王金泉
江苏省淮州中学 223300
摘要：“STEM”教学理念是一种强调以概念为主的教学方法。在高中生物实验教学中，教师运用这种教学方法能够引导学生构建完整的知识架构，培养学生的探究意识和能力，对提高实验教学效率有很大的帮助。对此，本文着重探讨了“STEM”教学模式的实际应用，希望能够为提高高中生物实验教学质量提供指导和借鉴。
关键词：“STEM”教学理念；实验教学；高中生物
1、“STEM”教学模式的概念
“STEM”教学模式是指在课堂教学中，教师将科学概念的方法渗透到教学活动中，使学生掌握科学论述的技巧和方法，引导学生正确认识科学概念及其本质，促进学生思维能力不断提升的一种教学方法。按照该教学模式的本质要求，在高中生物实验教学中，教师要全面促进论证和探究的深入融合与渗透，并借助科学写作、学生互评等方式，引导学生利用教学素材进行科学探究。论证教学模式的流程具体包括分析实验结论→获得主张→ 以结论为论据进行主张阐释→质疑探讨→进行主张完善和优化。这其实是一个推理过程，即教师通过提出一些合理的理由和建议，引导学生进行推理，并证实原有主张的一个过程。
2、“STEM”教学模式在高中生物实验教学中的应用研究
2.1做好课前预习，认真设计实验方案
在开展高中生物实验课之前，教师需要认真备课，并指导学生提前做好万全准备，对与实验相关的内容进行预习，并且提前设计实验方案。例如，在“探究温度对酶活性影响”的实验教学中，教师需要在课前指导学生进行预习，并思考“实验试剂、温度、pH”等因素对酶活性造成的影响，然后结合教材及其他素材，再进行深层次的思考和验证：（1）采用什么试剂开展这一项实验的效果最理想？（2）如何确保实验中各组酶所处温度一直控制在合适的范围内？（3）如果确定好实验所需的底物与酶，那么如何来检测反应速度呢？之后，教师让学生根据这些问题进行实验方案设计。
2.2创设问题情境，激发学生探究意识
学习是一个不断发现问题、解决问题的过程。所以在实际教学中，教师不应该直接告诉学生答案和结果，否则会让学生养成死记硬背的习惯。在高中生物实验教学中，创设问题情境是非常重要的，能够最大化地激发学生的探究欲望，由此激发学生的学习兴趣，并引导学生将之前掌握的知识与新知识相结合，然后对问题进行思考和分析。例如，在“检测生物体内的糖类、脂肪和蛋白质”的实验教学中，教师需要先引出一个问题“斐林试剂与还原糖在什么环境下能够出现砖红色沉淀，该现象又能够说明哪些问题呢？”这个问题使学生以探究论证为目的进行思考和学习，然后将理论知识与实验活动充分融合，使学生进行分组讨论和交流，最后对其中的结论进行验证和判断。这样的教学过程不仅能够激发学生的探究欲望，还能够培养学生的思维能力，使学生认识到在缺乏实验条件的情况下不要随便下结论。久而久之，学生的论证思维、逻辑能力等就能够得到明显提升。
2.3积极开展实验活动，培养论证精神
通过实践获得真理是一个基本常识。在高中生物实验教学中，教师可以通过引导学生开展实验活动来验证相关论点。这能够使学生逐渐地认识到，只有通过实验验证的论点，才会被信服和认可。当然，在这一过程中，学生动手做实验是非常重要的，其能够使学生对相关知识点的理解更加透彻和全面，并且能够使学生的记忆更牢固、理解更清晰。
这样，学生得到的论点是最具有说服力的。例如，在“DNA 与 RNA 在细胞中的分布”的教学中，教师提问：“真核细胞通常位于细胞核上，RNA通常位于细胞质上，这一说法是否正确？”然后，教师根据这一问题引导学生开展实验活动，并鼓励学生对该说法进行论证。学生通过一些复杂的实验，得到了最终的结论，而且结论是让人无法反驳的。因此，这样的教学活动符合高中生物实验教学的教育目的，对培养学生的实验精神、论证精神等具有重要意义。
2.4归纳和总结，强化论证思维
在高中生物实验教学中，学生碰到一些无法解决的问题，需要教师的引导和指点。首先，教师要提出问题，鼓励学生自主学习和解决。其次，学生在解决问题的过程中遇到阻力时，教师要给予指导，使学生在教师的辅导下得出结论。最后，教师要反驳“最终的结论”，不断地引导学生深入思考和再论证，这对强化学生的论证思维是有很大帮助的。例如，在“叶绿体色素的提取和分离”的实验教学中，教师可以根据课本中的结论“叶绿素 a ＞叶绿素 b ＞叶黄素＞胡萝卜素”，在实验前提出质疑，引导学生动手进行实验和论证。由于实验过程中使用的试剂量、滤纸等要求不同，最后得出的结论也不同。对此，教师需要引导学生进行反复论证来总结最终的论点。
2.5凸出教师的引导地位，鼓励教师持续提高自身教学素质
除了以上要求之外，写作也是体现学生思维能力的一种重要路径和方式，这是检测学生认知水平的必要指标。安排学生对整个论证过程进行科学描述，对教师的课前预习方案的引导、课中知识点的讲解、课后学习效果的评价等都提出了较高的要求。在学生完成描述后，教师还需要对他们总结的内容进行评审，以便于对学生的论证学习效果进行评价。
其实，论证教学的开展离不开教师的引导和推进，这样才能使学生逐渐养成科学素养。当然，这并非通过某一次实验练习即可实现的，必须经过长期指导和训练才可以达成。从教师的立场出发，在运用论证教学的过程中，教师一定要不断地提高自身的专业素质，因为论证教学能促使教师更深入地探究实验现象及整个过程，并对其最终结论的内部逻辑关系进行分析，将师生的关注点转移到科学本质层面。由此，教师能够通过微观层面对其中的理论知识进行阐释，并构建相对完善的知识架构，确保学生熟练掌握实验操作技能、具备实验设计能力等，进而促进学生思维能力的提升。所以，在实际教学中，教师的专业能力与学生的学习成绩有着直接联系。基于培养学生科学素养的前提，教师还需要进一步提高自身的专业素质，为有效应用论证教学奠定基础。
结束语
总而言之，“STEM”教学主要是将核心理念与科技馆教育活动做到充分结合，从融合是相互作用中得到启示，STEM是一个将多个学科融合的教育并不是简单的叠加，而是要将多个学科内容组合成有机整体的一种教学方法。生物学是一门涉及生物学事实与理论的综合性学科，是在人们不断探究、钻研的基础上创建的。在高中生物学实验教学中，教师能够引导学生认识生命世界、学习生物知识。利用论证教学模式开展高中生物实验教学，有利于增强学生实事求是、科学论证的思维观念，以及培养学生敢于探索的科学精神。
参考文献
[1]高中生物实验教学的优化研究[J].谭雪.大众标准化.2019(14)
[2]优化高中生物实验教学的策略[J].王克蓉.科学咨询(教育科研).2020(01)
[3]高中生物实验教学方法与教学模式构建[J].陈世芳.科技风.2020(07)
[4]STEM教师信息素养的情境化分析与发展策略[J].董艳,和静宇,徐唱,郑娅峰.中国电化教育.2020(08)