核心素养理念下高中生物 STEM 项目活动设计

张树民

摘要：STEM项目活动是对科学、技术、工程和数学的有机整合，用于培养学生发现问题的意识及解决问题的能力，有利于提升学生的创新能力、科学探究能力，全面发展学生的生物核心素养。为此，本文简要探析了基于核心素养培养的高中生物STEM项目活动的设计，以供同仁参考。

关键词：核心素养   高中生物   STEM项目

科学思维、社会责任、生命观念和科学探究是生物素养的四个方面，高中生物STEM项目是以解决生物学问题为载体，基于高中生物的基本知识与技能，以培养学生的学科核心素养。下面，笔者简单论述了高中生物STEM项目活动设计过程。

一、启迪思维，形成主题

研究什么及怎么研究，是高中生物STEM项目活动开展的关键，教师要着重考量如何引导学生基于生物学的认识来讨论个人、社会事务，培养学生的社会责任感。第一，发散思维，找关键词。师生围绕社会性的某一个概念进行探讨时，需要先找到关键词，再引导学生将所学的知识与问题联系起来。如在讨论环境污染的社会问题时，教师就可以引导学生联系生态平衡等生物学知识，形成项目主题素材的关键词。第二，集中思维，形成中心。这个阶段主要是筛选主题素材，明确项目研究的主题，为项目互动的开展奠定坚实的基础。

二、聚焦核心，确立课题

首先，项目查新与背景分析。教师可以要求学生谈一谈自己对项目主题的看法，提出自己的观点与问题，再组织学生查阅相关的资料，分析问题的背景，了解问题的研究进程。其次，教师要基于背景分析与项目查新的结果，选择合适的研究对象，这样有利于进一步进行项目研究。最后，教师要设定自变量与因变量。对自变量的正确控制，可以保证探究方向的正确性，而了解项目探究需要测量的效果，形成项目研究课题，则需要设定因变量。

三、细化方案，制定计划

确定项目的研究对象和设定变量后，教师需要细化研究方案，理清与细化研究的思路，再结合实际情况制定研究计划，确定研究的目标。第一，掌握科学理论。规范的科学理论是项目研究的重要基础，教师需要在学生制定、细化方案的过程中，指导学生了解与掌握相关的理论知识，并将其体现于项目计划中;第二，确定实验条件。教师可以根据科学理论来选择STEM项目活动的资源准备、活动技术，并以此为基础优化实验条件，促进项目研究的顺利实施。

四、完善设计，撰写方案

初步完成研究计划之后，师生可以一起探讨研究计划，通过相互提问、互相质疑的形式来修订、补充、完善研究设计，让学生体验科学的严谨。首先，学生需要确定实验假设。良好的项目设计涉及理论的学习、前期概念的掌握及构建初步模型，教师可以帮助学生提出合理的假设，为项目研究提供正确方向。其次，学生需要学习实验技能。为了保证实验的顺利进行，学生需要提前学习与掌握相关的实验技能与技术，最大限度地保证研究的科学性。最后，学生需要预实验和撰写研究方案。学生可以通过预实验的方式检验STEM项目活动开展存在的问题，并结合预实验的结果进行反思与小结，然后在此基础上撰写研究方案。学生在撰写研究方案的过程中，要一一甄别实验中会出现的问题，进一步完善实验假设，至此，才能形成最佳的项目设计方案。

五、结语

总之，基于高中生物基本知识与技能设计的STEM项目活动，有助于整合数学、技术、科学和工程等知识，培养学生发现问题与解决问题的能力，并使学生的创新能力、思维能力和实践能力得到锻炼，进而有效提升學生的生物学科核心素养。

参考文献：

[1]石进德.基于核心素养培养的高中生物STEM项目活动开展[J].中学生物学，2017（33）.

※本文系江西省基础教育研究课题2019年度课题：《基于STEM的高中生物核心素养培养的研究》的研究成果，课题编号：NCSW2019-059。

（作者单位：江西省南昌市第三中学）