基于STEAM理念探討生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

【摘

要】“雙減”政策激發(fā)了教師在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中的方法觀念與創(chuàng)新訴求，自覺(jué)為生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)融入新思維與新理念，架構(gòu)高品質(zhì)的育人環(huán)境。為了優(yōu)化思維實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師深度考量STEAM理念的課程解讀，精準(zhǔn)探析STEAM理念與生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的契合性，全面簡(jiǎn)述STEAM理念下生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值評(píng)估，科學(xué)總結(jié)STEAM理念下生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效方法。因此，STEAM理念提升了生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)性、實(shí)踐性與過(guò)程化，為初中生提供高價(jià)值的課程探究空間?！娟P(guān)鍵詞】STEAM理念;生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法;價(jià)值評(píng)估;有效方法;初中生生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠?yàn)槌踔猩峁┱n程知識(shí)應(yīng)用、學(xué)科規(guī)律驗(yàn)證、實(shí)踐素養(yǎng)提升的好機(jī)會(huì)，務(wù)實(shí)提升初中生的觀察能力、推理能力、思辨能力，加速初中生課程核心素養(yǎng)的落實(shí)。為了挖掘生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的育人價(jià)值，教師開(kāi)始立足STEAM理念去科學(xué)設(shè)計(jì)與優(yōu)質(zhì)實(shí)施生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有效提升生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的層次性與品質(zhì)性。所以，STEAM理念開(kāi)啟了生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新起點(diǎn)與新導(dǎo)向，幫助初中生獲得高水平、高價(jià)值的知識(shí)啟迪與實(shí)踐機(jī)會(huì)，加速初中生的課程發(fā)展。一、STEAM理念的課程解讀STEAM理念兼容S（科學(xué)）、T（技術(shù)）、E（工程）、A（藝術(shù)）、M（數(shù)學(xué)）五大課程知識(shí)，主張消除五大課程知識(shí)之間的學(xué)科界限，借助跨學(xué)科思維進(jìn)行拓展思考與創(chuàng)新探究，提升初中生的思維高度、認(rèn)知品質(zhì)與活動(dòng)效果。STEAM理念能夠有效拓展初中生的知識(shí)視野、思考廣度、探究深度與認(rèn)知效度，助力初中生擁有高水平的學(xué)科能力與課程素養(yǎng)。可見(jiàn)，STEAM理念具有非常高的先進(jìn)性、創(chuàng)新性與品質(zhì)性，適合于教師應(yīng)用于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)之中。二、STEAM理念與生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的契合性在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，初中生需要在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行切片制作活動(dòng)、顯微鏡的正確使用、切片觀察活動(dòng)、感官信息剖析以及課程知識(shí)驗(yàn)證等活動(dòng)。這樣，初中生就會(huì)獲得豐富多彩的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)、實(shí)驗(yàn)認(rèn)知空間、信息獲取過(guò)程、知識(shí)分析活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)初中生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全員互助、全面參與、全程交互。而初中生恰好處于生命力旺盛、求知欲強(qiáng)烈、進(jìn)取心激昂的積極狀態(tài)，能夠?yàn)镾TEAM理念融入生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供強(qiáng)大的生命活力支持與主觀能動(dòng)保障。另外，教師在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中能夠創(chuàng)設(shè)出儀器選擇、設(shè)備安裝、氣密檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)操作、儀器清洗、材料安放等豐富多彩的主體活動(dòng)，需要初中生將課程知識(shí)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析進(jìn)行有效關(guān)聯(lián)。