吴仲俊
摘 要： 为了更好地顺应时代对人才培养的要求，强化对学生群体创新意识、创造力以及解决问题能力的培养，教师要解决目前初中生物教学课堂上以传授基本学科知识和基本学习技能的相关弊端，在科学的教学模式影响下确保教学活动与创新型人才培养需求的密切接轨，为稳步推进素质教育工作拓宽途径。为了达到理想的教学效果，初中生物教师就要有效融合STEM相关的教育理念完成创新型教学模式的设计，构建更完整的教学框架，深入挖掘有效的教学资源，确保初中生物教学迈上更高的台阶。基于此，文章就从STEM教育特点的分析出发，论述了这种教学模式在初中生物课堂上渗透的意义，并结合初中生物教学的现状提出了更具针对性的教学策略，为初中生物探究性学习的持续健康发展指明新的方向，同时也为广大教育工作者开展教学活动提供有力参考。
关键词： 初中生物;探究性学习;STEM教育;技术融合
中图分类号： G633.91 文献标识码： A 文章编号： 1673-8918（2022）10-0114-04
STEM教育是一种创新型的教育模式，能够培养更多与时俱进的现代化学生群体，在其他发展国家，这种教育形式得到了广泛的运用，并取得了相对比较理想的教学成效。正是在经济快速发展和国际竞争日趋激烈的背景之下，未来的知识和智慧将成为最有利的斗争武器，要想培养一批符合21世纪需求的全面型人才，就要从教育层面做出更大的改变。在初中阶段的教学活动中，教师要综合把握学生的年龄特点和学科特色完成针对性的教学设计，有效融合STEM教育的优势丰富课堂教学内容，构建更完整的课程教学体系，全方位、多层次完成对创新型人才培养资源的开发，更好地彰显生物教学的特色和魅力，推动初中生物探究教学工作能够取得更多实质性的进展。
一、 STEM教育概念的界定
STEM教育主要包括科学、技术、工程和数学，是由美国人于1986年首先提出的，在后续的研究活动中又加入了艺术这种元素。这种教育模式在教学活动中的运用，能够强化学科之间的有机融合，构建一个更加完整的知识系统，引导学生在多学科、多维度、多视角方式的指引下正确地认识世界并改造世界，促进学生知识和技能的全面发展。具体来说，其中包含的科学元素主要是指对大自然的研究，旨在引导学生借助实验来检验理论知识的正确与否，验证自己提出的假设是否成立;技术元素主要要求学生能够通过理论知识的学习在解决问题的过程中完成产品和原型的制作，从而不断地创造新的技术;而工程就可以看作学科之间的黏合剂，能为学生提供运用科学技术的天然渠道;从数学层面来说，其与传统学科中的数学科目有着很大的差距，STEM教育中的数学能够引导学生学会分析、推理并解决各种现实生活中的问题，为学生的全面发展开辟了一片新天地;最后，艺术的因素是要引导学生感受学习和生活中的美，帮助其在各门课程的学习中获得更愉悅的学习体验，全方位彰显教学活动的人文色彩。在各种元素的相辅相成中，就共同构成了根据创新特色的STEM教育，有效为时代背景下教学工作的开展提供了有力的理论依据。
二、 STEM教育工作开展的理论依据
（一）建构主义理论
建构主义强调要在课堂教学活动中以学生为中心，强调学生主动探索和发现新知识，完成对所学知识意义的主动建构，强调“学”的重要地位，这一理论曾为国内外教学工作的深入改革提供了有力的指导。在组织开展STEM教育工作的过程中，结合建构主义理论中的知识观、学生观、教师观和教学观完成更优化的教学设计，突出教学活动的动态性，为学生提供无限开放的学习空间，找到学科之间的紧密联系，引导学生自主总结学习的规律和技巧，主动开辟新的学习道路。