基于核心素养培养的初中生物STEM项目活动开展

董强

【摘要】随着社会科学技术的持续发展，新时期人才培养的要求也在逐步提高。为了培养出社会所需要的高素质综合型人才，教师在各阶段教育教学中，必须对传统的教学方法进行创新。文章从核心素养培养的角度出发，基于STEM教育理念对初中生物教学活动的开展进行深入的探讨研究，以促进初中生物教学水平的提升，推动素质教育的有效落实。

【关键词】核心素养;STEM教育;初中生物;生物教学

由于长期受应试教育的影响，我国初中生物教学往往偏重于理论知识，导致学生实践操作和创新探索能力的发展受到了极大的限制。新课程改革以来，如何有效培养学生的动手能力成为初中生物教学的一项关键问题。对此，教师可以将近些年来在国内兴起的STEM教育引入初中生物教学中，通过实践探索活动培养学生的核心素养。

一、核心素养与STEM教育

1.核心素养的内涵

核心素养是指学生应具备符合终身发展和社会发展需要的必备品格和能力，除了基本的个人修养、社会意识，还包含了自主发展、创新实践等方面的内容，兼顾学科基础、社会生活及个人发展等多个方面。在学科教育中，核心素养可以为课程教学提供导向，使教学功能得到最大限度的发挥。它能够有效推动不同学科之间的融通，改变传统教学以知识掌握为核心的局面，促进学生综合素质的发展。

2.STEM教育

STEM教育的内容包括科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）及数学（Mathematics）四个方面，即通过这四方面内容的整合为教育教学活动提供指导，打破传统固化的教育教学思维，促使学生思维多向发展。其中，科学所体现的是一种质疑和探索的精神，技术代表了人类所创造的方法及技能，工程则是指人类的物质实践活动，数学表现了世界空间形式和数量关系，有利于逻辑思维能力的培养。上述四项内容之间存在紧密的联系，数学可以为科学探索提供工具，科学为数学应用提供平台，数学与科学共同构成了工程实施的基础，技术则为工程实施提供了硬件支撑，同时在工程中也可能会诞生新的技术种类。

STEM教育中所体现的科学、技术、工程和数学等项之间的联系，几乎囊括了所有学科的特点，实现知识获取、方法工具利用以及创新探索等环节的高度整合，这对于学生综合素质的培养具有重要的作用。具体体现在以下四个方面。

首先，STEM教育可以加强人们对数学、科学等理科教育的重视，使得学校投入更多的资源来支撑技术教育项目的开展。其次，技术、工程等内容所具有的显著实践性特征，可以促进学生实践探索能力的培养。再次，STEM教育的引入，可以加快推动教育改革的落实，帮助学生对多学科知识内容进行整合，形成完善的系统结构，打破学科壁垒。最后，STEM教育可以为社会发展培养出更多的高素质综合型人才。

二、基于核心素养培养的初中生物STEM活动项目设计

1.活动设计思路

基于STEM教育理念及核心素养培养的要求，现将教学活动项目设计为六个步骤：第一步创设生动具体的问题情境;第二步对科学概念进行解读，使学生熟悉了解教学内容;第三步进行实践活动设计，包括活动原理、过程、工具材料等;第四步拓展延伸，引导学生进行深度思考，拓宽学科领域;第五步进行评价，检验学生的STEM学习效果;第六步进行课后作业布置，帮助学生巩固学习成果。

在问题情境创设阶段，为了使学生对情境产生真切感受，教师不能简单地利用文字，应适当地配合图片或视频进行详细说明。

在概念解读阶段，教师要结合教学内容对相关概念进行梳理，但不要做详细深入的解释，否则将失去探索的意义。

在实践活动阶段，教师应根据主题确定活动的目标，包括知识技能和情感态度价值观方面的提升。在此基础上进行活动设计，使活动目标和教学内容紧密联系起来，突出科学原理以及重点内容。活动步骤要具备精密的逻辑，且尽量做到详细和清晰。在实践活动过程中，教师要注意安全防范工作。

在拓展延伸环节，教师应引导学生结合实践活动过程对其中蕴含的科学道理进行思考，以及对实践和理论进行融会贯通。

在评价环节，教师要从多方面入手对学生STEM学习的成果进行综合评价。

在作业布置环节，必须要能引起学生在课后进行反思，使其能够从实践活动中获得提升。

2.案例分析

本文结合苏教版初中生物七年级上册第三单元“绿色植物”的相关内容设计了“神奇叶脉”的课堂活动，帮助学生深入了解绿色植物叶子的内部结构。

首先，在导入环节，教师需要播放预先制作的PPT文件，通过图、文、声结合的方式引出课程，并提出问题：“一片完整的叶子主要由哪几部分构成？它们的功能各是什么？”根据图片，学生会发现叶片多呈现出左右对称的形式，且纹路排列十分整齐，那就是叶脉。教师可据此引出主题——神秘叶脉。

其次，教师要对相关概念和原理进行简要的介绍，涉及的内容包括叶脉、叶肉、碱液等，让学生明白本课包含的一些基本概念。其中，教师要重点介绍叶脉的成分，阐述叶片的内部结构以及叶脉在其中发挥的作用。

再次，教师要根据叶脉纤维素坚韧、不易被碱解的特点，进行叶脉书签制作的活动。这项活动的设计目标是让学生了解多学科知识的交互融通，拓展学生的知识面，开阔其视野，同时使学生在活动中能够不断发现困难并解决困难，实现潜能的激发。首先，学生要预先收集自己喜欢的叶片。其次，在活动开始前，教师要向学生介绍实验用到的器材以及碱溶液的制作方法，并计算出所需使用的氢氧化钠量。制作过程如下：将采集的叶片放置到有碱溶液的器皿中煮沸，时间为10～15分钟，直到叶片变色、叶肉黏稠为止。在此过程中，要适当进行搅拌，避免碱溶液中的叶片叠加堆积，保障其受热均匀。针对这一操作，教师可以设置问题，让学生观察叶片在煮沸过程中的变化情况，思考为什么要进行搅拌操作。捞出叶片之后，要使用流水进行冲刷，之后放入盛放清水的解剖盘中，使用牙刷轻轻刷去残留的叶肉。在此环节，学生会遇到不同的情况，如一些叶子的叶脉和叶肉可以轻易分离，而有的叶子则无法分开。教师可以组织学生从叶片的种类、受热情况、用力大小等方面对这种差异性进行探讨分析。

最后，将刷好的叶片置入碱溶液中进行漂白并再次冲洗，根据自己的喜好涂刷不同颜色的燃料，获得成品。上述整个过程涉及生物、化学、数学、艺术等多个学科知识的应用，同时锻炼了学生的动手操作能力。

在活动结束后，教师可以在班级上展示一些优秀的作品，并组织学生对活动体验进行总结，发表自己在活动中的收获。之后，教师可以鼓励学生在课后查阅相关资料，充分发挥自主创新意识，进行新型书签的制作，做到学以致用。

纵观整个活动，相较于传统教学，学生们更喜欢通过这种亲自动手操作的实验方式接受知识，课堂教学效果也更加显著。但活动中也暴露出了一些问题，如课前准备不足、学生动手能力較差、在操作中容易出现失误、打翻实验器材等。

【参考文献】

[1]王真真.基于STEM教育在初中生物的教学研究[J].科幻画报，2019（07）：142+144.