综合课程安全工程论文提纲

论文题目：基于STEM理念的初中生物学教学实践研究 ——以人教版八年级教材为例

摘要：当今世界随着科技的迅猛发展,培养多元复合型的STEM（科学、技术、工程、数学）专业人才和具备STEM素养的公民成为世界各国促进科技进步、推动经济发展以及提升综合竞争力的重要途径。STEM教育在我国起步较晚但发展迅速,因其提倡的诸多理念与我国课程改革要求不谋而合,所以我国科学类课程标准已将STEM教育或理念纳入其中,旨在借鉴STEM教育的理念或方法,推动我国基础课程改革、促进课程标准的落实以及培养学生的核心素养。生物学作为自然科学的一门基础性学科,其课程改革也在不断向前推进。我国2017年颁布的《普通高中生物学课程标准》明确提出要注重学科间联系,因为生物学和数学、技术、工程学、信息科学是相互渗透、共同发展的。这为在我国中学生物学教学中借鉴STEM教育理念、落实课程标准相关要求提供了重要支持。本研究主要针对我国中学生物学教学与STEM理念融合发展过程中存在的实践活动与教材知识相脱节、活动间缺乏系统性等问题,展开基于STEM理念的初中生物学教学活动的设计与实践研究。本研究首先借助相关文献分析总结了针对STEM教育的主要研究内容及发展现状,然后针对STEM教育理念与我国中学生物学课程标准要求,确定了基于STEM理念的中学生物学实践活动的整合性、系统性及真实性的设计原则。依据STEM教育理念、我国中学生物学课程标准要求、人教版八年级教材知识内容以及学生的学习基础和兴趣设计了两大类型的实践活动——基于工程设计的设计型活动与基于科学探究的探究型活动,并在实践中采用相应的教学模式进行实施。在活动的开展与实施中遵循安全第一、以学生为中心、合作性及开放性原则。采用终结性评价和形成性评价相结合的方式力求对学生的学习成果和在活动中发生的变化进行较为全面客观的评价。研究结果表明,基于STEM理念的生物学教学实践活动能够通过显著提升学生的STEM态度而促进学生STEM素养的发展,并且对学生的合作能力、批判性思维的发展以及对生物学学科知识的掌握和对生物学课程兴趣的提升均有一定程度的积极影响。因此,可以利用基于STEM理念的生物学教学实践活动在现实教学中发展学生的STEM素养,促进学生生物学的学习。最后基于本次研究结果对生物学及其他科学类课程中融合STEM理念的活动设计与实施及落实生物学课程标准相关要求提出建议。

关键词：STEM教育;生物学教学;STEM素养;STEM活动;跨学科整合

学科专业：教育硕士（专业学位）

摘要

Abstract

1 前言

1.1 研究背景

1.1.1 培养STEM领域专业人才，是驱动科技与经济快速发展所需

1.1.2 培养具备STEM素养的现代公民，推动全民科技教育

1.1.3 STEM理念融入教学，促进中学生物学课程改革

1.2 研究现状

1.2.1 有关STEM教育的主要研究内容

1.2.1.1 STEM教育内涵

1.2.1.2 STEM教育性质

1.2.1.3 STEM核心理念

1.2.1.4 STEM素养

1.2.1.5 STEM教学模式

1.2.1.6 STEM教育评价

1.2.2 STEM教育在全球范围内向上的发展趋势

1.2.2.1 美国STEM教育起源与发展

1.2.2.2 其他国家STEM教育引入与发展

1.2.2.3 我国STEM教育研究与发展

1.2.3 STEM理念与我国中学生物学教学融合发展现状

1.2.3.1 取得的进展

1.2.3.2 存在的问题

1.3 研究目的和意义

1.4 研究内容

1.5 研究方法

1.5.1 文献研究法

1.5.2 行动研究法

1.5.3 问卷调查法

1.5.4 比较研究法

2 理论概述

2.1 概念界定

2.1.1 STEM教育

2.1.2 STEM素养

2.1.3 跨学科整合

2.2 理论基础

2.2.1 建构主义学习理论

2.2.2 情境认知与学习理论

3 基于STEM理念的生物学实践活动的设计

3.1 设计原则

3.1.1 整合性原则

3.1.2 真实性原则

3.1.3 系统性原则

3.2 设计依据

3.2.1 STEM教育核心理念

3.2.2 生物学课程标准

3.2.3 人教版八年级生物学教材

3.2.4 学生基础与学习兴趣

3.3 活动内容

4 基于STEM理念的生物学实践活动的实施

4.1 教学模式

4.1.1 基于工程设计的教学模式

4.1.2 基于科学探究的5E教学模式

4.2 基于STEM理念的生物学实践活动实施原则

4.2.1 安全第一

4.2.2 以学生为中心

4.2.3 合作性原则

4.2.4 开放性原则

4.3 基于STEM理念的生物学实践活动的开展

4.3.1 预实验及实验材料的准备

4.3.2 支持性学习文本的应用

4.3.3 活动实施

4.3.4 基于STEM理念的生物学实践活动案例分析

4.3.4.1 孵化箱的设计与制作

4.3.4.2 鹌鹑种蛋的测量、记录与孵化

4.3.4.3 幼鹑行为的观察

4.3.4.4 鹌鹑蛋内有细菌吗？

4.4 基于STEM理念的生物学实践活动评价

4.4.1 诊断性评价

4.4.2 形成性评价

4.4.3 终结性评价

4.4.3.1 实验组与对照组学生前测结果分析

4.4.3.2 实验组学生前后测结果分析

4.4.3.3 对照组学生前后测结果分析

4.4.3.4 实验组与对照组学生后测结果分析

4.5 分析与讨论

5 总结与建议

5.1 研究成果总结

5.2 建议

5.2.1 对生物学及其他科学类课程中融合STEM理念的活动设计与实施建议

5.2.2 对教学中落实生物学课程标准有关要求的建议

5.3 不足与展望

参考文献

附录 一 STEM素养调查问卷

附录 二 基础知识诊断性测试

一、 单项选择题

二、 多项选择题

附录 三 同伴评价材料

附录 四 工程和设计：孵化箱设计产品等级评价量规

附录 五 选取的种蛋记录表

附录 六 科学探究实验报告表格

附录 七 工程设计实践报告表格

致谢