STEM教育起源于美國,隨著信息技術的發(fā)展越來越多國家意識到了STEM教育的重要性。STEM教育是通過問題解決、項目學習、任務完成、工程設計等方式將科學、技術、工程、數(shù)學四門學科有效融合的多學科教育。本研究對STEM教育相關的課程進行了研究,在此基礎上,將STEM融入到高中生物教學中,探究STEM生物教學對培養(yǎng)高中生生物科學探究能力的影響,并為高中生物STEM課程的構(gòu)建與STEM生物教學的實施提供參考。本論文首先闡述了選題的背景與意義、STEM教育與生物科學探究能力的概述及STEM教育與生物學科教育目標的聯(lián)系,接著分析國內(nèi)外STEM教育的研究進展。在此基礎上,將STEM融入高中生物教學中,并進行實踐研究。STEM教學案例從設計思路、明確教學目標、創(chuàng)設情境引出探究問題或任務、提供資料與工具、設計方案、實施方案、記錄與分析數(shù)據(jù)及交流與表達得出結(jié)論八大方面進行設計,本研究以“DNA分子結(jié)構(gòu)模型的制作”、“探究成熟植物細胞的吸水與失水的條件”、“酶的特性”的教學過程為例。選擇廣州市南沙區(qū)東涌中學高一3班、4班作為實驗班,進行基于STEM教育的高中生物教學對培養(yǎng)學生生物科學探究能力影響的實踐研究。首先對兩班學生的生物科學探究能力現(xiàn)狀進行問卷調(diào)查,發(fā)現(xiàn)兩班學生整體的科學探究能力相當,都比較差。其次再對兩班的第一次月考成績采用SPSS進行獨立樣本T檢驗分析,P值為0.843大于0.05,兩班之間的成績差異性不顯著。因此兩班整體的科學探究能力和知識水平相當,可同做為實驗班進行實踐研究。最后對實驗班實踐前后科學探究能力的提出問題、設計方案、實驗操作、數(shù)據(jù)記錄與分析及合作交流與表達五要素的數(shù)據(jù)進行配對樣本T檢驗,結(jié)果顯示科學探究能力這五要素的P值都小于0.05,前后測差異性顯著。其中操作能力的提高最顯著,設計方案的提高比較有難度,但也有很大的提升。說明STEM教育有助于培養(yǎng)學生提出問題、設計方案、實驗操作、數(shù)據(jù)記錄與分析及合作交流與表達這五方面的能力。分別對3班4班學生的月考成績與期末成績進行配對樣本T檢驗,發(fā)現(xiàn)兩班學生的成績都有提升,可以說STEM教育的教學效果顯著。從而得出以下結(jié)論:(1)學生的科學探究能力有待提高;(2)STEM教育應用到高中生物課堂教學中是可行且有效的;(3)STEM教育可以提高高中生的生物科學探究能力。最后本人對我國高中生物課堂開展STEM教育的提出如下建議:透徹理解高中生物學課程標準關于STEM教育的建議;完善教學設備與教學環(huán)境;培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的復合型教師;構(gòu)建高中生物STEM課程;多元化評價。
【學位單位】：廣州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：G633.91
【部分圖文】：

圖 2-2 實驗現(xiàn)象——植物細胞的質(zhì)壁分離-2 Experimental Phenomenon: Plasmid Wall Separation of表 2-7 學生記錄的實驗現(xiàn)象Table 2-7 Experimental phenomena recorded by student中央液泡大小 原生質(zhì)層的位置 細逐漸變小 原生質(zhì)層脫離細胞壁，發(fā)生質(zhì)壁分離基逐漸變大，恢復原來大小恢復原來的位置 基1.原生質(zhì)層相當于一層半透膜2.當細胞液濃度小于外界溶液濃度時，植物細胞3.當細胞液濃度大于外界溶液濃度時，植物細胞的復原計意圖：基于 STEM 教育的跨學科性和協(xié)作性

廣州大學碩士學位論文實驗一：探究 pH 對 H2O2酶活性影響的實驗現(xiàn)象與實驗結(jié)論表 2-11 探究 pH 對 H2O2酶活性影響的實驗現(xiàn)象Table 2-11 Explores the experimental phenomena of the effect of pH on the activity of hydrogeperoxide探究 pH 對 H2O2酶活性影響的實驗現(xiàn)象序號 1 號試管 2 號試管 3 號試管 4 號試管 5 號試管 6 號試管 7 號試管實驗現(xiàn)象無氣泡 2~3 個氣泡5~6 氣泡 10 多個氣泡5~6氣泡2~3 個氣泡無氣泡學生根據(jù)現(xiàn)象，分析實驗數(shù)據(jù)繪制如下折線圖

學生對科學探究內(nèi)涵了解程度Figure3-1Students'understandingoftheconnotationofscientificInquiry
【參考文獻】

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本文編號：2836986