STEAM教育理念在线上初中生物教学实践中的应用

摘 要：线上教学对于现代中学教学具有重要意义。初中生物是一门需要学生动手实践的课程，在线上生物教学中，教师与学生之间的沟通、互动受到影响，学生无法近距离观察、操作实验，难以有效掌握生物知識点。而在线上教学中，教师通过应用STEAM教育理念，利用丰富的教育资源，引导学生独立学习和设计实验方案、自主研究科学问题，能够培养学生的学习兴趣与科学探究能力；通过科学的教育评价对教学方法进行综合评定，能够为教学方法的改进提供依据。文章阐述了教师应如何结合STEAM教育理念，在线上教学中充分培养学生的自主学习能力，激发学生的创新思维，提高学生分析问题和解决问题的能力。

关键词：线上教学；教学设计；STEAM；初中生物

STEAM教育理念是一种重要的教育理念，STEAM是科学、技术、工程、艺术和数学的英文单词首字母。科学即探索自然科学规律；技术是探索自然界规律所需的技能；工程是人通过改造，进而加工出具有价值的产品的过程；艺术是指审美和创造美的能力，包括音乐、美术、语言等艺术；数学是指利用数学逻辑思维，分析问题和解决问题的能力。STEAM教育理念鼓励学生自主发现问题，并独立自主地设计实验，利用数学、工程、艺术、科学等多方面的知识研究问题，最终解决问题。STEAM教育理念强调以学生为中心，让学生能够从零散的、机械的知识中抽象并建立一个完整的知识体系。利用STEAM教育理念培养学生的独立学习能力、创新意识和解决实际问题的能力，对于提高初中生物线上教学质量和提高学生科学素养具有重要意义。

一、STEAM教育理念与初中生物核心素养培养

初中生物是一门实践性极强的学科。在学习生物时，学生能通过探究动植物的形态结构及生理特征等，培养观察能力、分析判断能力、逻辑思维能力、想象及创新能力。初中生物学科核心素养包括生命观念、理性思维、科学探究和社会责任等方面。核心素养培养的目的是让学生在面对科学问题时，能够独立运用学科知识，从科学、社会、生命观念等角度全方位分析问题并解决问题。而STEAM教育理念同样强调培养学生独立运用科学、技术、工程、艺术和数学等多方面的知识分析和解决问题的能力。从此角度来看，核心素养教育理念同STEAM教育理念是相通的。运用STEAM教育理念指导生物课程设计，丰富教学项目和教学方法，能弥补传统教育的不足，拓展学生逻辑思维，加深学生对知识的理解，提高初中生物教学效率，有助于培养学生的生物核心素养。

二、STEAM教育理念对线上初中生物教学的指导意义

生物属于自然科学，强调学生通过观察、实验获得生物学知识，通过生物课程的学习，培养自主学习能力，形成科学的思维和严谨的态度。在传统的线上教学中，教师往往只借助视频来讲解实验，使学生处于被动接受知识的状态，很难激发学生的学习兴趣，限制了学生的创新思维和实践能力的发展。STEAM教育理念强调学生的主动性，鼓励学生独立发现问题并解决问题。教师运用STEAM教育理念，设计初中生物线上教学实验方案，能凸显学生的主体地位，让学生在日常生活中利用可获取的素材，完成生物实验设计，通过实验获取生物学知识，并掌握文献搜索、团队协作、问题分析、创新设计等技能，形成创新思维和严谨的科学态度。

三、STEAM教育理念在线上初中生物教学实践中的应用

（一）建立丰富的学习素材资源库

首先，教师根据教学内容搭建知识体系框架，确定每一章节的教学要点，并根据教学要点，利用网络搜集图片、视频和文献等资源。然后，教师根据章节的教学框架对视频、图片和文献进行分类，利用网盘建立素材资源库，供学生下载和学习。教学资源库要契合生物课程的特点，内容包括生物认知素材、实验技能素材、知识讲解素材等。教师也可以制作微课件，供学生学习。学生借助丰富的教学素材资源库，能够自主学习生物课程内容。以“环境中生物的多样性”这部分知识的教学为例，教师可分别选取地球的温带、热带和寒带的代表性植物的视频或图片，让学生直观地感知地球植物的多样性，同时教师可搜寻一些植物的研究文献，让学生深入了解植物对人类的作用。例如，教师可以选取一些具有药用价值的植物的科研文献，激发学生研究自然植物的兴趣。在课程资源制作过程中，教师要注重选取学生知识范围内的教育资源，过于深奥、超出学生认知能力范围的内容会增加学生的学习负担。基于STEAM教育理念的初中生物线上教学模式流程示意图如图1所示。

