好的提升。

一、STEM教育模式的核心概念和理论基础

STEM教育理念最早是由美国学者经过研究提出来的，该理念主要是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四个英文首字母的缩写组成的，主要是希望通过开展开放和动态的教育课程模式，使得学生们通过目前所掌握的知识去分析和解决问题，使得其知识体系能够不断得到完善。这种教育理念的关键是以跨学科的教育模式开展的，特别强调不同学科知识之间的融会贯通，形成完善全面的知识体系，具有融合性的特点。其次将教学实验和社会实践活动进行有效结合，加强其科学性，最后STEM理念还具有社会性的特点，希望能够得到社会各方的参与。笔者通过在高中生物学科的教学知识传授过程中尝试运用STEM教育理论，不断提高学生们生物学科的核心素养。

二、STEM教育在发展高中生物学核心素养中的应用

（一）践行生命观念，体现生命性

对于学生们来说，他们都是独立的个体，因此他们的思维能力、个性以及知识水平等都具有较大的不同，而STEM教育理念认为学生们在相关能力方面的发展是一个动态的开放过程，不应当将其限制在教室中，应当采用开放式的学习方式来提高学生们掌握生命知识的能力。例如，老师在进行人教版《高中生物·必修3·稳态与环境》“种群和群落”这一章节的知识教学过程中，可以让学生们进行开放性的探究学习活动，去研究土壤中动物的种类。学生们通过理论知识的学习、具体的实验操作和课外实践调查，同时积极和其他同学进行成果交流等多种方式，让学生们走出课堂，让学生们真正进入到和大自然接触的学习环境中，帮助他们在大自然环境中积极借助科学知识帮助去分析解决问题，学校实验室等作为学生们开展实验的场所，积极借助所学的知识去分析，另外可以寻找相关领域的专家学者帮助，在他们的指导下去学习土壤微生物、动物的监测等相关生态学知识，激发学生们的学习热情，让他们能够积极主动地去研究和分析生命活动。

上述“研究土壤中动物的种类”的学习活动过程就会变成一个开放式的动态过程，也是对传统课堂教学模式的一种新型拓展和延伸，通过这样一个动态的学习活动，让学生们能够积极运用生命理念去认识了解世界的生命现象，加强自主思考能力和解决问题的水平，充分展现了STEM教育理念的生命性。

（二）提高逻辑思维，体现融合性

通过STEM教育理念可以使得工程、技术、科学等相关不同的学科之间进行结合，从而帮助学生们能够提高他们的逻辑思维能力。例如，老师们在进行高中DNA知识相关的生物教学课程中，当进行“微生物群落的构成及多样性分析”的课题时，可以让学生们按照收集文献资料、准备相关实验素材、，开展微生物分析试验、一直到最后得出实验数据结果，并进行相应的分析这样一个全过程进行，让学生们能够了解到如何利用文献法、实验法、16SrDNA测序等开展实验分析，然后绘制出水体的水体中所含微生物的相关S、J型曲线，并建立相应的分析模型，通过不断的总结和归纳去分析水体中所含有的未知生物和细菌，不断提高学生们解决问题的能力。通过相应的研究，可以发现所研究的水体水质较差，无法被人类直接使用，因此应当加强当地的环境整治，减少水体污染，特别是要禁止生活垃圾以及相关工业废水等随意排入到水体，从源头上采取措施进行保护，从而证明了水体的安全性这一具有社会意义的问题，为我国的环境保护事业和人们的高品质生活做出了相应的贡献。通过这样的类似教学活动，让学生们所学到的高中生物知识和物理、化学、数学等其他学科的知识得到融会贯通，提高学生们在解决现实问题的自我思考和思维能力。

（三）开展科学探究，体现科学性

STEM教育理念强调要加强学生