另外，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)具備非常強(qiáng)的主體式、實(shí)踐性、能動(dòng)化與素養(yǎng)型，需要初中生實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)踐探究的區(qū)域躍升與深度拓展?？梢?jiàn)，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要初中生應(yīng)用到多種多樣的課程知識(shí)，非常適合STEAM理念應(yīng)用于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，二者具有非常強(qiáng)的契合性。三、STEAM理念下生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值評(píng)估教師立足STEAM理念進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有助于初中生獲得高端定位、多維拓展、能動(dòng)整合、創(chuàng)新發(fā)展的課程環(huán)境，助力初中生集聚高品質(zhì)的思維靈感與方法指點(diǎn)。STEAM理念能夠提升初中生個(gè)性思維、自主拓展的層次性、品質(zhì)化，有效提升初中生的思維高度、拓展廣度，科學(xué)培養(yǎng)初中生的跨學(xué)科思維方式、開(kāi)放性拓展習(xí)慣、邏輯性推理素養(yǎng)。因此，STEAM理念能夠幫助初中生積累豐富多彩的奇思妙想，切實(shí)推進(jìn)初中生思維素養(yǎng)、學(xué)科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。教師立足STEAM理念進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠幫助教師更好地理解與踐行STEAM理念，提升生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究范疇、學(xué)科類(lèi)別、知識(shí)廣度，以教師的育人智慧加速落實(shí)科學(xué)育人觀。STEAM理念能夠改變生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的沉浸式、實(shí)踐性與交互型，大力凸顯初中生在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的主觀能動(dòng)性，科學(xué)推進(jìn)新課程改革工作的優(yōu)質(zhì)發(fā)展。所以，STEAM理念能夠突出生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的拓展性、創(chuàng)新化，以科學(xué)先進(jìn)的教育思想優(yōu)化生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)性、能動(dòng)化與素養(yǎng)型。四、STEAM理念下生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效方法教師不僅要深度考量STEAM理念滲透于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的契合性與價(jià)值性，還要借助務(wù)實(shí)高效的教學(xué)方法科學(xué)推進(jìn)STEAM理念與生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)質(zhì)融合。（一）借助教學(xué)支架踐行STEAM理念教師應(yīng)自覺(jué)成為STEAM理念滲透于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者與推進(jìn)者，以知識(shí)簡(jiǎn)述、學(xué)科跨越、多維處理為教學(xué)支架提升初中生思維活動(dòng)的層次性與高度性。教學(xué)支架能夠?yàn)槌踔猩M(jìn)行拓展性思維提供模仿樣例與活動(dòng)支持，以教師的跨學(xué)科思維啟迪初中生的拓展意識(shí)、創(chuàng)新動(dòng)機(jī)、開(kāi)放思想。因此，教師能夠借助教學(xué)支架推進(jìn)STEAM理念滲透于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，打造智慧育人空間。在蘇科版（2012年部審）七年級(jí)上冊(cè)第一單元第一章第二節(jié)“了解生物體運(yùn)輸水分的結(jié)構(gòu)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，要求初中生利用百合花、紅墨水、錐形瓶、小刀等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。教師可以為初中生展示潔白的百合花插在盛有紅墨水的錐形瓶?jī)?nèi)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后百合花的白色花瓣會(huì)出現(xiàn)一道道的紅色絲狀痕跡，說(shuō)明錐形瓶?jī)?nèi)的紅墨水沿著百合花的枝干傳輸?shù)交ò曛小＝處煹膶?shí)驗(yàn)活動(dòng)既為初中生展示了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也激發(fā)了初中生的獵奇心理與思維動(dòng)機(jī)，于是紛紛模仿教師的實(shí)驗(yàn)過(guò)程自主探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中隱含的課程知識(shí)。所以，初中生能夠在紅墨水溶液的制作活動(dòng)中感悟到“科學(xué)領(lǐng)域”內(nèi)的“溶解知識(shí)”，還能夠在項(xiàng)目探究活動(dòng)中感悟“工程學(xué)知識(shí)”，更能夠在帶有紅絲的白色百合花觀察中獲得審美體驗(yàn)，集聚“藝術(shù)知識(shí)”，以此凸顯STEAM理念在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的滲透。