周瑞辉
共青城市中学332020
摘要：验培养自己的情感态度、能力、知识以及价值观等，最重要的是让学生养成良好的科学探究能力与科学思维。在生物教学的问题情境中，学生自己主动学习，主动发问，理解实验的本质，构建自己的知识思维体系，将书本上的知识化为自己的知识，灵活运用各种知识进行生物实验，而应用在实验当中，能够极大提升学生实验动手能力，全面提高学生的生物实验素养。
关键词：STEM教育；校本课程；学习态度
引言
生物学作为高中阶段重要课程之一，其知识内容和结构体系并非完全独立，而是与数学、化学等其他学科有着紧密联系，同时，生物学作为21世纪自然科学的重要组成部分，与工程技术、技术美学的结合也日益紧密。STEM教育注重在新情境下以问题或项目为驱动、通过跨学科的形式，利用科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）解决实际问题，不仅有助于培养学生实验探究和设计能力、创造性实践能力，同时也有利于提升学生的社会参与度，增强社会责任意识。与我国十九大精神关于“培养什么人、怎样培养人”的教育理念相吻合。本文以“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验为例，尝试探究应如何在高中生物实验教学中开展STEM教育。
1STEM教学模式应用于高中生物教学中的重要意义
（一）学科素养下的课程改革具体要求新的教育理念下的学科素养，对高中生的培养要切实以素质教育为主要内容，以发展以学生为主体的教育主旨，充分尊重高中生在生物教学中的学习主动性，围绕学生之间的个性差异，开展有针对性的分层教育模式。而高中生物实验教学要突出学生在实验过程中的自主动手操作能力、观察能力和问题意识，进而提高学生的解决生物问题的能力。在新课程标准的具体要求中，重视高中生在生物实验教学中的理论学习与生活相关知识关联性，重视学生在实验过程中的主体性，教师引导学生在探究中增强对生物知识的内化效果。在新一轮的课程标准修订中提到：加强学生在实验过程中的主动参与效果，学习者从发现问题到收集整理实验数据，最后利用所学的生物知识解释一些生物实验的原理，用理性的思维解决生物实验中遇到的问题。（二）生物实验课堂创新教学的发展需要传统教学虽然有很多值得保留的地方，但是采用传统的生物实验教学已经不能满足学生发展的需求。传统的讲授式教学主要以讲述的方式呈现知识，这种相对被动的教学方式，导致了学生的自主探究意识淡薄，对生物实验课缺乏一定的自主开发能力。对于层次不一的学生来说需要教师采用多样化的教学策略应对不同的学生需求。在高中生物实验教学中，学生的发现问题和分析问题的能力还有各小组之间的合作意识需要全面培养，STEM教学模式强调学生在实验操作中的主动性，教师作为引导者的身份。同时这种教学模式根据生物实验的知识，围绕社会化的热点问题出发，设置一些符合生物实验教学的具体问题，由浅入深，带领学生进行自主性的实验探究，这种教学模式有助于高中生主动学习的兴趣培养，激发学生对生物知识的探究欲望，有利于高中生对生物实验的独立思考意识，同时加强学生之间、师生之间的互动效果，提升他们对生物实验过程、原理、以及实验效果的求真欲望，极大地提高生物实验课堂的创新发展，从而不断地渗透对学生实验技能的培养，提高他们在实验课堂教学中的主体意识，帮助高中生建立起更为系统合理的实验方法。
2情感能量变化的测量
戴维斯（Davis）和贝洛奇（Bellocchi）将情感能量解释为个体之间顺利展开社交互动而产生的持久体验（Davisetal.，2019），他们提出的情感能量模型可以为测量学生课堂情感能量变化提供依据。如图1所示，情感能量模型由身体运动（BodilyMovements）、感觉（Feelings）和想法（Ideas）三个维度组成（Davisetal.，2019）。每个维度都分为集体的（Collective）情感和特质的（Idiosyncratic）情感两部分，集体的情感是指个人与群体间互动的情感反馈，特质的情感是指个人自身的情感反馈。其中，感觉指的是情感的内部感受，分为中立、正向（＋）或负向（－）。
