探究STEM课程在生物实验教学中的运用

科学技术的进步发展，对于现代人才的需求也不断提高，发起于美国重视培养复合型应用人才的STEM教育理念逐渐在全球的教育行业中得到重视和推广，生物课程是初中教育阶段的重要内容，其实验课程的教学效果直接影响到初中生物教育的教学质量。本文通過STEM课程在生物实验教学中的运用进行深入的研究，分析其有效的实验课程设计和开展方式，并对其STEM教育理念在生物实验课程实施的优缺点进行讨论，旨在提高初中生物实验课程的教学水平，进而实现初中学生生物知识应用实践能力的提高。

1 STEM教育理念

STEM是英语单词科学、技术、工程、数学的首字母进行缩写的简称，而STEM教育顾名思义便是将科学、技术、工程、数学的学习理念融入到具体的学科学习中，通过系统教学方式的实现，依靠多学科的协同体现，使学生实现基于STEM教育体系为基础的能力提高。很多教师因为其教学理念的先进性，将其视为一种教学策略应用于学科的教学环节中，根据教学成果的不同，可将其分为验证、探究、制造和创造四个部分，通过教学理念和教学方法的实现，系统的提高学生的创新、应用以及实践能力。

2 以STEM教育理念设计生物实验课

初中生物的实验教学过程将STEM教育理念融入到其过程中，不可能夸夸其谈和学生们分享STEM教育理念，让学生根据教学理念要求去开展学习，这种抽象的教学理念学生不能够准确的其教学内涵，反而容易让学生在学习过程中造成学习思维的混乱，不利于实验课程教学目标的实现，但是可以将教育理论融入到实验课程的设计中，利用STEM理念为实验设计指导思想，使学生能够在无形之中感受到多元的教学思想，并根据相关的教学要求，实现多种能力的培养。教师在进行生物实验课程的设计时，首先需要根据教学内容来选择实验的形式，增强实验的趣味性，同时设置问题提出、验证实验、探究过程以及实验总结等环节，利用实验过程来拓展学生的学习思路，激发学生的创造意识，提升学生的知识应用和实践技能，使学生在完成生物实验课程的同时，体现了STEM教学理念的教学内涵。

比如教师在进行有关植物光合作用的教学内容时，需要利用教学实验来验证“绿色植物可以通过光合作用制造有机物来满足自身的生产需求”这一理论，但是在课堂教学时长有限，难以直接得到实验成果，教师可以采用实验室培养动态监测的形式来开展实验，设定一个实验周期，教师提出实验问题，并通过实验对教学理论进行验证，组织学生每周对实验进展情况进行观察，在实验周期结束之后对实验结果做出总结，保证实验的完整性，同时加深学生对于教学理论的理解和掌握。又比如进行有关植物对空气湿度的影响的教学内容学习时，教师可以在教学实验开始之前，根据教学内容与同学展开讨论，植物与空气湿度之间是否存在关系，并保留各自的观点，开展教学实验，通过实验的验证过程使学生能够总结出植物会对空气湿度造成影响这一结论，并提出为什么植物会对空气湿度造成影响的问题，激发学生的探究意识，引发对植物的呼吸作用这一教学内容，即植物会在呼吸的过程中产生水，水分蒸发到空气中影响了空气的湿度。通过这种验证式、探究式的学习过程逐渐培养学生对于科学、对于生命以及自然的学习兴趣，促进学生综合知识架构的形成，使学生能够在不断的学习和积累过程中，使这些理论的知识架构不断的充盈起来，形成有机融合的整体。

3 以STEM教育理念开展生物实验教学

教师利用STEM教育理念来开展生物实验教学，需要基于教学理念，实现对学生综合学习能力的提高，并不仅限于对生物知识的学习，同时还要在实验的开展过程中，让学生自主进行实验过程，包括实验的操作、数据的记录、实验的分析以及实验结论的得出，让学生在生物实验的过程中能够综合的培养自身探究科学的思想，并对其他学生的知识点加以应用，促进生物实验课程的完成，同时培养学生的综合学习能力。

比如教师在进行有关种子萌发教学内容的生物实验课程时，可以先对学生进行实验操作的辅导，并给学生布置相应的课下实验任务，让学生在不同的温度和状态下，对同样的种子进行培育，并对其培育状态进行记录，每天关注不同温度以及状态下种子的萌发情况，并得出实验结论，以此实验理论作为基础开展课堂教学内容的学习，能够通过实验的开展激发学生对于课堂学习内容的学习兴趣，同时促进学生对于教学内容的理解，并在实验的过程中，提升学生有关科学、数学统计、生物技术等方面的知识和技能，促进学生知识应用实践能力的提高。又比如在进行采集和制作植物标本这一实验教学内容时，教师让学生分成若干的学习小组，根据不同的个人兴趣让小组自主进行采集和制作植物标本的过程，学习小组可以在寻找素材、处理素材以及标本制作的过程中，成员之间相互沟通、相互协调，并查阅相关的制作资料，便于实验目标的实现，通过这一系列的实验内容学习，使学生能够理解到生物知识来源于生活、并广泛的应用于生活，使学生理解到学习生命科学对于现实生活的促进意义，并在小组合作的学习过程中，实现对于学生团队协作能力的培养，便于学生在日后的学习乃至工作中都能够具有良好的个人素养和团队意识，参与生物或者科学的研究过程，实现现代教育对于知识应用实践型人才的培养目标要求。

4 以STEM教育理念实施生物实验的优缺点

4.1 以STEM教育理念实施生物实验的优点

STEM教育理念实施到生物实验的课程中，跟新课标对于初中生物的课堂教学目标要求非常吻合，实现对学生自主学习能力以及知识应用实践能力的培养，还可以在开展实验的过程中，培养学生愿意动手、敢于动脑的参与意识，同时拓展学生的学习思路和创新意识，使得学生能够体会到素质教育的乐趣，体会到学习生物知识在现实生活中的实际意义，进而促进核心素养培养目标的实现。

4.2 以STEM教育理念实施生物实验的缺点

不可否认，STEM教育理念贯彻到生物实验课程中，一定程度而言增加了学生的学习难度，初中学生具有不同的学习特点和性格特点，学习基础也参差不齐，这种照搬过来的教学理念，在实际的实施过程中难免出现水土不服的情况，学生由于自身能力的差异，造成很多实验课程难以开展，教师难以实现因材施教的教学对象培养，基础较差的学生难以通过实验课程的开展实现学习能力的提高，同时在以STEM教育理念进行生物教学活动时，过多的教学理念渗透，容易让教学过程变得复杂，学生很容易在教学活动中思路混乱，迷失开展生物实验课程学习的重点，难以实现良好的课堂教学效果。

总而言之，教学改革的深入推进，为初中生物课程教学提出了新型的教学目标要求，STEM教学理念的应用能够符合现代教学的教学要求，实现学生的全方面培养教育，教师要结合班级的实际学习情况，适时对其教学理念加以应用，并改变传统的生物实验教学方法，鼓励学生能够参与到实验环节中，大胆探索、勇于实践，通过自己的双手去感知科学的奥秘，促进初中生物实验课程教学质量的提高。

（作者简介：苏文锻（1976-），男，福建泉州人，本科，泉州经济技术开发区实验学校，中学一级教师，研究方向：生物教学。）endprint