STEAM教育理念下初中生物实验教学模式的探究

摘 要：随着新课程改革进程的日益深化，初中生物教师越发关注学生的生物综合素养。如何提升学生的核心素养，是教师需要重点思考的问题。结合对初中生物综合素养的分析，教师可以引进STEAM教育理念，以此扩展初中生物教学范围，创新生物教学方法，弱化生物与其他学科之间的界限，让学生在学习生物知识的过程中接触更多学科，形成良好的综合素养。本文简要分析了STEAM教育理念融入初中生物实验教学模式的积极作用，对STEAM教育理念下初中生物实验教学模式践行方法进行了深入探究。

关键词：STEAM教育理念;初中生物;实验教学

中图分类号：G427                       文献标识码：A                   文章编号：2095-624X（2021）04-0032-02

引 言

STEAM教育理念是一种较为新颖的教育教学思想，主张打破学科之间的知识界限，融入社会、科学、数学、工程等不同的学科知识，创新教学活动方式，致力于为学生打造自主探索的学习平台。在实际运用的过程中，教师可以结合具体的实验教学内容，研究STEAM与实验教学之间的联系，调整教学思维，创新课堂实验方法，构建STEAM实验教学模型，从而提高初中生物实验教学的有效性，启发学生的实验思维，拓宽学生的眼界，培养学生的工程、数学、社会、科学等多方面素养，有效实现生物实验教学目标，为学生的全面发展提供保障[1]。

一、STEAM教育理念融入初中生物实验教学模式的积极作用

在初中生物实验教学中融入STEAM教育理念，就是要发挥科学、工程、技术、艺术及数学等学科的教育作用，将其元素融入初中生物实验教学中，如数学的融入——在实验过程中利用数学统计表格记录实验数据。这种教学方法能够有效创新初中生物实验教学方法，优化实验教学模式，使实验教学更加符合初中生全面发展的要求。

STEAM教育理念融入初中生物实验教学模式的积极作用，具体体现为以下两点。

第一，能够充分调动学生的学习兴趣。兴趣是学生参与学习的强大推助力。若学生对学习充满兴趣，他们就能更加主动地探索知识，更加专注于学科知识的学习，能够提升学习效率。教师引入STEAM教育理念后，由于这一理念强调学生学习过程中的自主性，教师需要结合学生的实际情况合理安排实验内容，选择合适的实验教学方法。比如，小组合作实验教学模式、工程模拟实验教学模式、虚拟仿真技术构建实验室等，能充分激发学生的学习热情，使学生更加生动、直观地感受实验、参与实验，进而使学生在自主探究与合作中完成实验，感受到实验的乐趣，进一步激发对生物学习的热情[2]。

第二，能够提升学生的创新能力。在STEAM教育理念下的初中生物实验教学中，教师需要结合具体的班级情况开展实验教学，且将实验学习活动的主动权交给学生，让学生自主完成实验、分析问题、获取答案，而教师负责指导、点拨与引导。这种充足的自主空间，能使学生充分发挥自身主观能动性，并大胆探索与创新，进而锻炼、提高他们的创新能力。

二、STEAM教育理念下初中生物实验教学模式践行方法

（一）创新教學思维，融入STEAM教学理念

要想在初中生物实验教学中融入STEAM教育理念，教师首先就要创新生物课程教育教学思维，树立STEAM意识，分别从科学、工程、技术、艺术、数学等多学科角度入手，全面整合初中生物实验教育教学资源，结合具体的课程内容，引进更多的实验资源，拓宽学生的学习视野，让学生通过实验活动接触到更多、更丰富的知识内容，以此构建有效的初中生物实验STEAM教学模式，充分满足学生的学习与发展需求。

例如，在教学苏科版初中生物“生物生存环境”一课时，教师需要明确本节课的实验教学目标为：能举例描述生物生存的环境事实，并且尝试对生物生存的环境进行归类;学会观察，初步掌握收集和利用课内外的图文资料及其他信息进行分析的能力;感受生物生存离不开环境，关爱生物，从保护生物生存环境开始;结合STEAM教育理念，优化设计“生物生存环境建设工程”的生物实验。在实验教学活动中，学生需要分别收集不同类型生物的生存环境，如水生生物、植物、动物、昆虫、细菌等，同时明确不同类型生物生存环境的基本要求，自己选择一种生物构建“特定生物圈”。在本次实验教学中，班级中的A小组学生选择了水生生物——绿藻作为“生物圈”构建主题，在调查资料后利用鱼缸、氧气泵、水中营养补充剂、绿藻幼苗等材料进行构建，且对其进行观察，分别记录第一天、第三天、第五天的“生物圈”变化。

通过开展本次STEAM生物实验教学活动，教师融入工程、科学与艺术知识，让学生按照自己的意愿布置“生物圈”，且主动思考、自主动手创建“特定生物圈”，在实验的过程中调动学生的工程知识、科学知识、技术知识与艺术知识等，凸显本次生物实验教学的STEAM理念，实现STEAM生物实验教学模式的搭建。

