基于STEAM项目式学习的城市生态课程构建

雷健红 李佩珍 张丽

【摘 要】生态文明建设在新时代党和国家的事业发展中占有重要地位，如何利用环境资源，对学生进行生态环境教育，提升学生的环境保护意识，是一个重要的课题。文章构建了基于STEAM项目式学习的城市生态课程教学体系，形成了校内、校外一体化教学模式，并从植物、动物、微生物和生态系统这四个方面出发，挖掘城市地域生态特点，围绕培养学生环境保护意识这一中心点，形成了具有地方特色的、可实践的和可推广的城市生态课程教学体系。

【关键词】STEAM;城市生态课程;教学体系;生态文明;构建

【作者简介】雷健红，高级教师，广西教育研究院学科中心组成员，南宁市兼职教研员，南宁市优秀教育工作者，主要从事STEAM项目式学习的城市生态课程整体设计和推进;李佩珍，二级教师，主要从事STEAM项目式学习的城市生态课程教学体系构建;张丽，一级教师，主要从事STEAM项目式学习的城市生态课程实施。 一、问题的提出

自然界是人类社会生存发展的基础和前提。党的十八大以来，党中央把生态文明建设作为关系中华民族永续发展的根本大计，将生态文明建设摆在治国理政的重要位置，谋划开展一系列具有根本性、长远性、开创性的工作，作出一系列事关全局的重大战略部署。党的十九届五中全会提出，到2035年要使生态环境根本好转，美丽中国建设目标基本实现。这些都集中体现了生态文明建设在新时代党和国家事业发展中的重要地位，体现了党中央對建设生态文明的战略性部署和高标准要求。

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》提出，生物学不仅是一个结论丰富的知识体系，也包括人类认识自然现象和规律的一些特有的思维方式和探究过程。因此，教师要指导学生主动亲近大自然，探索生命，确立积极、健康的生活态度，发展学生的学科核心素养。对于生活在城市的学生来说，教师如何利用城市的环境资源，对学生进行生态环境教育，提升学生的环境保护意识，是一个重要的课题。基于此，笔者所在学校通过综合实践等形式对学生开展生态环境教育，构建基于STEAM项目式学习的城市生态课程。

二、STEAM项目式学习教学体系的构建

（一）形成基于STEAM项目式学习的城市生态课程教学体系

STEAM课程起源于美国，是指将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）、数学（Mathematics）融合在一起的跨学科教学。它以跨学科知识为载体，以学生活动为中心，以问题情境为切入点，在解决实际问题中培养学生的批判性思维、想象力、合作力和创造力等素养。

笔者结合STEAM项目式学习的特点，对STEAM项目式学习教学过程的实施步骤进行了研讨和实践，最终形成了“五步五明”STEAM项目式学习的城市生态课程教学体系（如图1）。

首先，STEAM项目式学习围绕实际问题展开，因此选定项目是首要的，教师需要创设问题情境，激发学生兴趣，引导学生明确研究项目的主题。其次，在STEAM项目式学习教育理念下，教师需要利用课内教学及课外拓展，指导学生通过自主学习等方式学习新知，以明确解决问题的方法。然后，学生通过合作探究制订方案并实施项目，在这个过程中，教师要给予学生适时的指导，帮助学生明确项目实施的步骤和过程。最后，STEAM项目式学习还关注对学生批判性思维、想象力、合作力、创造力和表达力等多方面能力的培养，教师需要组织学生进行交流分享，并且对学生的实践过程和成果展示给予多元化的评价，帮助学生明确学习的收获。

（二）构建校内、校外一体化教学模式

STEAM项目式学习有别于传统课堂，学生不是在一节课的时间里完成某一个任务或简单的几个任务，而是要参与整个项目，包括规划、构建、协作、完善、展示等环节。在这个过程中，有一系列问题需要解决，一两节课的时间学生是无法完成的，需要足够的时间才能完成。因此，笔者探索构建了校内、校外一体化教学模式（如图2）。

对于校内的教学内容，重在课内基础知识的学习理解，同时根据教学内容适当拓展学生的知识视野，让学生学习和了解相关知识的应用范围、生物技术的发展现状等。同时通过专题讲座深化学生的学科知识。对于校外的教学内容，通过参观基地，让学生了解相关生物知识在实际生产、生活中的应用，激发学生的使命感和自豪感。此外，通过布置课外实践活动，让学生课后进一步研究，以弥补课堂实践的不足。同时组织学生开展生态考察，深入不同的生态系统，调查生物资源现状，为环境保护提出可实践的建议。

（三）基于STEAM项目式学习的城市生态课程建设及实施

生物多样性是人类赖以生存的物质基础，其具体内涵包括生物种类多样性、基因多样性和生态系统多样性。生物种类多样性能够在一定程度上反馈生态系统多样性，反映生态环境的好坏，而生态系统多样性又会直接影响生物种类多样性。基于此，本文从生物种类，包括植物、动物、微生物和生态系统这四个方面出发，挖掘城市地域生态特点，围绕培养学生环境保护意识这一中心点，形成具有地方特色的、可实践的和可推广的城市生态课程教学体系。

