基于项目式学习的生物教学课堂——激发创新思维，提高动手能力，落实STEM教育

韩伟琴

(浙江省桐乡市凤鸣高级中学 314500)

以学生为中心的项目式学习，是促进学生深度学习、实现核心素养发展的重要途径，不仅要求学生能够应用所学的学科知识，还要懂得如何在现实生活中将这些知识学以致用.

STEM是科学(Science)，技术(Technology)，工程(Engineering)，数学(Mathematics)四门学科英文首字母的缩写.其中科学在于认识世界、解释自然界的客观规律；技术和工程则是改造世界、实现对自然界的控制和利用、解决社会发展过程中遇到的难题；数学作为技术与工程学科的基础工具.

笔者把项目式学习引入生物课堂，对符合生物课堂的STEM教育模式进行实践，试图找到一条适合基础学校开展的STEM教育之路.

一、结合STEM教育的项目式学习概况

由教育部统筹进行顶层设计，浙江省从2014年秋季入学的高中学生开始实施深化高校考试招生制度综合改革.但是传统的生物教学课堂还是以教师讲解为主，并没有真正的调动学生的积极性、主动性，并没有培养学生的实践动手能力.

结合STEM教育的项目式学习以完成真实任务为目标，以此促成学生的学习状态、学习内容、学习方式以及学习结果等方面的变革.在学习状态上，结合STEM教育的项目式学习要求学生从传统的被动的接受者转向新型的积极的探索者，实现从被动参与到主动参与，真正激发学生的内源性学习动机.在学习内容上，结合STEM教育的项目式学习的价值在于围绕一个富有挑战性的主题，整合学科内甚至是跨学科的学习内容，促进学生综合理解，实现学生的综合发展.在学习方式上，结合STEM教育的项目式学习要求改变以往以知识传授为主线的教学方式，用更真实、更综合的项目引导学生展开学习，让学生在问题解决中实现学用合一.在学习结果上，结合STEM教育的项目式学习强调学生的实创新，让学生在探究与创作中形成一定的作品，例如建立模型、设计方案、创编话剧等等.

二、结合STEM教育的项目式学习生物课堂

2018年教育部颁布普通高中各学科课程标准(2017年版)，STEAM、STEM及STEM+教育出现在多个相关学科课程标准中.《高中生物课程标准》要求“注意学科间的联系”、“生物学和数学、技术、工程学、信息科学是相互作用，共同发展”.

1.提出问题，规划方案，从设想到设计

STEM教育的重点不是放在某个特定学科，而是要强调利用科学、技术、工程或数学等学科相互关联的综合知识来解决相关问题，需要跨学科的STEM教育素养.项目式学习将重心放在实际问题的解决上，在解决实际问题的过程中打破常规学科的界限，侧重多门学科知识的综合应用，这其实与STEM教育的理念不谋而合.

浙科版生物必修一“孟德尔的分离定律”一节，学生刚接触遗传，对基因的概念还不是很熟悉，怎么带着学生学习“在形成配子的时候，等位基因彼此分开，使得一半的配子含有基因A，另一半的配子含有基因a？”这时教师可以安排以小组为单位，给出任务单：如何设计活动探究F1产生配子的情况.每组给两种大小相同，颜色不同的弹珠各50颗，信封各两个.学生自己提出问题，设计活动方案.待活动结束，让每组学生派代表阐述设计的理念.这样的活动明显提高了学生学习的积极性，而且很顺理成章的领会了分离定律的实质：在配子的形成过程中，A和a分开，分别进入不同的配子，导致一半的配子含有基因A，另一半的配子含有基因a.

2.评价、反思，从实践到展示

结合STEM教育的项目式学习活动强调小组合作，在团队协作中充分发挥每一位课题组成员的特长，课程重视多样化学习评价.评价内容包括知识、方法、过程、技能、情感态度、价值观、学生个人体验和研究成果等几个方面，大致分为五个评价等级.

设计的评价表(图1)是一个相对较完善的评价体制.教师和学生都有相应的“评价量化表”，通过学生的自我评价以及教师的评价，最终会有个较为客观公正的课程研究评价.

