基于STEAM理念探讨生物实验教学方法

【摘

要】“双减”政策激发了教师在生物实验教学活动中的方法观念与创新诉求，自觉为生物实验教学融入新思维与新理念，架构高品质的育人环境。为了优化思维实验教学，教师深度考量STEAM理念的课程解读，精准探析STEAM理念与生物实验教学的契合性，全面简述STEAM理念下生物实验教学的价值评估，科学总结STEAM理念下生物实验教学的有效方法。因此，STEAM理念提升了生物实验教学的设计性、实践性与过程化，为初中生提供高价值的课程探究空间。【关键词】STEAM理念;生物实验教学方法;价值评估;有效方法;初中生生物实验教学能够为初中生提供课程知识应用、学科规律验证、实践素养提升的好机会，务实提升初中生的观察能力、推理能力、思辨能力，加速初中生课程核心素养的落实。为了挖掘生物实验教学的育人价值，教师开始立足STEAM理念去科学设计与优质实施生物实验教学，有效提升生物实验教学的层次性与品质性。所以，STEAM理念开启了生物实验教学的新起点与新导向，帮助初中生获得高水平、高价值的知识启迪与实践机会，加速初中生的课程发展。一、STEAM理念的课程解读STEAM理念兼容S（科学）、T（技术）、E（工程）、A（艺术）、M（数学）五大课程知识，主张消除五大课程知识之间的学科界限，借助跨学科思维进行拓展思考与创新探究，提升初中生的思维高度、认知品质与活动效果。STEAM理念能够有效拓展初中生的知识视野、思考广度、探究深度与认知效度，助力初中生拥有高水平的学科能力与课程素养。可见，STEAM理念具有非常高的先进性、创新性与品质性，适合于教师应用于生物实验教学活动之中。二、STEAM理念与生物实验教学的契合性在生物实验教学中，初中生需要在教师的指导下进行切片制作活动、显微镜的正确使用、切片观察活动、感官信息剖析以及课程知识验证等活动。这样，初中生就会获得丰富多彩的动手实践机会、实验认知空间、信息获取过程、知识分析活动，实现初中生对生物实验教学的全员互助、全面参与、全程交互。而初中生恰好处于生命力旺盛、求知欲强烈、进取心激昂的积极状态，能够为STEAM理念融入生物实验教学提供强大的生命活力支持与主观能动保障。另外，教师在生物实验教学中能够创设出仪器选择、设备安装、气密检测、实验操作、仪器清洗、材料安放等丰富多彩的主体活动，需要初中生将课程知识与实验现象分析进行有效关联。另外，生物实验教学具备非常强的主体式、实践性、能动化与素养型，需要初中生实现理论知识与实践探究的区域跃升与深度拓展。可见，生物实验教学需要初中生应用到多种多样的课程知识，非常适合STEAM理念应用于生物实验教学活动中，二者具有非常强的契合性。三、STEAM理念下生物实验教学的价值评估教师立足STEAM理念进行生物实验教学，有助于初中生获得高端定位、多维拓展、能动整合、创新发展的课程环境，助力初中生集聚高品质的思维灵感与方法指点。STEAM理念能够提升初中生个性思维、自主拓展的层次性、品质化，有效提升初中生的思维高度、拓展广度，科学培养初中生的跨学科思维方式、开放性拓展习惯、逻辑性推理素养。因此，STEAM理念能够帮助初中生积累丰富多彩的奇思妙想，切实推进初中生思维素养、学科核心素养的全面发展。教师立足STEAM理念进行生物实验教学，能够帮助教师更好地理解与践行STEAM理念，提升生物实验教学的研究范畴、学科类别、知识广度，以教师的育人智慧加速落实科学育人观。STEAM理念能够改变生物实验教学的沉浸式、实践性与交互型，大力凸显初中生在实验活动中的主观能动性，科学推进新课程改革工作的优质发展。所以，STEAM理念能够突出生物实验教学的拓展性、创新化，以科学先进的教育思想优化生物实验教学的设计性、能动化与素养型。四、STEAM理念下生物实验教学的有效方法教师不仅要深度考量STEAM理念渗透于生物实验教学的契合性与价值性，还要借助务实高效的教学方法科学推进STEAM理念与生物实验教学的优质融合。（一）借助教學支架践行STEAM理念教师应自觉成为STEAM理念渗透于生物实验教学活动的设计者与推进者，以知识简述、学科跨越、多维处理为教学支架提升初中生思维活动的层次性与高度性。教学支架能够为初中生进行拓展性思维提供模仿样例与活动支持，以教师的跨学科思维启迪初中生的拓展意识、创新动机、开放思想。因此，教师能够借助教学支架推进STEAM理念渗透于生物实验教学，打造智慧育人空间。