在各子单元活动内容的设计上，主要按照以下思路进行设计。首先，梳理人教版初中生物学教材中涉及植物、动物、微生物和生态系统的相关知识。然后，从教材中的“技能训练”“课外实践”“科学·技术·社会”“探究”“实验”等栏目进行挖掘、设计学习内容，如“无土栽培技术”“人工鸟巢的设计”“制作果酒”“制作生态瓶”等，以拓宽学生视野，弥补课堂教学中学生动手实践的不足。此外，结合当地科研机构、研学实训基地、公园、湖泊等生态系统，组织学生进行参观或生态考察，将学生的视野带到广袤的大自然中，增强学生的环境保护意识，让学生更好地理解人与自然和谐发展的意义。最后，进一步梳理哪些内容可以在校内学习，哪些需要安排在校外开展，并根据科学、技术、工程、艺术、数学这五个学科再次进行划分，以培养学生更为全面的学科素养，但也不强求在每一次的教学活动中均涉及这五个学科。

1.植物搜索——认识身边的植物

植物在生活中随处可见，是开展教学活动时易于获取的教学材料。在这一主题中，主要从植物的种植和养护技术出发，渗透对植物生理活动的学习，并掌握相关技术在生产、生活中的应用，让知识服务于生活。此外深入挖掘植物的美学价值，如让学生在学习插花、制作干花和叶脉书签等工艺中感受生态系统的植物之美。同时，开展户外植物搜索，如学习植物识别App的使用，帮助学生认识更多的植物种类，弥补课堂教学中学生对植物种类感知的不足。其中，教师需要掌握较为丰富的植物学知识，以便对学生的学习活动进行科学指导。具体活动内容见表1。

2.动物调查——认识身边的动物

在我们生活的城市中，还生活着各种各样的动物，它们有许多有趣的行为，需要留心观察。在这一主题教学中，主要通过开设拓展课及专题讲座，介绍各种动物有趣的故事，启发学生留心捕捉生态系统中动物的行为。此外，结合“爱鸟周”开展户外动物调查活动，运用多学科知识来帮助和保护动物。该教学活动涉及较多的工程学知识和动手制作知识，若学校有相应的木工机床，可以取得相关专业教师的技术指导;若不具备操作条件，可以设计课外实践，通过视频介绍工艺，布置亲子合作作业，让学生在课后完成，或者由教师准备好需要的设备及材料，指导学生完成。具体活动内容见表2。

3.微生物探秘——认识身边的微生物

微生物指细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、顯微藻类等在内的一大类生物群体，它们个体微小，与人类关系密切。在这一主题教学中，设计较多的利用微生物发酵制作美食的课程，探秘微生物在生活中的应用，让学生体验知识运用于生活的快乐。此外，组织学生观察周边水域中的微生物，开展水体富营养化调查，引导学生关注环境保护和污水处理等问题。关于水体富营养化调查的开展，需要较多化学方面的专业知识，还需要使用一些专业仪器。这就要求教师不仅要有学科融合和不断学习新知识的意识，还要有相应的知识储备，如果有条件，可以取得当地高等院校实验室的帮助，以顺利开展此项调查活动。具体活动内容见表3。

4.生态考察——保护家园，共享和谐

城市生态环境的质量关系到人类的生存发展和生活品质，引导学生关注城市生态系统的建设和保护是教师的职责和义务。在本主题教学中，教师要注重结合本地区实际，让学生调查身边的生态系统，分析生物多样性情况，同时也要在课内带领学生探究环境因素对生物的影响，培养学生保护家园的意识。对于有条件的学校，还可以建设学校生态园，让学生学以致用，参与学校生态环境的监测及管理。具体活动内容见表4。

三、结语

基于STEAM项目式学习的城市生态课程不仅促进了科学、技术、工程、艺术、数学等多学科知识的融合，还通过丰富的活动引领开创了STEAM项目式学习的新内容和主阵地，形成了基于STEAM项目式学习的城市生态课程教学体系。在该教学体系中，学生对生物多样性展开调查，并进行研究和保护，了解本土生物资源状况，形成了可实施的环境保护建议，在增强自身环保意识的同时，呼吁更多的人参与到城市生态保护中来，促进了城市生态文明建设，并产生了深远的社会影响。

除此以外，通过构建校内、校外一体化教学模式，与广西生物多样性研究与保护协会、广西药用植物园等多家科研单位形成合力，为学生搭建丰富的学习平台，加强校际、校企等合作，形成社会联动，赢得社会力量，开辟学生学习的新途径，拓宽开展STEAM项目式学习的渠道，激发学生学习的兴趣，让学生在参与STEAM项目式学习的过程中获取更为全面的知识，助力学生全面发展。

（责任编辑：罗小荧）