具体来说，建构主义学生观强调学生经验的丰富性和差异性，认为学生现有的学习经验和经验的差异性是最宝贵的教学资源，学生是学习活动中的主体，只有引导学生在现有的知识基础上完成更深层次的学习，才能构建新的知识经验，突出知识点之间的紧密联系，结合多种形式引导学生完成经验的交流讨论，碰撞出思维的火花，从多个角度和层面解决问题，完成学习意义的建构。其中的学习观认为理论学习要依靠一定的情景来完成，认为在教学工作中，要发挥学生主观能动性的优势;教师观则要求教师要扮演好帮助者和促进者的角色，激发学生的学习兴趣，挖掘学生的学习动机，在师生的密切配合下，打造良好的教学生态。最后的教学观认为，知识是动态性和相对性的结合体，学习是知识意义建构的过程，注重引导学生在原有的知识经验基础上完成“生长”，支撑学生开展全方位的学习。
（二）在做中学
“在做中学”这一理念主要是由教育学家杜威提出的，主要强调指导学生亲自参与到学习活动中，我国的著名教育家陶行知同样结合我国的国情拓展和深化了“做中学”的相关理论，为在初中生物课堂上落实STEM教育提供了重要的指导，并在多种教学模式的支撑下引导学生结合自身的学习经验完成理性的思考，在动手动脑的过程中找到解决问题的方法，有效训练了学生的学科思维，培养了其学科核心素养。与此同时，“在做中学”同样强调学生的中心地位，要求为学生提供更广阔的学习平台，在手工活动、科学探究中强化理论与实践的密切结合。而且，在开展教学活动的过程中，还要重视教学方法的采用，要深入挖掘学生的兴趣，尊重学生的自主选择，有效抵制强制性命令为学生带来的抵触情绪，允许学生大胆地在各种各样的动手实践中进行尝试，找到学习的乐趣。除此之外，这一教学理论的提出还要求把教学活动划分为五个基本的阶段，先完成问题情景的创设，再明确亟待解决的问题，之后提出解决问题的猜想，预判猜想的结果，从中选择可能解决问题的猜想，通过实践活动证明猜想。在环环紧扣的教学步骤中，学生就有了更丰富的学习体验，通过更有趣生动的方法带领学生全方位地认识到知识生成的规律，让学生按照自己喜欢的方式完成每个阶段的学习任务。
三、 STEM教育的特点和优势分析
（一）跨学科性
跨学科性是STEM教育最核心的特征，对学生综合素质的培养有着不可小觑的作用。具体来说，在这种教学模式的支撑下，要引导学生树立终身学习的意识，在开展初中生物学习的过程中，也要引导学生树立学科整合的意识，有效结合科学、技术、工程、数学、艺术等各门技术和学科的特点提供个性化的指导，引导学生能够认识到生物知识与生物工程之间的紧密联系，有效借助生活情景的创设搭建更加系统完整的学科知识框架，引导学生树立跨学科学习的意识，在教师的带领下总结生物课程学习的规律，探索STEM教育与初中生物教学结合的正确道路。
（二）趣味性
STEM教育强调在开展教学活动的过程中要注重引导学生学会分享和创造，为学生提供更深刻的学习体验，在分享的过程中获得更多的快乐，在创造的过程中获得更多成就感。在这种理念的支撑下，就能在课堂上营造更加开放和谐的课堂氛围，引导学生通过交流讨论、合作探究等模式完成新知识的深层次学习，有效促进学生情感的交流，使得学生之间建立起更深刻的友谊，主动学习他人身上的闪光点，及时弥补自身存在的不足。更好地帮助学生感受到知识的获取是一个动态的过程，充满着自我突破的乐趣，进而为课堂教学活动增添更多的趣味和活力，帮助学生保持高度的学习热情。
（三）体验性
STEM教育提出要引导学生通过自主合作获得更多新知识，以直观的形式完成对抽象知识点的理解和记忆，更强调在学生动手动脑的过程中灵活把握知识的生成规律，增强学生学好各门课程的信心。在尊重学生主观能动性和个性特点的基础上让学生有更自由的学习空间，在此基础上充分挖掘学生的学习潜力，发挥其主观能动性的优势完成教学指导，构建良好的师生关系，在两者的紧密配合下提高课堂教学效率，促进教与学的均衡发展。