（二）创新生物实验方法，凸显信息技术工具作用

要想在初中生物实验教学中融入STEAM教育理念，教师还可以进一步创新生物实验教学方法，利用信息技术代替传统的生物实验教学与演示方法，为学生打造新颖、有趣、交互性强、沉浸式的生物实验学习空间，优化教学资源的配置，提高生物实验课堂的教学质量。在实际过程中，教师可以将传统显微镜换成电子显微镜，同时连接多媒体屏幕与互联网，在让学生利用显微镜进行观察的同时，将他们的“视角”投屏到屏幕上，使其他学生都能够看到这名学生的观察对象、视角移动方式，以此构建以班级为主体的共同感知，这有助于教师更好地引导学生的思维，激发他们的学习兴趣。

例如，在“生物生存环境”的实验教学活动中，教师可以让学生小组分别采集自己“生物圈”内的主体样本，然后指派小组代表操作显微镜，使其通过移动显微镜带领班级其他同学一起观看自己的“生存环境微观情况”，这样班级各个小组的学生可互相展示自己的实验成果、共享学习体验。在某位学生利用显微镜分别展示“绿藻鱼缸水”“蚂蚁土壤”等“环境”的微观世界过程中，其他学生会自主地将自己与对方的实验进行对比，发现“不同类型的生物的生存环境有相异之处”，进而认识到环境对生物生存的重要作用。此外，教师还可以让学生以全班的实验对象为主，利用计算机软件模拟构建具有更多生物的“生物圈”，以此深化实验教学效果，让学生在模拟实验的过程中进一步加深对本节课知识的理解，有效实现课程教学目标，培养学生的综合素养。

创新生物实验教学方式，能给学生耳目一新的感觉。教师可以转变传统的实验室的实验教学方式，鼓励学生自主延伸实验范围，思考“哪些事物可以作为实验材料”，从而启发学生的生物实验思维，让学生在实验中学会利用其他学科的资源与知识，如计算机知识、美学知识等，同时锻炼学生的生物实验操作能力。例如，教师利用计算机模拟实验，能够为学生提供更广阔的实验空间，使学生操作很多传统实验教学模式中很难开展的实验，进一步豐富生物实验教学方法，使学生在信息技术的支持下产生良好的学习体验，并参与更深刻的生物实验探索，进而凸显STEAM教育理念。

（三）优化生物实验，实现数学素养培养目标

要想在初中生物实验教学中融入STEAM教育理念，教师要优化生物实验，鼓励学生在操作生物实验的过程中使用数学方法与工具，以此启发学生的数学思维，锻炼学生的问题解决能力，提升学生的数学感知能力，有效实现STEAM教学目标。在实验过程中，教师可以让学生详细记录实验过程数据，并分析数据变化规律，学生则可以利用已经学习的数学统计知识将获得的数据统计出来，直观展示数据变化规律，更好地分析生物实验原理，获取生物实验知识，进而提高生物实验教学效率。

例如，在教学苏科版初中生物“物体的组成”一节时，教师可以组织学生利用洋葱开展“洋葱质壁分离与复原”的实验活动，先提出问题：“哪种蔗糖溶液更适合用于质壁分离浓度检测实验？”之后，教师让学生分别根据“浓度”这一数值进行实验。通过实验，学生利用简单的表格记录蔗糖浓度为0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L、0.5mg/L的引流操作。学生通过观察操作过程可以发现，0.4mg/L浓度的蔗糖溶液更加适合本次实验。在这一过程中，学生既能够有效操作实验，又能够将数学知识融入生物实验中，通过数据统计、表格建立、数据分析与对比发现其中的规律，得到实验结果，解决实际问题，有效培养自身的数学思维与实验分析思维。

通过融入跨学科知识开展STEAM实验教学活动，学生能够利用不同学科的知识参与生物实验活动，通过实验设计、问题思考、数据收集、处理实验数据、实验探究等完成学习任务，自然而然地形成一定的跨学科知识运用思维，从而能在今后的学习生活中积极使用不同学科的知识完成各种学习任务，具备较强的自主学习与终身发展能力，体现STEAM教育理念的独特应用价值。

结    语

综上所述，生物实验是初中生物课程中重要的教学内容，也是开展生物教学的主要方式，教师通过开展实验教学，可以有效锻炼学生的动手能力与探究能力，引导学生发现实验中的问题，使其自主探索与解决问题，从而加深对生物知识的理解，并形成良好的生物素养。在初中生物实验教学中融入STEAM教育理念，能够有效提升教师的STEAM教学思维，有助于学生在实验学习过程中发现问题、思考问题、探索问题、解决问题，同时灵活运用社会知识、科学知识与数学知识，实现综合能力的发展。

[参考文献]

杨伟玲. STEAM教育理念下初中生物实验教学模式的探究[J].新课程（中学版），2019（06）：144.

吴丽丽.基于STEAM教育理念的初中生物教学探究[J].科普童话， 2019（43）：113.

作者简介：王晓霞（1984.1—），女，江苏南通人，本科学历，中学二级教师。