浅谈STEM 理念下的真实学习——以初中细胞教学为例

李美柳

（温州市双屿中学，浙江 温州 325000）

在浙教版七年级科学上册第2 章《第2 节细胞》和《第3 节生物体的结构层次》教材中有涉及有关细胞的结构和功能、细胞分裂、生长、分化等知识，因为细胞的结构和变化过程是微观抽象的，为了让学生能生动形象的认识细胞，我在教学设计中融入STEM 的理念，通过建构细胞模型和细胞的分裂、生长、分化的过程模型的任务驱动来组织这部分知识教学。结合自身的教学来浅谈学生在融入STEM 理念下的细胞教学课堂中的真实学习。

一、以原有认知为起点的真实学习

学生在建构模型中，就会呈现出对知识的理解程度，给教师能在模型中找出学生的认识起点，教师利用学生的原认知来组织教学，引导课堂在生生交流、师生交流中梳理知识间的内在关系，辨析知识点的联系与区别。

在学生所建构的细胞分裂模型中，有出现这样的现象：模型中出现2 个细胞或4 个细胞，但中间都只有一个细胞核。这直观地呈现了学生对细胞分裂的原有认识，学生只是初步理解了细胞分裂是一个细胞分成2 个细胞的含义，学生仅仅停留在1 变成2 的数字表面上的理解。在接下来在STEM 任务评价这一环节中，就激起其他观察仔细的学生的质疑，提出细胞分裂后细胞核的个数变化。可见老师在STEM 理念下设计这个任务环节中，即让学生显出原有的认识，又让学生互论互辩，又在原有认知的基础上更深层次的认识细胞分裂的过程，在激烈的讨论中会带动学生去思考细胞是如何分裂的，分裂中细胞又会发生怎样变化。课堂上真实的问题的发生，激起学生继续探索知识的欲望。在传统的教学中老师是很少观察到学生对细胞分裂过程的理解仅仅停留在数字的变化，没有过多地关注学生的原认知就传授给学生有关细胞分裂的知识，显然这种学习是不深刻不到位的。在融入STEM 理念下教学中由学生原认知引领的有效教学，围绕学生的真正难点，有针对性的引导，用一个事实激起另一事实的认识，用已有的事实性知识，构建概念性知识，有真实的交流、真实的理解，这就是融入STEM 理念下的细胞教学带来的真实学习。

二、课堂延伸的真实学习

在了解细胞的结构和功能学习中融入“建构细胞模型”这一STEM 任务展开新课的探究学习，课堂延伸的成效明显，主要表现在两个方面：一是对细胞知识的探索学习的延伸。二是对科学态度的延伸。

STEM 活动中的一个学习特点是质疑和探索的体验。在细胞模型的评价优化中聚焦了细胞膜的结构和功能，细胞膜的其中的一项功能是控制物质的进出，那么我们的这个模型中细胞膜有体现出这一特点吗？在STEM 活动中进而进一步的带动学生的思考，学生提出膜上应该是有些孔、有识别物质的结构、细胞里应该还有更多的结构等等的设想。同时还有些学生联系到了细胞核、叶绿体的结构上，认识到它们有更细微的结构。评价、优化、完善等这一迭代设计的过程，不仅促进了学生对结构与功能相适应的一种大观念的意义建构，而且也是对现学知识的延伸，认识到细胞膜不是一层简单的膜，细胞核不是一个简单的核、叶绿体不是仅仅有叶绿素，它们有更复杂的结构与它们的功能相适应。这种从功能推理结构、又从结构推理功能的意识，为学生今后更高一级的学习等奠定基础，如高中的生物、原子核模型的建构，在这里铺垫了知识的“迭代”意识，同时培养了学生的科学精神、探索能力，在实践知识形成的过程，感悟生物学的思想，使学生具有科学的态度与责任。在融入STEM 的细胞教学中完成了对细胞知识的探索学习与形成科学态度的延伸。

三、培养核心素养的真实学习

融入STEM 理念的细胞教学课堂不仅仅是有关细胞的教学，还融合科学、技术、工程、数学，甚至还有艺术，它们之间存在一种相互支持、相互补充，共同发展的关系，能让学生从科学视角形成对自然现象的基本认识，是科学概念和规律等在头脑中的提炼和升华，是运用科学知识和方法解释自然现象和解决实际问题的能力。

学生在建构模型中，要不断地质疑、修正，完善。他们要利用老师提供的材料和学习的知识去设计模型，还要考虑细胞模型要体现出细胞结构完整性、色彩区别、稳固性等因素，这就是学生运用所学的综合知识去解决实际问题。在自主思考和探索过程中，要和同伴交流思想意见，要与同伴分工合作完成。我在第3 节有关细胞分裂、生长、分化的知识中又融入STEM 理念进行教学，经过第2 节的建构细胞模型的基础上，这节教学过程中所以有的学生都参与课堂，连班级里的平时成绩不理想的学生都能指着模型清晰的讲解给大家听，能讲出细胞生长、分裂、分化的过程。学生在制作细胞生长和细胞分化这两个过程的模型中表现出了对核心科学知识的深度理解以及灵活应用，这样的教学尊重学生的个体差异，使学生能综合应用各科知识，动手实践，又有锻炼了团体合作的机会，培养学生的创新能力、问题解决能力和团队合作以及探索精神等能力，这些构成了孩子未来的核心竞争力，这就是STEM理念下的课堂中培养核心素养的真实学习。

总之，融入STEM 理念下的细胞教学课堂能更多地看到学生在课堂中学习的真实状态，学生的真实思维发展。能让学生聚焦真实世界的问题、探索客观事物本质属性、内在规律及相互关系。能引导学生分析综合、抽象概括、推理论证等科学思维方法的运用，是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、调动学生的高阶思维，进而提出创造性见解的能力与品质。