（二）教师引出科学问题

教师要围绕课程教育大纲，引导学生学习课程知识点，激发学生对学习的兴趣。教师在引导学生学习课程知识的过程中，要结合课程大纲，避免教学偏离课程目标。例如在学习“单细胞生物”这一部分知识时，教师可通过“馒头发酵”实例来引入新课，提出问题：为什么面粉会发酵？进而引入单细胞生物的相关知识。此外，教师也可以借助精彩的教学视频、图片，来展示微生物的形态，如藻类、草履虫、酵母菌等。当学生对单细胞生物有了深刻印象后，教师便可提出科学问题：不同微生物的细胞结构分别是什么样的？单细胞生物是如何代谢的？接着，教师可以围绕科学问题，建立问题研究项目，让学生以研究项目的形式自主发掘问题并解决问题。科学问题的引入和问题研究项目的建立，能激发学生的求知欲望，有助于学生形成全面分析问题的能力，调动学生参与课程学习的积极性。

（三）学生自主学习研究

学生是学习的主体，当明确课题项目后，教师要充分发挥学生的主观能动性。学生首先要利用资料库及网上资源，搜寻与课题项目相关的资料，并分析整合资料内容；然后明确课题的研究过程，独立设计实验方案与流程。在学生设计课题研究方案时，教师可以进行适当的引导，鼓励学生在设计方案时提出质疑，这样有利于提高学生的思辨能力及交流合作能力。教师要运用STEAM教育理念指导学生科学地设计实验方案，利用生物知识去评估实验的可行性与合理性，分析方案的优缺点。在实验设计阶段，教师要鼓励学生充分利用生活中可获取的实验素材，提高实验的可行性。例如，在进行“单细胞模型制作”实验时，学生可以利用家中的绿豆、黄豆、塑料、鸡蛋等材料，降低实验的难度。现代教育背景下，教师应注重学生综合能力的培养，如学生自主学习能力的培养等，将教学内容巧妙地融入科学问题中，让学生独立自主地进行学习研究，培养学生的学习能力，提升教学效果。

（四）研究成果展示与评价

学生的研究成果展示与评价可反馈学生对生物知识的掌握情况。在实验结束后，教师应鼓励学生进行研究成果展示。展示研究成果的手段多种多样，有PPT、实验模型、视频等不同的形式。成果展示完后，教师还要通过在线课堂，鼓励学生进行组内自评、组间互评。而教师也要基于STEAM教育理念对学生进行评价，判断学生是否在设计实验、分析问题、成果展示等环节，用到了科学、技术、工程、艺术和数学的知识。例如，在开展“单细胞模型制作”的实验时，学生应利用所学的生物知识构建细胞的组成结构，利用工程和技术知识制作模型的骨架，利用数学知识计算细胞的各种元素的占比，借助艺术知识使成果展示更加丰富。教师在组织学生进行自评与互评时，应注重考查学生在建立问题模型、分析问题、解決问题及成果展示过程中的协调能力，考量学生团队是否能够顺利归纳问题、小组成员是否全员参与，解决问题的思路是否清晰、方法是否正确、是否得出了正确的结论等。

（五）教学方法改进

课程实验与评价结束后，教师应结合课前预习、课中实验成果展示和课后评测对教学效果进行评估，并总结整个教学方法的优缺点，针对教学中存在的不足进行改进，提高教学效果。教师可以对教学过程中的要素进行打分，检验目前实行的教学方法是否能够提高学生对课程知识的理解能力，是否能使学生真正掌握课程知识，是否能使学生掌握科学分析问题和解决问题的方法。教师可采用表格评分的方法对教学方法进行评测，如表1所示。教学评分要从多方面体现课程教学的关键要素，努力使评分结果客观、准确。学习成绩是评价教学方法的最直接的依据，也是教学考核的重要一环。因此，教师要依据知识测验，评价教学效果，并通过客观的评分改进教学方法，使学生与教师共同进步。对于教学评分反映出的学生的薄弱之处，教师应给予足够重视，并对此进行深入的教学讲解，提高学生的能力，弥补学生的不足。

四、对基于STEAM教育理念的线上初中生物教学实践的思考

线上教学作为一种全新的教育模式，仍然处于起步阶段。互联网上的教育资源是极其丰富的，教师如何合理地利用互联网资源，丰富、充实自己的教学内容，使学生能够对知识学习产生更大兴趣，提高教学质量，是一个值得探讨的问题。STEAM教育理念虽然能够较为全面地促进学生发展，但是也存在一定的局限性。新时代的学生大多被互联网和各种电子产品包围，当前的教育很难绕开互联网，因此教育工作者应围绕互联网和教育理念进行探究。以STEAM教育理念和生物核心素养为基础，结合线上教育模式，创新教学方法和教育理念，是教育发展的一个方向。

结语

线上教学是一种全新的教育模式，教师应基于STEAM教育理念，对初中生物线上教学方法进行探索，不断地改进教学方法和创新教育理念，引导学生适应线上教学模式，激发学生的学习兴趣，培养初中学生的生物核心素养。

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作者简介：窦佩娟（1987—），女，江苏省张家港市常青藤实验学校。