（四）情境性
真实的教学情境能让学生获得身临其境之感，在STEM教育活动中，通过对生活环境的模拟完成教学情境的创设，能够引导学生养成认真观察的习惯，学会灵活运用自己掌握的学科知识分析各种生活现象，主动解决日常生活中的各类问题。而且，在更加生动具体的情境影响之下，学生能更直观地感受到学习与日常生活之间的紧密联系，深刻地体会学习活动带来的挑战，带领学生不断突破自我，及时巩固和完善自身的知识体系，逐渐增加知识量，拓展知识眼界。
（五）实证性
在STEM教育的学习过程中，学生能够根据更科学的学习步骤完成对理论知识的验证，提出针对性的解决方案。在具体的课堂上，教师要根据生物课程的特色引导学生灵活把握学习活动中的规律把科学、技术、工程和数学有机整合起来，通过小组协作的方式完成教师布置的学习任务，优化知识意义的建构，在收集证据的基础上验证假设，帮助学生维持长久的学习动机和求知欲，充分彰显学科教学工作中的育人特色。
四、 初中生物探究教学中渗透STEM教育的策略
（一）強化课程资源整合，创设STEM教育教学情境
在初中生物课堂上引入STEM教育理念，既能满足新时代背景下对复合型人才培育的要求，也可以有效推动教学模式的革新。为了达到理想的教学效果，教师要强化课程资源的整合，创设科学的STEM教育教学情境，有效激活学生的主体意识，提高教学活动开展的深度和广度，促进学生多向思维的均衡发展。
例如，在开展初中生物《生物和生物圈》这一单元的教学工作时，由于这一单元的知识是学生生物课程学习的基础，教师要采用科学的教学模式帮助学生夯实学科基础，做好充足的教学准备。在这一单元知识点传授的过程中，教师要注重教学情境的创设，要结合STEM教育的特色完成教学方案的制定。在备课环节，教师可以借助现代化的信息技术完成电子课件的制作，在深入研读教材的基础上提取出其中蕴含的知识点，准确地完成重难点知识的归纳，并借助图片和视频的形式为学生直观地展示大自然中的各种生物以及生物圈的构成。具体来说，教师可以通过学生相对比较熟悉的动物园的生态系统来完成教学情境的创设，带领学生更快速地熟悉各种生物的特征、掌握生态环境对生物生存的影响。在教学情境的创设中，学生就能够产生更熟悉的学习感受，调动其参与到学习课堂上的积极性。而且，这种教学模式还能够在参考教材的基础上从网络世界中搜集更多有效的教学资源，完成教材内容的扩充和拓展，不断为学生拓宽学习的域度，确保其能够在更广阔的知识海洋中遨游，帮助初中阶段的学生奠定更坚实的生物学科基础，为其后续更深入的学习活动埋下伏笔。
（二）优化教学引导方法，提升STEM教育教学品质
STEM教育理念在初中生物课堂上的渗透更加关注学科之间的横向联系，强调学生要树立统筹学习的意识。在具体的初中生物课堂上，教师要加快教学方法的创新，构建良好的师生关系，让学生更加信任教师，教师再以朋友的姿态给予学生科学的引导，就能达到更理想的教学效果，不断提升STEM教育教学工作的质量。
例如，在开展初中生物《植物细胞》这节课程的教学活动时，教师要引导学生树立自主探究的意识，在理论学习的基础上完成相应的实验操作，更好地感受到生物课程学习的魅力，在亲自动手操作的过程中验证自己的猜想，更好地在有限的课堂上体现STEM教育的特色。在开展教学引导工作的过程中，教师要做好教学模式的筛选，通过案例分析、集体讨论、实验观察、实验操作报告撰写等多个环节让学生亲自参与到初中生物实验活动中去，及时解决实验操作中存在的各种问题，找到自身存在的知识漏洞。与此同时，教师还要引导学生借助小组合作的形式完成针对性的实验训练，为每个小组成员进行明确的职责划分，让学生结合日常生活中最常见的植物完成实验标本的采集，制定更详细和缜密的实验方案。在这一过程中，教师要在教室内来回走动，近距离地观察学生实验操作正确与否，并及时为其答疑解惑，构建师生互动合作的良性教学环境。在教师的正确引导之下，就能提升教学引导的针对性和实效性，不断提高STEM教育教学的品质。
