基于核心素养的STEAM理念在高中生物课堂中的应用

王广道

摘 要：随着新课改的推动和改革，也给高中生物教学提出了新的要求，要求老师要核心素养的培养重视起来，同时为了帮助学生更加全面的发展，还要求在核心素养的基础上将STEAM教育重视起来，要通过STEAM教育在高中生物课堂教学中的应用提高学生的综合能力，以此来帮助学生可以更好的学习和发展。在目前的高中生物教学中，还存在着很多的问题，主要的问题还是教学方法过于传统，所以会让很多学生对生物的学习失去兴趣，从而影响到综合能力的提高。基于此，本文就针对如何核心素养的基础上，将STEAM教育应用在高中生物教学课堂中进行了简单的分析和研究。

关键词：核心素养;STEAM教育;高中生物;应用分析;研究

高中生物教学在高中阶段也是非常重要的一门学科，会涉及到很多方面的知识，如艺术、数学、技术等等，而这些知识都是在核心素养的基础上进行渗透的，并通过以上知识内容的渗透提高学生的学习能力，活跃他们的思维，同时还能将他们的学习欲望和探究能力给激发出来。STEAM教育是在新时期下推出来的一种新型理念，是培养学生综合能力的一种方式，所以我们一定要在高中生物教学中将STEAM教育重视和应用起来。

一、STEAM教育和核心素养的概述

（一）STEAM教育概念

对于STEAM教育来说，它是一种综合性的教育。STEAM教育也不是单纯一个词，而是科学、技术、工程、艺术以及数学英文的缩写，也就是说，STEAM教育其实就是将以上五种教学结合起来的一种教学理念。最早起源于美国，目的是要将多种学联合起来教育，将教育的综合性给发挥出来，帮助学生学习到更多综合性的知识，培养和提高他们综合的能力。STEAM教育最大的价值就是利用学生的思维和情感投入，来将复杂的问题进行解决，帮助学生在理解的基础上丰富知识，提高能力[1]。

（二）核心素养的概述

何为核心素养？所谓的核心素养其实就是指学生的学习能力和学习态度，当然也包括在遇到问题以后所体现出来的品质和素质。学生们通过核心素养的培养和提高，能有效的提高高中生物的学习能力和水平，同时也能提高他们的理解能力，让他们可以在各种能力都具备的情况下，提高他们对生物学习的积极性兴趣，以此来帮助他们更好的学习和发展。

（三）STEAM教育与核心素养的关系

其实STEAM教育与核心素养都是在新时期下的理念和培养目标，也是热议最多的两个教育话题，尤其是在核心素养理念的提出下，预示着我国教育模式要发生改变，并向人才培养的模式进发。而STEAM教育也是通过多种综合内容进行的教育，也能在一定程度上提高学生的学习能力和思维能力。所以说两者之间是共同进步的关系，而在核心素养的基础上进行STEAM教育，也会使教学效果更加显著。

二、基于核心素养下的STEAM教育在高中生物教学中的应用

（一）可以通过生物科学的方法来对STEAM教育的科学性进行理解

何为科学方法？所谓的科学方法就是学生通过科学合理的方法去获取一些科学知识，科学的方法同时也是获取新知识的工具，在学习中是经常用到的。而如果将这种科学的方法运用到高中生物教学课堂中的话，不但能很好的活跃学生的思维，他们的探索和学习能力也会有所提高。就目前来说，在高中生物教学中，常用到的生物科学方法主要有我们非常熟悉的实验法和观察法，还有学生不是很熟悉的定量和定性分析方法。在高中生物教学中，雖然有很多的教学方法可以应用，但是不同的教学内容会有不一样应用方法，所以要求老师在教学的过程中不但要对教材的内容进行了解，同时还要对不同教学方法了如指掌，要通过不同教学内容采用不同的教学方法，来实现科学性教学。在这样的教学过程中，学生探究知识的能力也会有很大的提高，最终实现了STEAM教育在生物教学中的科学性，还对他们培养学生核心素养有了很大的推进作用[2]。

例如，在学习“分子与细胞”以及“遗传与进化”两个模块学习内容的时候，就将STEAM教育在生物教学中的科学性进行了很好的体现，而这里的科学性不但包括生物内容的科学性，同时还包括教学方法以及学习的科学性，需要老师要采用科学的方法展开教学，如，在概念知识讲解完以后，需要给学生提供科学研究的案例，然后引导学生去科学的探究，最后在采用科学的方法进行渗透等等，在整个过程中都会有科学性的存在，此外，老师还可以将生物最新的热点知识来进行讲解，以此来提高学生的理解能力。

（二）通过对生物操作技能的掌握来理解STEAM的技术性

实验在生物教学中是非常重要的内容，但是在科学方法下，对实验操作是有一定要求的，主要是对操作技术的要求，要求学生在进行生物实验的时候，要按着科学规范的操作步骤进行。如果是简单的实验，可以由学生自己独立完成，而如果是非常复杂的实验，一定要有专业的人员来为其指导，当然还需要学生具备熟练的操作方法。技术的应用在生物教学中是非常普遍的现象，主要用到的生物技术有植物组织培养技术，和技术有关的工具和仪器等等。就目前的生物实验教学来说，还面临一些问题，一方面会受传统教学理念的影响，对实验教学缺乏重视程度，另一方面是因为师资力量不足，使很多生物实验会受条件和环境的限制无法展开。这些问题在农村教学中体现的尤为明显。而在这种情况下，老师就可以将STEAM教育的理念给应用起来，如通过情境的创设来对实验过程进行研究和分析，也是很有教育意义的。而且这种教学方法不但将现代化的信息技术应用了起来，还改变生物理论教学课堂的枯燥性，这对提高教学的质量和效率也是非常有帮助的，当然对核心素养的培养和提高也是很重要的[3]。

