STEM教育理念下的生物学教学案例分析与启示
2017/11/13 11:34:58

    摘 要  本文阐述了 STEM 教育的内涵及各国发展现状,分析了 STEM 教育理念下的国内外生物学教学案例,并探讨了我国生物学教育的创新模式。
    关键词  STEM  教育理念  生物学教学  案例分析
1      STEM 教育及其发展现状
    STEM 是科学、技术、工程和数学四门学科的简称,国际技术和工程教育协会( ITEEA) 将 STEM 定义为整合了科学、技术、工程和数学四大要素的新兴跨学科课程,强调多学科的交叉融合。
    STEM 教育启源于美国,近二十年来,科技人才日益短缺的问题,促使美国政府先后颁布了“国家竞争力法”“美国振兴及投资法案”“STEM 教育法( 2015) ”等一系列教育政策,将 STEM 教育切实提升到国家战略的高度,并与国际竞争力直接联系。日本期望借助 STEM 教育,来解决国内宽松的教育导致学生学业下滑的现状,侧重激发学生对 STEM 相关学科的兴趣和热情,高中阶段则实施 STEM 的精英教育。韩国教育部在 2016 年新颁布的初中等教育课程也提出以“核心素养”作为课程设计思路,培养创造型、复合型人才。澳大利亚昆士兰州等地率先实施 STEM 教育后,其政府和相关教育部门开始提高对 STEM 教育的重视,在国家层面颁布“国家利益中的 STEM 战略”“STEM 学校国家战略 2016 ~ 2026”等发展策略,以期改进本国科学、数学、工程和技术等学科的教育现状。
    我国教育部在颁布“关于‘十三五’期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见( 征求意见稿) ”中明确提出“有效利用信息技术推进‘众创空间’建设”,探索 STEAM 教育、创客教育等新教育模式。国务院办公厅在 2016 年印发“全民科学素质行动计划纲要实施方案( 2016—2020 年) ”,对“十三五”期间我国公民科学素质实现跨越式提升,作出总体的部署。该“方案”中强调要完善中小学科学课程体系,并增强中学数学、物理、化学和生物学等学科的横向配合,鼓励在高中阶段,开展科学创新技术实践的跨学科探究活动。 
    本文以国内外的 STEM 课程、STEM 理念下的教材为例,简要分析 STEM 生物学教学的案例,以探索如何在我国生物学教学中落实 STEM 教育的理念。
2    国外 STEM 教学的实例与分析
    STEM 教育是以更开拓的视野审视理科教育的内涵,在此教育理念下,学生在进行数学、科学的探究后,利用工程设计,实施实验,形成自己的经验,掌握不同的设计思路,并最终建构模型,同时建构新的科学和数学知识。
    2.1 保护拯救濒危动物 在“动物们的 SOS”主题学习中,韩国梨花女子大学附属中学的学生,先由教师组织观看生态系统遭到破坏的相关视频,教师再结合图片讲解濒危动物。通过整合生态系统原理及食物链、生态系统平衡等科学概念,要求学生制作食物链风铃及拼贴食物网。教师还组织学生参观动物园,指导学生从各个不同角度去观察动物的行为,并灵活地运用观察到的结果,来制作有关宣传濒危生物的生态系统立体模型。
    该主题学习整合了科学、数学和技术等学科,从各科不同的角度,围绕着保护濒危动物这一主题开展教学活动。如能量传递效率的数学计算结合食物链的生物学知识,提示学生认识到濒危动物所处的生态环境。通过实地参观获得感性体验,从而进行创意设计,运用工程设计原理,制作立体模型,在唤起学生对濒危动物的保护意识的同时,激发学生为改善生态环境、为濒危动物提供科学保护的探究愿望。
    2.2 公园社区生活调查 芬兰大学和美国北伊利诺伊大学合作开展的 Finnish - US 项目,是在 K -16 阶段开展基于游戏的 STEM 教育。其中,微视频调查项目是基于手机微视频的问题

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