（三）升级学科训练习题，优化STEM教育共享平台
STEM教育理念与初中生物教学的融合能够有效突破传统教学模式的限制，更好地展现教学的现代特色。在具体的教学活动中，教师要不断优化练习题的设计，搭建STEM教育共享平台，在课内教学的基础上做到拓展延伸，有效为学生提供更广阔的学习舞台，稳步推进学生综合成绩的提升。
例如，在开展初中生物《基因的显性和隐性》一课的教学过程中，由于课堂教学时间有限，而教学的任务相对比较繁重，教师在讲解知识点的过程中往往会避重就轻，容易忽略一些细节的讲解。这时候，教师要引导学生利用课余时间借助STEM教育及时的完成复习和巩固，在微课资源的辅助下及时获取新知识，做好查缺补漏方面的学习。具体来说，教师在完成基本的教学任务之后，要留出充足的时间完成教学课件的整合和上传，在STEM教育平台中创建一个共享的学习资源库，把每节课程的微课视频传输到这个资源库中，有效帮助学生克服时间和空间的限制，在有需求的条件下抽出课余时间，借助互联网技术的优势完成知识的复习和巩固，在原有的认知基础上不断增加知识量，灵活掌握课堂上没有听懂的知识点。与此同时，教师还要优化练习题的设计，引导学生通过这种方式找到自身存在的知识漏洞，有针对性地进行改进和补充。进而更好地提升学生的综合能力，确保在初中阶段的教学活动中完成对学生生物核心素养的培育。
（四）建立学科评价体系，深化STEM教学及育人价值
STEM教育教学工作的开展更加注重整合多个学科的知识完成系统的引导，这也就决定了教学评价工作的开展要从多角度、多层面进行。初中生物教师要结合以往的教学经验完成学科评价体系的建设，不断丰富评价的模式和内容，全方位深化STEM的育人价值。
例如，在完成初中生物《生物的多样性及其保护》这一单元的教学工作之后，教师要及时在参考传统评价模式的基础上做好补充，不断丰富评价的内容和形式。具体来说，教师在开展评价工作的过程中要结合知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度的教学目标进行综合考虑，结合学生在课堂上的表现、课堂作业的完成情况以及学生学科素养的养成多个方面给出针对性的评价，在这一过程中，教师要高度重视这一单元的教学主旨是帮助学生树立保护生物多样性的意识，并能够践行生物课程中的相关理念，灵活完成知识的迁移运用。为此，教师在开展评价工作的过程中也要把学生在生活中的表现考虑进去，要科学、客观地评价学生价值观的养成，进而保证全面性人才培养工作都稳步开展，深化STEM教学及育人价值。
STEM教育理念具有突出的前瞻性，对人才培养活动也有着积极的贡献。在新时代背景下，这一教学模式与初中生物探究教学活动的结合能够更好地完成教学的创新，突出生物教学的实践性，完成各门课程的整合，帮助学生找到知识点之间的横向联系，指引教师和学生探索一条新的途径。与此同时，充分利用这一教学理念的理论基础和特色完成教学指导，还能充分调动学生主观能动性的优势，彰显学生在学习活动中的主体地位，潜移默化中帮助学生陶冶情操，启迪学生的心灵，在完成知识教学任务的同时优化课程教学的育人功能，顺利完成生物核心素养培育的目标，培养更多高素质发展的创新型人才。
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