STEAM教育理念下的“生态瓶制作”课程教学案例

来源:中小学教育 作者:万小云

靖边县第三中学    

一、选题目的与意义

随着时代和教育理念的进步，广大学校积极开展STEAM教育课程。傅骞等认为，STEM教育是一种教学策略，通过借助基于设计的学习、基于项目的学习和探究性学习等学习方式，培养学习者解决实际问题的能力。任友群等人提出，STEAM教育是以项目学习、问题学习为主的学习方式，它在STEM教育基础上进行了延伸和拓展，形成一种新的教育模式，是技术与工程教育和艺术人文教育的融合，旨在推动技术驱动的教学创新。余胜泉等认为，STEAM教育以多学科整合的教学方式，注重过程实践，以真实问题为向导，强调知识与能力并重，倡导“做”中“学”；强调创新思维和能力的培养，注重知识的跨学科迁徙及其与学习者之间的关联。STEAM教育的这些理念和思想融入到信息技术课程和教学中，有利于通过技术的学习培养学生的创新能力。本文基于“生态瓶制作”教学实例，总结将STEAM教育理念融入课堂的教学实践。

二、教学目标

1、知识与技能：在师生共同探究下，学生亲手制作人工生态系统——生态瓶，了解生态瓶中生产者、消费者和分解者之间进行物质循环和能量流动。

2、过程与方法：让学生通过实践操作、动手动脑相结合的自主探究，完成生态瓶的制作。

3、情感、态度、价值观：学生通过自己动手制作生态瓶，体会到动手实践的快乐，制作成功的喜悦，激发科学兴趣和求知欲。

三、与学科课程标准的关联

      课程中师生首先共同梳理生态系统的结构和三大功能，并明确生态系统保持相对稳定的条件。在此基础上，教师创设问题情境，以“制作人工生态系统——生态瓶”为任务进行分析讨论，将生物科学知识（生态系统结构和功能）、生态工程原理（物质循环再生原理、物种多样性原理）、操作技术（放沙注水、投放生物）、手工艺术（动手制作美观的生态瓶）以及数学学科（生产者与消费者的数量关系）有机地交叉融合，使学生在实践体验中学，来提升学生综合能力以及培养学生综合科学素养。下图是制作生态瓶的跨学科概念分析图。

四、教学资源和资料清单

多媒体教学设备、学生学习活动单、教学课件、生物圈2号视频资料、标本瓶、花土、沙土、自来水、水藻以及浮游植物、田螺、小鱼、标签等。

五、信息化教学策略

合作学习教学策略、情景教学策略

六、教学环节

1、课堂引入：

教师在多媒体上播放《生物圈2号》视频，激发学生好奇心并提问：生物圈2号为什么会失败呢？

设计意图：利用这一视频成功激发学生探索生物圈2号的兴趣，符合STEAM教育中培养核心素养的特征。

2、探究生物圈2号工作原理：

教师和学生一起研究分析：生物圈2号是一个生态系统，分析生态系统的结构、功能以及探究其保持相对稳定的条件。

学生思考：生态系统包括生物群落（生产者、消费者、分解者）和无机环境的成分，生态系统具有物质循环、能量流动以及信息传递的功能，生态系统保持稳定与其自我调节能力（抵抗力稳定性）有关。

设计意图：回顾旧知，为接下来制作生态瓶奠定理论基础。

3、动手制作生态瓶

（1）、处理标本瓶：取一个标本瓶并洗干净，然后用开水煮瓶身和瓶盖；

（2）、放沙注水：向标本瓶中放入沙土和花土，花土在下且一边高，一边低；沙土在上，沙土层5-10㎝，再往瓶中注射自来水（占瓶体积的五分之四）；

（3）、投放生物：将藻类、绿植和少许田螺、小鱼放入标本瓶中；

（4）、加盖封口：盖紧标本瓶的瓶盖，使生态瓶处于密封状态；

（5）、粘贴标签：在制作好的小生态瓶上贴好标签，然后放在阳台上。

设计意图：培养学生动手能力以及对理论知识深入理解；

4、学生合作完成制作生态瓶实验报告单

设计意图：引导学生综合运用科学、数学、工程以及艺术等跨学科知识与技能，解决生态系统中的相关问题，体现STEAM教育注重跨学科知识综合运用的真实内涵。

5、课堂总结：在学习过程中，学生利用多学科知识解决生态系统稳定性的实际问题，每一小组都完成了生态瓶的制作。

七、教学反思

STEAM课程学习需要融合多种学科的知识与技能，要将各科课程无缝隙整合是STEAM课程主要思考的问题，而在制作生态瓶的课程中，将各个学科融合的并不是很好。