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基于STEAM教育理念无土栽培选修课实践
基于STEAM教育理念无土栽培选修课实践 摘 要 以《无土栽培》选修课为例，阐述了如何基于STEAM教育理念进行项目性学习设计，如何在教学实施过程中推行STEAM学习模式，如何运用恰当的教学策略促进学生多方面能力提升。最后，对课程开发和实施中如何更好地渗入STEAM理念进行了反思和探讨。 关键词 STEAM教育 无土栽培 生物教学 中图分类号 G633.91 文献标志码 B 起源于美国的STEAM（Science，Technology，Engineering，Art and Mathematics）教育理念，正逐渐成为培养学生创造力和创新精神的新兴的教育实践和研究范式。在STEAM课堂中，学生需要解决的问题必须是生活中真实存在的，学习的形式为项目式学习，学生需要运用各种学科以及跨学科的知识，通过动手实践和科学探究，最终完成某一产品的制作或解决某一问题。在这类课堂中，学生需要“做中学”，即从经验中积累知识，从实际操作中培养思维能力、解决问题的综合能力和创造力。学生真正成为课堂的中心，是参与者和创造者；教师则是帮助学生完成学习的设计者、组织者和引导者。当然，STEAM课堂最大的魅力在于能够激发学生好奇的天性和主动探索能力，有助于学生全身心的参与学习。如何设计适合我国学生的本土化STEAM课程是目前许多教育工作者积极探索的方向。下面以我校自主开发的选修课《无土栽培》为例，阐述了STEAM教育理念和教育方法在课程中的具体实践运用。 1 基于STEAM理念的项目选择 无土栽培是一种用营养液培育植物的现代化农业生产技术，具有提高土地和水肥利用率、减少病虫害、节省人力以及减少环境污染等优点。这一技术不仅对于沙漠荒原等难于耕种地区的农业生产具有重要意义，也可以用于城市居民楼顶绿化。随着航天事业的发展和人类进驻太空的需要，无土栽培成为目前在太空中进行食物生产最有效的方法。因此，无土栽培是来源于真实世界的现实问题，这一情境将强化学生的学习动机，激发他们的探索欲望。 参与无土栽培实践是一种典型的项目式学习方式，学生的一切活动都有明确的任务指向，学生必须亲自完成各个种植环节。在栽培过程中，学生可能会产生疑惑、发现问题，甚至进行错误操作，这就为学习创造了机会。这种基于动手实践和研究探索的活动才能真正唤醒孩子与生俱来的创造力。 如何实现无土栽培是一个需要综合多学科知识才能解决的问题。植物的生长规律和影响因素涉及生物学知识，营养液配制涉及化学知识，保证营养液持续供应涉及工程学知识，培育期间的监测和管理涉及传感器等技术手段的运用。在整个实践过程中，学生需要想办法通过多种学习途径获得所需的相关知识，并且在知识交互运用中，在相互的碰撞中，实现深层次的学习、理解性学习和综合性?W习。 另外，种植植物本身就是一件令人愉悦的事情，蔬菜和花卉的优美的外形和色彩能带来美的享受，植物的成长能激起人们内心对生命和自然的热爱，收获的喜悦让人们更能体会劳动带来的成就感和乐趣。这一过程能帮助学生提升审美情趣、增强人文素养。 综上，无土栽培实践活动是一个具备STEAM教育特征的项目选题。 2 课程实施的准备 植物的栽培往往需历时几个月，我校为初高中年级都预留了选修课时间，所以该项目主要利用每周1节选修课的时间开展。考虑到植物生长的延续性，学生还需利用平时的一些休息时间进行观察和管理。 项目开设所需要的场地和设备等条件必不可少。为了充分利用空间，同时兼顾美化环境，教师将两幢教学楼之间第三层的通道作为栽培场所，并在通道中加装了电源插座和自来水管。在校方的大力支持下，购买了一些多层槽式水培架，并配备了相应的储液箱、水泵、上水管道、出水管道。还需准备的其他设备，如定植杯、育苗盘、电导率仪、pH计、电源定时器、电子天平等。另外，配制营养液的化学试剂、育苗用的基质和合适的植物种子也是必不可少的。 3 课程实施流程与教学策略 本课程的项目可以拆分为多个环节，每个环节所需要达到的教学目标也有所不同，学科综合的情况也存在差异，需运用的多元智能侧重点也有所不同。因此，教师依据各环节的任务特点可以采用不同的学习方式，学习时间也依具体情况而定，可以是1个课时，也可以用多个课时。 课程开设的对象可以是初中生，也可以是高中生。教师不必担心各年级的学生存在认知水平和学习能力的差异，对于同一个环节，只需要调整任务的难度水平就可以适应不同层次的学生。 3.1 了解无土栽培技术 首先教师通过资料讲解、播放视频等，向学生简要介绍无土栽培的含义、类别、基本原理和发展历程。然后提出一些问题让学生思考并讨论：无土栽培技术有什么优点和缺点？如何看待无土栽培技术的发展前景？在本地区（你的家乡），无土栽培技术可能带来什么帮助
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