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基于STEM理念的中学生物单元作业设计的应用研究
摘要:利用高中生物资源,采用项目教学管理技术,在生命科学、教育与工程教育领域为学习者提供项目实践的机会。通过对当前高考生物教学环境分析,针对当前高中生的实际学习要求,找出和运用了当前高中生物教学中的新课标最佳教育资源,并开拓课上下高效衔接的教学新路,对当前高中生的生物学习效果进行了整体评价。
关键词:STEM理念;中学生物;应用研究
引言
在当前的高中生物教学中进行STEM课程,能够有助于生物学习者将所了解到的学科内涵与生物学技术工程紧密联系,以便做到学以至用,从而更有效地充分调动学生的学习兴趣。在当前课改中将,STEM教育项目与普通高中生物课程进行了融为一体,透过一个个的生产工序流程把新产品与实验结果运用到了日常生活,从而使我们在体验教育项目设计与实施过程中感受到了新设计产品所带来的喜悦,将最新的生产技术与实际应用结果紧密联系,对学生的学习和培养都形成了一定的影响。
一、有效改变学生的学习方法,提高学生实验能力和科学素养的水平训练
STEM,并不仅仅局限于四个分别单独的学校,他们更重视于其”综合”的含义与实际社会价值。实用性作业是学生自主参加的学业,是基于项目的学业,是利用高中科普知识及各门学科专业专业知识开展科研探索的步骤和工程研究的步骤。而且实用性作业是学生将所学专业知识”学以至用”的主要载体,也就是学习者开展个人自身感受的主要方法。STEM教育与高中科学的有机融入,着眼于目标的高效达成,将有利于改变学生的学习方法,促进高中生主动探究意识的培养和发挥,促进了高中生在做中与在学中思,将有效改善以往教师对”学习结果”的过分关注,转化为更关注”教学流程”的感受和掌握,培育了学生主动学习的心态和创造性思考的基础。
例如,从前几年的研究课程上学到了不少有关活化碳、滤网等的专业知识,在他们懂得环境污染问题和环境保护之后,教师就可和他们共同进行一项采用STEM的实际工作——自制水滤网。他们将运用之前所学过的专业知识如:碳能净化水体,滤纸能筛选不溶性杂质等很多专业知识,共同使用网络,查找有关知识,研究水滤网的制造,同时要求制造出的滤网要比较过滤的功效,材质易于见,美观,具有一小部分,上述要求的提出,使他们在考察效果的同时,必须充分考虑到材质的美观、简单、易于购等原因,能迈出现场步入百姓家。教师需要从下面一些过程来进行这项工作:信息收集—组织头脑风暴(独立进行前的组织配合)—制作模具—选择素材(写出素材意义或基本原理)—制定流程—模型材料的筛选和制作—反复实施—改进提高—交流共享—反思小结汇报。是一样的实践性作业,学习者满怀着无穷无尽的兴趣,许多奇思妙想,把自身所学的科研知识、美术理论知识全面地加以融合和创新,这么做的作业有合作,也有知识的再学习,也有独立思考,也有交流共享,根据科学,根据STEM理念,培养的学习者项目创新和总结的能力、活动实施的能力,转变了我们学习和研究的教学方法
二、合理扩展课堂的空间,鼓励学生对各学科知识的融合和运用
实践性作业是科学课堂的延续和扩展,其设计对于培育学生的科学实践能力、创造性思维,有着积极的促进意义。学校通过发掘高中科技实践性作业的丰富内容,从多层面、角度研讨和探索实践性作业的设计方式,为学生创造更加宽广的自主的科学探究空间和学习空间,以培养学生学习科研的兴趣与创新能力;探讨和研究了实验性作业的评估制度,并试图探寻既能促进高中生个性发展又能提高学生科学综合素质的实验性作业的成功范例;实验性作业教学内容的选取和运用,则基于学校STEM教学的发展理念,并鼓励了学校内多课程的融合、多思想交流、多成果的创造。
声音的形成和传递属于四年级学习部分,通过这些内容使学习者更加深刻地体会了声音的形成的方法、声音的形态、声音传递的媒介、以及声音的传递中的作用等。但由于学习者们对声音或音乐的探究与认识仍停留在简单或单一的角度上,对声音以及乐曲中的音调变化等都缺乏切身的感受,所以如果在学习了音乐这一模块之后完成延伸性质的工作——自制盒子吉他,使他们用自己的方法进一步探究音乐、寻找声音,并且尝试音乐永远是他们最喜欢的事情,通过自制音乐,不但能够使他们更加深入地认识与掌握音乐的振动频谱和声音,而且还有助于提高他们的实验技能、创新的意识。首先在安排这个实验性任务之前,教师们必须做好相应的教学指导,用实物说明吉他的基本结构,使其掌握吉他声音的基本原理,并熟悉声音的变化规律。而这样的任务,不仅使他们深入地掌握了科研课程中所学的理论知识,在音乐创作的实践中也使他们运用了各学科的专业知识,在创新和失败过程中培養了他们STEM底下思维能力、开拓与创新的主体意识、跨领域合作意识。
三、有效丰富了老师的课堂教学,促进孩子的个性发展和终身教育
自然科学问题本身就是来源于自然界,来源于某一特殊现象的提问,比如”为何杯子里的温水会变凉?”工程技术学则来源于急需解答的某种关键问题,比如”怎么让房屋更保暖?”这二种貌似不一样的提问,其本质却都是热学中热能的传输提问。当课程围着这些实质展开时,就有了一条隐形的线条,把科学技术与工程建设提问有效融合到一块。由此可见,STEM的课程并没有单纯地把科学技术和工程设计结合起来,而是要将学生到的零散的科学技术和机械设备流程转变成一种探索世界之间彼此联系的各个侧面的学习过程。高中科学实践性作业设计和管理,与自然科学、技术、机械工程、数学之间构成一种彼此支撑、互为补充、协同发展的关系。
结语
总体而言,他们在实践中所得到的并不单纯是科普知识,而是更多体会到了”团队的协作、分享和交流、怎样将已学的理论知识运用到实际生活中”等内容。而这些体会,对于学生们克服困难的思维、以及独立阅读能力的培养等,都有很大帮助。生物教学和STEM教学,对于学生的学习能力和认知能力提高都有着十分明显的帮助。在老师课堂实践中应重视指导学生的学习活动,但对于怎样在课堂教学中体现出实验教学的课堂意义,老师的课堂引导方法也显得尤为重要。而与此同时,在学生教学实践中所面临的困难也引发着我们更深层次的思考。
参考文献
[1]秦瑾若,傅钢善.STEM教育:基于真实问题情景的跨学科式教育[J].中国电化教育,2017(4):67-74.
[2]唐瑶.智能概念在高中生物教学设计中的应用研究[D].北京:重庆师范学院,2017.
南安市教育科学“十四五”规划2022年度课题《STEM理念下高中生物单元作业设计研究》立项批准号:NG1452—004
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