基于STEAM 理念的初中生物跨学科教学设计

引言

在新课程标准与素质教育思想的指引下，教育正从单一的知识传递转向以能力培养和素养增进为核心的综合样式。以往的初中生物教学经常只是围绕教材知识展开讲解和记忆，忽略了和现实生活、其他学科之间的联系，进而造成学生学习积极性不高。探究能力的发展受到限制，STEAM 教育理念的诞生为解决该问题带来了全新的思路，它着重借助跨学科融合、项目式学习以及创新性实践，让学生在处理现实问题的过程里掌握知识、增进能力与涵养创新思维。

一、STEAM 教育理念与初中生物教学的契合性

STEAM 教育与初中生物教学在目标及内容上有着很高的契合性。生物学作为一门科学，与多个学科存在着紧密的交叉联系，细胞呼吸、光合作用等进程需要借助化学反应方程式来阐释；生物能量的转换和物理知识存在紧密联系；遗传学当中的概率法则得借助数学的统计与推论；在生态系统的研究工作里，信息技术的建模与数据处理是必不可少的[1]。

二、跨学科教学设计的基本原则

跨学科教学的设计若基于 STEAM 理念，需要遵循一些原则，第一个原则是情境化，教学内容要跟学生的日常生活与社会现实状况紧密结合，促使学生在熟知的场景里察觉问题、钻研问题并化解问题。如在进行生态平衡知识学习之际，可规划“校园垃圾分类与资源再利用”的项目，促使学生在实际操作中领会能量流动与物质循环的原理。第二是综合性原则，应防止对学科知识进行机械的拼接，而是着重凸显学科之间的内在逻辑关系，让生物学知识在多学科的支撑下实现系统化构建。第三是探索性原则，此原则要求教师在开展设计工作时，着重强调涵盖问题提出、实验设计、数据分析以及结论推导的完整科学探究环节，使学生在探究活动中获取知识并增强能力[2]。

三、跨学科教学案例分析：光合作用与能量转化

光合作用属于初中生物里的关键知识，同时也是开展跨学科教学的典型范例。在设计案例的时候，能够把光合作用当作核心线索，同时融入物理、化学、数学、信息技术以及艺术等多学科知识。详细流程如下：老师借助提出“如何提高作物产量以应对粮食安全问题”的现实场景来引入课程，促使学生重视光合作用在农业生产里的意义。学生按小组进行实验探索，分析不同光照强度、二氧化碳浓度对光合作用速率产生的影响，并且运用传感器与数据采集软件记录下实验中的各项数据。在这个阶段，学生得借助物理知识弄懂光能吸收和能量转化的原理，用化学知识阐释反应的进程，借助数学手段绘制函数图像并分析其中的规律，还需依靠信息技术软件开展建模与可视化操作，学生借助 PPT、实验装置模型或者绘画之类的艺术手段呈现成果。

四、实施策略与注意事项

为使基于 STEAM 理念的跨学科教学得以顺利开展，需从不同层面进行思索。增强教师的专业素养，教师除了要熟知生物学科的知识外，还得拥有一定程度的物理、化学、数学以及信息技术方面的素养，能在教学里达成合理的学科融合。接下来是资源的整合与配套支持。学校应当为教师供给多元化的实验器具与信息化装备，像传感器、模拟软件、三维建模工具这类，为跨学科教学创造物质基础，是对评价体系进行优化，教师在执行过程里应当重视过程性评价，借助观察小组交流、实验设计与合作配合等环节，全面把握学生的学习状况，避免只采用单一的结果性评价方式 [3]。跨学科教学需依照稳步推进的原则，结合学生的年龄特性与认知程度，慢慢加大任务难度，既要确保探究具有一定的挑战性，又要防止学生产生挫败感，进而激发学生长久的学习兴趣和探究热忱。

总结

依托 STEAM 理念开展的初中生物跨学科教学的设计工作，可切实打破传统学科之间的壁垒，为学生打造现实的问题环境与多元化的学习经历。在这个进程里，学生不仅可以学到生物学科的知识，还能够在跨学科整合与实践的活动里提高科学探究本领、创新观念以及合作意识。经由案例分析能够知晓，跨学科教学设计可以让学生在知识的实际应用、能力的培育和素养的提升方面实现整合。在今后的教学活动里，教师需不断累积经验，提高跨学科综合能力，并且学校也应该提供制度以及资源方面的支撑，一步一步打造出契合我国基础教育实情的 STEAM 生物教学模式。

参考文献

[1] 赵琳 . 跨学科背景下的 STEAM 课程设计与实施——以初中生物学为例 [J]. 实验教学与仪器 , 2024,41(4):48-49.

[2] 王容.STEAM 教育理念与初中生物学跨学科教学的深度融合—以 " 制作可以调节的眼球模型 " 为例 [J]. 理科考试研究 ,2024, 31(10):61-63.

[3] 何昊哲 . 基于 STEAM 教育的初中生物学跨学科教学的实践研究[D]. 内蒙古师范大学 ,2023.