因个人的感受难以被直接观察，因此可通过社交互动来间接感受。在人际交互的过程中，流畅连续的互动和手势（身体和语言）表明群体间的情感表现强烈，此时可将群体的感受作为个人的感受。而当个人与群体的联系不紧密或个人与群体交流不畅时，个人的感受为特质感受。想法指的是科学界的知识概念（Davisetal.，2019）。想法是模糊的或正式的，在探究科学概念的过程中，学习者个人可能会产生迷思概念，此时的想法是特质的，模糊的；而当学习者个人提出科学概念但被他人拒绝时，此时的想法是特质的，正式的。当学习者群体讨论科学概念的界定时，此时的想法是集体的，正式的；而当学习者群体探讨科学概念进入误区时，此时的想法是集体的，模糊的。身体运动指的是身体的所有运动和声音，包括面部动作、姿势等。身体运动分为戏剧化的和非戏剧化的，戏剧化的身体动作较为夸张，通常伴随声音的高低。非戏剧化的身体动作较为缓慢，通常伴随沉默、没有目光的交流和接触。在课堂的教学过程中，小组或群体的活动是集体的，而个人的活动是特质的（Davisetal.，2019）。
2案例分析
本研究所选取的课程中，教师采用任务驱动的方式来进行教学。在课程开始之前，教师为学生提供乐高模型的搭建图及乐高材料，之后每位学生进行自主的乐高模型搭建。由于学生的先前知识经验不同，因此在课程活动进行中，学生的表现及与教师的互动都存在差异。本研究所选取的三个片段分别是STEM课程的前期、中期与后期，能较有效地反映整个课堂过程中的情感能量变化。1.STEM课程前期的情感能量变化片段1中，首先小蓝拿着乐高配件看（动作）并开始说话（“哪有啊”），说明他的注意力集中在乐高搭建活动上，因此研究者将乐高搭建确定为主题A；然后小蓝表达对这个主题A的情绪（“这个太难了，我不想搭了”），D老师关注小蓝的情绪，并给予相应的语言提示（“我都跟你们说了一个一个的步骤了”）。这段持续的简短对话将小蓝和D老师的注意力都集中在主题A上。小黑想要融进与教师的沟通中（看着平板上的说明图，提问D老师“这是什么意思呀”），但是D老师没有回应，继续专注与小蓝的交流，并拿出小黑搭建的乐高让小蓝照着搭建。小黑再次尝试引起教师注意（“为什么按照我的来呀？他这个很简单”），D老师继续给小蓝进行语言指示（“你们看不懂图给我说，我一步步给你们说步骤，这个图你们之后肯定要学会用”），小蓝一直沉浸在自己的情绪中（“我不会搭”）。
3案例总结
在上述案例分析中，研究者基于情感能量模型，探究了学生在STEM科学活动探究和互动过程中的情绪体验，并对比了不同学习片段学生的情绪差异。在第一个片段中，学生对乐高套件不了解，当学生被要求做有挑战的事情时，学生的态度是低落的，学生之间的观点是离散的，此时学生们处于戏剧性的、低强度的情感能量状态。另外一种比较低的情感能量出现在产生认知理解困难的时候，该状态会降低社会交流的流畅性。STEM课堂活动的前期，小蓝对于乐高搭建感到沮丧，但他这种个人情感对情感能量的影响相对较小。
结束语
然而本研究在对实验结果进行转录编码时，完全参照情感能量模型中的英文编码表，忽略了中文对话中除了语气停顿之外，汉字本身带有的一些情感表达词汇，因此无法分析情感能量的所有变化是这一研究存在的局限。另外，本实验仅选择了情感能量变化较大的片段进行重点分析与诠释，忽略了情感能量变化较平淡的对象，故探讨情感能量波动的研究中，对参与度明显较弱的研究对象开展的研究较为欠缺。
参考文献
[1]尹艳.浅谈STEM视角下高中数学生成性教学的设计策略[J].新课程(中学),2019(12):81.
[2]张宏平.STEM教育的常见误区[J].中学课程辅导(教师通讯),2019(24):144.
[3]向世清.STEM教育的基本方式与过程(五)[J].中国科技教育,2019(12):66-67.
[4]程洪霞.面向STEM教育的创客教育模式研究[J].新课程教学(电子版),2019(23):95.
[5]罗泽碧.基于项目的STEM学习研究[J].贵阳学院学报(自然科学版),2019,14(04):16-19.
[6]史力玲.基于项目学习的幼儿园STEM教育存在的问题及对策[J].新课程研究,2019(31):133-134.