摘要：STEAM教育理念源自美国，它是将科学、技术、工程、艺术、数学等教育结合起来，以锻炼学生处理实际问题和研究新问题的能力。以人教版的高中生物课本中的实验为例,介绍了在一般的学生实验或演示实验教学过程中,怎样锻炼学生的STEAM思维和能力,从而培养的创新素质;关注实践,创新设计,解决实际问题。
关键词：STEM教育理念；高中生物；实验教学；教学思考
前言：教育理念和制度的改革必然是基于社会对于人才的需求变革所导致的，目前的社会下，市场更加需要具有丰富知识且拥有活跃思维和动手能力较强的人才，而STEM教育理念相对于这样的要求十分契合，使学生在学习知识的同时能够将多个学科中的科学知识进行整合，让学生提升思维能力、拓宽知识面。
一、相关概述
温太医张晓龙（一）STEM教育理念的内涵
STEM,为科学、技术、工程和数学四大学科英文首字母的缩写。在实际教学工作中，这4门学科的内容其实是紧密相连的。科学是认知世界的基本客观规律，技术与工程则是在尊重以上规律的基础上对世界进行人为的改造和利用，数学则是技术与工程的最基本工具，所以在探求科学与技术的知识时，生活中发生的诸多问题都需要将这些学科进行整合，共同解决这些问题[1]。
黑魔导（一）STEM教育理念在高中生物实验教学中的应用必要性
对于STEM教育理念来说，其是当前教育研究的热点，与生物教学相关的概念有很多，与高中生物实验教学相关的文章也有很多。在高中的生物实验教学中,突出STEM教育理念下高中生物实验的渗透，可以帮助学生从不同的视角来发现问题，了解复杂问题的关系，从而加深学生对知识点的认识，对提升学生的科学精神和创新能力，锻炼孩子的沟通能力具有重要的作用。同时，将STEM教学理念与高中生物实验教学有效的融合在一起，还有利于核心素养的培养与落实[2]。通常情况下，基于新课程改革理念下，教师在组织学生开展实验教学活动的时候，需要对学生生命观念进行科学培养，让学生形成理性的思维，具备良好的探究理念。此外，借助STEM教育理念，教师能够在依照教学内容的前提下，为学
婚后买房属于共同财产吗生创造更现实的教学情境，让学生经历探究过程，寻各种生物实验的内在联系，对自己的思维进行加工，让生物实验教学理念可以得到良好内化。
二、STEAM理念在高中生物学实验教学中的应用
（一）创新实验流程，提升科学素养
科学实验是指对科学研究对象的探索与观察，或对科学研究对象的人为控制和干扰,以便了解相关机理和变化规律,最后实现可预期的目标。在生物科学实验中，采用了很多仪器和设备,这也使得了人们可以获取更精密、更大量的感性材料。人教版的高中生物教材中的许多实验都是完整、丰富、真实的探索场景,学生既能够自行设计实验,分析实验思路，或自行选择实验课题[3]。
在运用"项目创新"开展实验导学时,学生能够通过凝胶珠的颜和形状深入了解操作要领,摒弃"重过程、轻结果"的传统课堂实验教学方法,并积极激励与指导学生开展自主实验,以提高学生科学探究实验、合作与创新能力，提高学生的项目创新意识。
2eyes郑多恩 吴世勋（二）视频展示指导，提升技术素养
科学探究的前提,是对学生的科学实践操作加以规范。怎样规范学生的技术操作,使实验在短时间内实现并令人信服?除根据教材中给出的实验步骤加以运用之外,在实验期间，必须预先设定可能的情况。老师在教学中开展的示范实验尽管简单,但可控性并不高,且可见性与预测之间的偏差很明显。例如,在“比较不同条件下H2O2工程造价师报考条件的分解”实验中，学生在具体实践中经常对操作问题和实验现象产生很多困惑，因此，笔者将学生、实验者和教师精准规范的操作过程作为微视频,以供学生观摩:根据对照实验中的单一因子参数,在实验中使用两支带有火星的卫生香是否可行?如何提出一种定性比较两个试管中同时产生的气体含量的装置?如何提出一种定性比较两个试管中同时产生的气体含量的装置?