例如，在学习“绿叶色素中的提取和分离”这节生物知识的时候，就需要运用到毛细吸管来绿叶的细线，但是学生在划细线的时候，很多时候会毛细吸管割伤，所以我们可以采用小毛笔来代替。为了帮助学生可以更好的认识和理解，老师还可以利用多媒体来给学生进行动作慢放，然后让他们观看实验的步骤，从而提高他们对生物知识的掌握程度。这种教学方法也使STEAM教育理念中技术性应用在了生物教学中，而学生也在学习过程中提高了核心素养。

（三）通过实践来对STEAM教育的工程性进行掌握

在高中生物教学中，有哪些内容会应用到工程性的知识呢？学生会通过活跃自己的思维来思考，从而提高自己STEAM教育工程性的认识和掌握。其实对生物教学中工程性的认识，我们可以理解为在生活实践中的应用，这样的话，学生理解起来就会非常容易了[4]。

例如，在学习“探宄生长素类似物促进插条生根的最适浓度”这节知识内容的时候后，老师就可以在实验的过程中融入工程的概念，通过问题来引发学生的思考，如“植物的根为何总是着地来成长呢，而茎却是在反方向发展呢？”然后让学生运用学过的知识去分析和理解，老师从中指导，以此来提高他们的理解能力。此外，老师还需要引导学生对生活中的知识进行观察。最后，由老师做出总结，并告诉学生，其实在生活中会有很多知识都运用到了生物知识，知识没有去仔细的观察而已，从而引导学生去分析和探索的能力。

（四）通过对教学方法的掌握来对STEAM中的艺术性进行理解

虽然在STEAM教育中有艺术性的成分存在，但是如何在高中生物教学中进行很好的体现呢？其实主要体现在教学方法上，如在导入环节中涉及到的艺术、讲解和总结的艺术等等。此外，生物老师在教学过程中言谈举止也是STEAM艺术性的体现[5]。

例如，在新时期下，老师在展开生物教学之前，都需要根据教学的内容来设计PPT，而老师在制作幻灯片的时候，如果没有用心，或者将制作的课件弄的非常花哨，就会让学生失去学习的兴趣和积极性，因为他们会看的眼花缭乱，不知道从何看起。在这种情况下，STEAM教育中艺术性也就无法很好的体现出来。反之，如果老师制作的课件非常的清晰，让人一目了然，学生的学习积极性也会提高起来。而这种审美能力也正好是核心素养的一种能力和体现。

（五）通过对数学知识的运用来将STEAM教育中的数学性体现出来

将数学知识应用在高中生物教学中来解决生物问题，是在新课改下，对学生有明确要求的，同时也是学生必须要具备的一种能力。在对数学知识的应用设计中，需要老师要将学生的阅读能力培养和重视起来，同时还需要帮助学生养成不怕失败的品格，培养和提高学生分析数据的能力和写作能力等等。而学生在设计的时候，需要将自己的观点给呈现出来。其中，数学模型的高中生物教学中应用的还是比较多的，所以我们也可以将数学模型的应用给重视和应用起来。如，让学生完成一次关于DNA双螺旋结构模型的设计，这里包括需要改进的地方，依据的原理是什么，改进的方法和最后的效果等等。要培养学生的数学精神，让他们可以敢于面对困难，体会成功[6]。

例如，在生物教学中，是有很多内容涉及到数学知识的，如计算呼吸作用与光合作用中所需要的能量、计算形成精子和卵细胞的种类，以及计算遗传病的发病率等等，这些知识都会运用到数学知识，要通过数学思维来解决生物问题。而目前使用最多的就是数学模型，如在光合作用中通过对曲线图的运用来表现光照和植物光合速率的关系等等。

结束语

综上所述，向我们阐述了STEAM教育以及核心素养素养的概述，并详细的分析和介绍了STEAM教育中几种组合元素在高中生物教学中的应用，使我们知道，STEAM教育是一种新型的教育理念，它教育的重点并不是单独的针对某一个学科，而是引导学生在对学科的认识和理解下，进行融合的一种学习方式，采用的是一种跨学科思维来将问题进行解决，很好的将学科交叉性的特征进行了体现。在新课改的背景下，使越来越多的学科都实现了融合，所以对高中生物学科也是如此。尤其是在核心素养下，将STEAM教育应用在高中生物教学中，能很好的提高学生的综合能力和水平。

参考文献

[1]王晓华.基于核心素养的STEAM课程在高中数学中的开发与应用研究[J].中外交流，2019，26（27）：215-215.

[2]韩会斌.基于核心素养的高中生物课堂教学研究[J].读与写（上，下旬），2019，16（17）：170-170.

[3]张志祥、王颖、赵沛荣.STEAM视野下生物学学科核心素养培育的“项目式”实践探索——以“校园植物资源的调查与应用”为例[J].中学生物学，2020，36（2）：127-129.

[4]余鸿婷.基于STEAM理念的生物实验教学——以“微生物的实验室培养”为例[J].实验教学与仪器，2020（6）：18-20.

[5]龚洁莹.论STEAM教育与核心素养的对接[J].知识文库，2019，（10）：240-240.

[6]林嘉敏.基于提高學生核心素养的高中生物教学的实践[J].师道：教研，2019（4）：168-168.

（本文系安徽省教育信息技术研究课题“信息化背景下STEAM教育理念在生物教学中的应用研究”的成果，课题编号为AH2019149）