在该表上，还特意留了一个反思的版块，要求师生在整个课题的开展过程中随时思考，随时记录，这样让课题组成员之间能经常性的交流，该评价表是协作学习和会话交流的工具，这样可以促进组员之间的沟通和认同，丰富了课题参与者的情感体验，在更大程度上使得研究更有衔接性，万一发现有什么不合理的也能第一时间做出调整.

必修二中很多知识模块需要学生在理解的基础上去记忆，这些知识点往往相对比较难也比较枯燥.比如，在学习“减数分裂”时，我设计了一个任务让学生画图导学：让学生先分组预习后讨论如何去更好地理解配子的形成过程，掌握在减数分裂过程中染色体的行为变化.项目实施下来，学生大多选择通过制作模型(图2)来解决这个问题.再加上教师学生对该项目的评价、反思，通过引导，不仅让学生主动的复习了有丝分裂过程，而且弄清楚了在减数分裂过程中是如何通过一次复制完成两次分裂的.

这样的结合STEM教育的构建模型的项目式学习方法是人们认识自然界的一种重要方式，可使研究对象直观化、简约化，使之便于研究；又可以简略地描述研究成果，使之便于理解和传播；还可以用于计算、推导，延伸观察和实验结论等.

三、结合STEM教育的项目式学习课堂收获

1.渗透前沿科技，拓展视野

生物科技发展迅速，教材的编写往往具有一定的周期性，因此生物教材上的知识点难免会存在一定的滞后性，学生无法学习和了解到最前沿的生物科技知识.生物课堂上，教师在引导学生探索STEM教育理念时，更应注重为学生渗透前沿科技等相关知识点.

比如在讲到“特异性免疫”一节时，书本只涉及细胞免疫、体液免疫过程，因此主要的淋巴细胞是T细胞和B细胞.教师可以在课前布置任务让学生有计划得查找资料，了解先天淋巴细胞(图3)的可塑性.在此基础上，还可以让学生设想出一些可行的方法来增强或抑制先天淋巴细胞的功能以治疗各种免疫疾病.通过这样的源于生活的例子，大大提高了学生学习书本知识的兴趣.

2.开辟校园专栏，积极展示

结合STEM教育的项目式学习时，教师应充分利用好学校的宣传栏，让橱窗、黑板报等成为宣传生物知识的好场所.在 “世界无烟日”等日子我会利用课余时间组织学生测甲醛含量，对比吸烟与否的室内甲醛含量(图4)，让学生切身体会到吸烟对人体有百害而无一利，并组织学生绘制相关板报，在激起学生环保意识的同时，也使学生意识到地球只有一个.

3.组织实践活动，学以致用

课堂上，教会学生的是书本理论知识，那么如何才能将零碎知识点系统化理论化呢？社会实践正式一个很好的实践锻炼自我的平台.比如不定期的在社区的帮助下开展遗传病咨询等相关社会实践活动.一方面，给居民普及了遗传病的种类，常见遗传病的遗传方式，以及如何让遗传病的危害降到最低限度，尽可能得让每个家庭都能生育健康的宝宝；另一方面，在活动过程中，进一步加深了对书本知识的理解程度.通过这样的实践活动，学生对于书本的利用，不仅是“记”，就是记住书上所讲的概念、定理、公式，明白有关知识的意义；而且还需要“联”，就是将现在所学习的知识与已经学过的知识联系起来，整理知识组成系统；最后还要“用”，就是将所学的知识用到现实生活中中.

四、展望结合STEM教育的项目式学习

和传统的学习方式比较，结合STEM教育的项目式学习紧紧围绕STEM理念，充分发挥学生的主体地位，使得课堂容量得以增大，课堂研究问题更有深度；项目活动以学生为出发点，时刻关注学生的活动状态，以小组合作作为主要的学习形式，以多元化的作品作为学习结果的呈现，实施方式多元化，更加注重知识应用水平的内化和综合能力的提升.这种新的教育形式是倡导造物，鼓励分享，培养跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育.

新的理念加上可操作性的设计与实践，生物课堂教学的项目式STEM教育必将由落地生根走向开花结果.确保今天所有的学习者，从好奇的幼儿园学习者到退休人员，都可以获得高质量的STEM和生物课程的整合.