在苏科版（2012年部审）七年级上册第一单元第一章第二节“了解生物体运输水分的结构”的实验教学活动中，要求初中生利用百合花、红墨水、锥形瓶、小刀等器材进行实验活动。教师可以为初中生展示洁白的百合花插在盛有红墨水的锥形瓶内，经过一段时间后百合花的白色花瓣会出现一道道的红色丝状痕迹，说明锥形瓶内的红墨水沿着百合花的枝干传输到花瓣中。教师的实验活动既为初中生展示了实验结果，也激发了初中生的猎奇心理与思维动机，于是纷纷模仿教师的实验过程自主探究实验现象中隐含的课程知识。所以，初中生能够在红墨水溶液的制作活动中感悟到“科学领域”内的“溶解知识”，还能够在项目探究活动中感悟“工程学知识”，更能够在带有红丝的白色百合花观察中获得审美体验，集聚“艺术知识”，以此凸显STEAM理念在生物实验教学中的渗透。（二）借助集体讨论践行STEAM理念教师不仅身先士卒地推进STEAM理念渗透于生物实验教学，还要创设开放自由的集体讨论活动，借助表现机会与交互空间提升初中生的兴奋程度、思维高度，催发初中生的STEAM理念。集体讨论能够深度挖掘初中生群体智慧的能动价值，为初中生提供高层次的奇思妙想支持，激发初中生的表现心理、拓展思维。因此，集体讨论能够借助初中生的优良认知状态实现学科跨越、思维拓展。在苏科版（2012年部审）七年级上册第一单元第二章第二节“不浇水与适量浇水的对比实验”的实验教学活动中，初中生需要以阳光照耀下的鲜花为观察对象，集体讨论“不浇水”与“适量浇水”对鲜花的直接影响。初中生能够立足“数学知识”去深度探討“浇水量”对鲜花外在状态的直接影响，或鲜艳依旧，或微微打蔫。初中生也会立足“物理知识”去剖析缺水后的鲜花在阳光下处于微蔫状态，以叶面微蔫缩小光照面积，降低叶面温度。而且，初中生能够对于“不浇水”与“适量浇水”的鲜花产生不同的审美体验，立足“艺术知识”感受鲜花的不同生长状态。所以，初中生能够在集思广益中立足多种课程知识去深度剖析鲜花在“不浇水”与“适量浇水”条件下的不同影响，科学践行STEAM理念。（三）借助分组交流践行STEAM理念教师不仅要借助集体讨论激发初中生跨学科思维，还要实施分组交流活动，为初中生提供零压力、轻松型、愉悦式、开放性的互助探究单元，提升初中生的参与频度、交互强度与互助广度。分组交流能够弱化教师的直接关注，易于初中生无拘无束地表现自我、展示才能、张扬个性，为STEAM理念架构人文环境。因此，分组交流能够为STEAM理念渗透于生物实验教学提供强大的能动支持。在苏科版（2012年部审）七年级上册第二单元第三章第一节“自己动手做一个生态瓶”的实验教学活动中，初中生需要利用水、水草、小鱼等材料制作一个生态瓶。教材还为初中生提供了交流内容，“在生态瓶中，如果不放水草，可以吗？”初中生能够从“艺术知识”的角度讨论出“有水、有草、有鱼，和谐相处，富有美感”。初中生还能够从“科学角度”探究出“水是生态基础，鱼是氧气的消耗者，水草是氧气的推广者，二者相辅相成”。初中生更能够立足“工程学”进行项目探究，总结出“鱼为水草的生存提供二氧化碳，水草又为鱼提供维持生存的氧气，二者缺一不可”。所以，初中生能够在分组交流中进行深度不一的多学科知识探究活动，能够在践行STEAM理念中集聚丰富多彩的奇思妙想。（四）借助翻转活动践行STEAM理念集体讨论与分组交流能够提升初中生的参与深度、拓展广度，易于培养初中生的思维素养，教师还需要借助翻转活动践行STEAM理念。翻转活动能够在课下探究活动中助力初中生进行深思熟虑，易于实现初中生的思维拓展、学科跨越，并在课堂展示中进入高度兴奋状态，科学培养初中生的STEAM理念。因此，翻转活动能够逐渐固化初中生良好的思维方式与拓展习惯，提升初中生思维素养。在苏科版（2012年部审）七年级上册第三单元第四章第一节“验证光合作用”的实验教学活动中，初中生需要利用天竺葵的叶子进行实验活动，并将天竺葵的叶子分为“光照部分”与“遮光部分”，以此进行对比实验，并利用“碘酒”检验“淀粉”的存在。初中生能够在独立思考中立足“工程学知识”进行项目化探究活动，利用一片叶子进行相同条件下的不同实验活动。初中生还能够自主借助“科学知识”去剖析叶子借助“光合作用”将无机物转变为有机物与氧气，这属于“化学变化”。初中生更会立足“技术知识”去对比同一片叶子在不同条件下的不同实验结果，探寻实验条件对实验结果的影响。所以，初中生能够在独立思考与灵感交互中慢慢掌握STEAM理念，提升初中生的思维素养。综上所述，STEAM理念与生物实验教学