微视频以其直观、生动、生动的特性,能精确地显示出生物课实验过程和细节，从而突破时间和空间的限制，是改善生物课品质的一种很好的辅助方法。采用“微”视频取代要求高、操作相对抽象的实验,既可创造逼真的实验氛围,也可使抽象化为直观,使枯燥变为简单,并以此攻破生物实验教学的困惑,增强学生的掌握感,也有利于培养在生物课堂实验教学中的技术素养,并规范技术操作。
（三）在疑惑中探究，提升工程素养中国十大河流排名
工程素养是指专业技术人员在实际操作中具有一定的适应性和潜力的能力。具有工程实践和操作的基本能力、工程知识素质和指导正确思维的能力。
比如，“酵母细胞固定化”实验中，实验过程是：首先将0.7g海藻酸钠添加到100ml烧杯中，再添加约10ml水,以小火间歇加热,并认真搅动,使海藻酸钾调整至粘稠状,在充分融化之后，再以蒸馏水定容至约10ml等。这些操作似乎非常简单,但是，在实际操作中，学生在"融化程度、如何加热、如何搅拌、实验操作顺序、注射器前进的时间间隔以及CaCl2溶液中凝胶珠的时间"等方面有一定的问题:虽然某些小组学生已经完成了搅拌,但是，由于速度较慢，附着在烧杯内壁的海藻酸钠焦湖给定容产生麻烦;有些学生的海藻酸钠含量很高,很容易成团而无法扩散,无法计量,最后，形成蝌蚪形凝胶珠；有些小组学生的凝胶珠的泽太浅、太白,主要是由于海藻酸钠含量过少,尽管注射比较方便,然而，包埋酵母菌的数目很少；有些学生在完全混合酵母细菌和海藻酸钠溶剂之前，很快就进入注射器；在激活活化细胞前,有的学生无法顺利的把海藻酸钠溶剂冷却至正常的室温下，,有的学校的学生推注射器得过慢或太快出现问题,反应了当时课堂实际的真实情况……有的学校的学生推注射器得过慢或太快……出现问题反应了当时课堂实际的真实情况况,老师应该指导引导直接正视问题并反思如何解决,在这时,教师要给予学生的主动权,在他们的沟通、总结与反思的基础上,还需要
播放几个相关的微视频，并鼓励学生在重复实验中“识错、探错、改错”,从而突破困境、吸取教训、获得快乐、挖掘潜力。
实验课堂允许学生犯错误，教师运用学生的错误资源来培养学生的批判思维能力,在错误中取得辉煌的成绩,并培养学生的工程素养,培养其意志品质。
三、结束语
基于STEM理念，建设高中生物实验教学模式，对进行精确的逻辑实验教学，提升教师的教学技术，激发学生的实验兴趣，有着十分重要的意义。本文对教学设计与组织战略进行了分析，以期能够起到抛砖引玉的作用，使STEM理念在生物教师的反思与重视观念得到广泛的应用。
参考文献：
[1]程亮，郑晓蕙.美国中学生物学课程中的STEM教育理念及其启示[J].生物学教学，2015
[2]邱玲燕.STEAM教育在高中生物实验教学中的探索——以"果酒制作"实验为例[J].中学生物学,2019,35(9):4.
[3]赵慧臣，陆晓婷．开展STEAM教育，提高学生创新能力———访美国STEAM教育知名学者格雷特·亚克门教授［J］．开放教育研究，2016，22(5):4-10．
基金项目：全国教育科学“十三五”规划教育部重点课题“中小学智能实验教学系统的构建与应用实践研究”课题批准号：DCA190327，子课题：“高中生物智能实验教学与STEAM教育深度融合的应用研究”研究成果
子课题批准号：DCA190327-34016
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