基于STEM课程理念，孵化研究型课题

李其利

(上海市格致中学奉贤校区 上海 201401)

本案例借鉴STEM的课程理念[1]，尝试将生命科学的校本课程项目化，在学习验证性实验过程中发现新的问题，引导新课题的生成，以此改变学生的学习方式。尽可能地为学生提供探索和体验科学探究、科学实验、社会实践和合作交流的机会，培养学生的创新精神和实践能力。

1 以“探究不同因素对自制酸奶品质的影响”课程为例分析

1.1 形式分析 按照STEM“课题项目化”形式，将校本课程学习内容重新组织和编排[2]，形成“探究不同因素对自制酸奶品质的影响”“小口腔大世界”和“校园池塘中微生物物种多样性调查”等多个课程项目。

其中“探究不同因素对自制酸奶品质的影响”是我校整个校本课程的第一个项目尝试，其他的项目框架和理念相类似，具体教学目标和课程安排会依据项目主题而定。这里以“探究不同因素对自制酸奶品质的影响”一节的校本课程教学为例来进行介绍。

1.1.1 课程框架 在项目准备阶段，先学习“益生菌的营养与应用”等科学知识和实验技能，学生在体验阶段尝试联系生活实际，寻找感兴趣的研究点，逐渐过渡到自主创新阶段——学生自拟研究型课题，如：“探究酸奶制作过程中蔗糖添加的最适量”“探索嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌联合发酵酸奶的最适温度”等课题。

1.1.2 课程理念 学生在课程学习过程中完整地参与了科学探究过程，包括发现问题、提出假设、设计实验、实施实验、分析处理实验数据、得出结论和再发现新的问题等，这些也是STEM课程的理念。

1.1.3 课程目标 知道“酸奶制作”过程及主要条件；尝试提出问题，自主探究某一因素对酸奶品质的影响。

1.1.4 课程安排 见表1。

1.2 要素分析 在以上案例中： STEM理念中的“科学”内涵体现在“无菌操作与接种”等生物学知识铺垫；“技术”内涵表现为测定发现自制酸奶与市售酸奶的糖含量，pH、蛋白质含量以及乳酸菌、双歧杆菌和保加利亚菌无菌培养等具体技术；“工程”内涵是酸奶发酵工程；“数学”内涵则应用于统计学处理数据、分析数据的差异之中。

2 孵化高中生命科学相关课题的启示

2.1 广泛运用教育资源 STEM的核心是跨学科的知识整合和综合应用，除了发挥中学教师的师资力量和课程资源外，还应积极引进高校的基础教育研究团队为中学生研发课程。例如，笔者所在中学引进“市双新平台”的“益生菌”课程，结合本校学生实际情况进行校本化；研究型课题需要的实验设备和实验技术，经常需要向附近的农业科学研究院和其他高校研究平台申请帮助。因此，中学应当主动加强与高校、科技馆等社会力量的合作，推进STEM教育的深度创新。

2.2 深度开发STEM课程项目 教师应主动开展深入的研究，在现行沪科版、人教版和浙教版等各版本生物学教材中，梳理学科教材中的STEM教育素材。可尝试将验证性实验进行再拓展，将探究型、选做实验进行STEM课程项目重建。并与跨学科教师合作，尝试大课题项目，培养学生的科学素养。

2.3 研究型课题源于生活并服务于生活 提到研究型课题，学生第一反应会不知道该研究什么？“探究不同因素对自制酸奶品质的影响”项目研究主题与生活较接近，因学生常吃的酸奶种类繁多，每一品种都有各自的特色。那是什么因素决定酸奶不同的口感和营养？学生可通过自己亲自体验制作酸奶以及制作过程中遇到的问题，在想办法解决问题的过程中掌握实验探究的基本原则(如单一变量、对照和多次重复等原则)。还需要学习新知识，掌握新技能，调动自己主观能动性和提高团队合作意识。经历一次完整的实验探究后，再经历实验报告撰写和分享成果交流的环节，形成科学探究的一般思路，逐步训练课题研究的能力与素养，为以后进入高等学府继续进行科学研究打下了基础。

表1 课程安排