（二）借助集體討論踐行STEAM理念教師不僅身先士卒地推進(jìn)STEAM理念滲透于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還要?jiǎng)?chuàng)設(shè)開(kāi)放自由的集體討論活動(dòng)，借助表現(xiàn)機(jī)會(huì)與交互空間提升初中生的興奮程度、思維高度，催發(fā)初中生的STEAM理念。集體討論能夠深度挖掘初中生群體智慧的能動(dòng)價(jià)值，為初中生提供高層次的奇思妙想支持，激發(fā)初中生的表現(xiàn)心理、拓展思維。因此，集體討論能夠借助初中生的優(yōu)良認(rèn)知狀態(tài)實(shí)現(xiàn)學(xué)科跨越、思維拓展。在蘇科版（2012年部審）七年級(jí)上冊(cè)第一單元第二章第二節(jié)“不澆水與適量澆水的對(duì)比實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，初中生需要以陽(yáng)光照耀下的鮮花為觀察對(duì)象，集體討論“不澆水”與“適量澆水”對(duì)鮮花的直接影響。初中生能夠立足“數(shù)學(xué)知識(shí)”去深度探討“澆水量”對(duì)鮮花外在狀態(tài)的直接影響，或鮮艷依舊，或微微打蔫。初中生也會(huì)立足“物理知識(shí)”去剖析缺水后的鮮花在陽(yáng)光下處于微蔫狀態(tài)，以葉面微蔫縮小光照面積，降低葉面溫度。而且，初中生能夠?qū)τ凇安粷菜迸c“適量澆水”的鮮花產(chǎn)生不同的審美體驗(yàn)，立足“藝術(shù)知識(shí)”感受鮮花的不同生長(zhǎng)狀態(tài)。所以，初中生能夠在集思廣益中立足多種課程知識(shí)去深度剖析鮮花在“不澆水”與“適量澆水”條件下的不同影響，科學(xué)踐行STEAM理念。（三）借助分組交流踐行STEAM理念教師不僅要借助集體討論激發(fā)初中生跨學(xué)科思維，還要實(shí)施分組交流活動(dòng)，為初中生提供零壓力、輕松型、愉悅式、開(kāi)放性的互助探究單元，提升初中生的參與頻度、交互強(qiáng)度與互助廣度。分組交流能夠弱化教師的直接關(guān)注，易于初中生無(wú)拘無(wú)束地表現(xiàn)自我、展示才能、張揚(yáng)個(gè)性，為STEAM理念架構(gòu)人文環(huán)境。因此，分組交流能夠?yàn)镾TEAM理念滲透于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供強(qiáng)大的能動(dòng)支持。在蘇科版（2012年部審）七年級(jí)上冊(cè)第二單元第三章第一節(jié)“自己動(dòng)手做一個(gè)生態(tài)瓶”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，初中生需要利用水、水草、小魚(yú)等材料制作一個(gè)生態(tài)瓶。教材還為初中生提供了交流內(nèi)容，“在生態(tài)瓶中，如果不放水草，可以嗎？”初中生能夠從“藝術(shù)知識(shí)”的角度討論出“有水、有草、有魚(yú)，和諧相處，富有美感”。初中生還能夠從“科學(xué)角度”探究出“水是生態(tài)基礎(chǔ)，魚(yú)是氧氣的消耗者，水草是氧氣的推廣者，二者相輔相成”。初中生更能夠立足“工程學(xué)”進(jìn)行項(xiàng)目探究，總結(jié)出“魚(yú)為水草的生存提供二氧化碳，水草又為魚(yú)提供維持生存的氧氣，二者缺一不可”。所以，初中生能夠在分組交流中進(jìn)行深度不一的多學(xué)科知識(shí)探究活動(dòng)，能夠在踐行STEAM理念中集聚豐富多彩的奇思妙想。（四）借助翻轉(zhuǎn)活動(dòng)踐行STEAM理念集體討論與分組交流能夠提升初中生的參與深度、拓展廣度，易于培養(yǎng)初中生的思維素養(yǎng)，教師還需要借助翻轉(zhuǎn)活動(dòng)踐行STEAM理念。翻轉(zhuǎn)活動(dòng)能夠在課下探究活動(dòng)中助力初中生進(jìn)行深思熟慮，易于實(shí)現(xiàn)初中生的思維拓展、學(xué)科跨越，并在課堂展示中進(jìn)入高度興奮狀態(tài)，科學(xué)培養(yǎng)初中生的STEAM理念。因此，翻轉(zhuǎn)活動(dòng)能夠逐漸固化初中生良好的思維方式與拓展習(xí)慣，提升初中生思維素養(yǎng)。在蘇科版（2012年部審）七年級(jí)上冊(cè)第三單元第四章第一節(jié)“驗(yàn)證光合作用”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，初中生需要利用天竺葵的葉子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，并將天竺葵的葉子分為“光照部分”與“遮光部分”，以此進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，并利用“碘酒”檢驗(yàn)“淀粉”的存在。初中生能夠在獨(dú)立思考中立足“工程學(xué)知識(shí)”進(jìn)行項(xiàng)目化探究活動(dòng)，利用一片葉子進(jìn)行相同條件下的不同實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。初中生還能夠自主借助“科學(xué)知識(shí)”去剖析葉子借助“光合作用”將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物與氧氣，這屬于“化學(xué)變化”。初中生更會(huì)立足“技術(shù)知識(shí)”去對(duì)比同一片葉子在不同條件下的不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果，探尋實(shí)驗(yàn)條件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。所以，初中生能夠在獨(dú)立思考與靈感交互中慢慢掌握STEAM理念，提升初中生的思維素養(yǎng)。綜上所述，STEAM理念與生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)