生物学STEM课程及案例170823
stem课程设计与案例分析
stem课程设计与案例分析一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握STEM课程的基本知识和技能，培养学生的创新思维和解决问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解STEM课程的基本概念，了解不同学科之间的联系和融合。
2.技能目标：学生能够运用所学知识解决实际问题，培养学生的动手操作能力和团队合作能力。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识到STEM课程的重要性，培养对科学、技术、工程和数学领域的兴趣和热情。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括STEM课程的基本概念、不同学科之间的联系、实际问题的解决方法等。
具体内容包括：1.STEM课程的基本概念：介绍STEM课程的定义、特点和目的。
2.不同学科之间的联系：讲解STEM课程中各学科之间的融合和应用，举例说明各学科之间的相互作用。
3.实际问题的解决方法：通过案例分析，让学生学会运用STEM知识解决实际问题，培养学生的创新思维和解决问题的能力。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解STEM课程的基本概念和不同学科之间的联系。
2.案例分析法：通过分析具体案例，让学生学会运用STEM知识解决实际问题。
3.实验法：学生进行实验，培养学生的动手操作能力和团队合作能力。
4.讨论法：引导学生进行分组讨论，激发学生的思维碰撞，培养学生的创新意识。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：选用符合课程要求的教材，为学生提供系统的学习材料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，生动展示STEM课程的相关内容。
4.实验设备：准备实验所需的器材和设备，确保学生能够进行实地操作。
5.网络资源：利用网络资源，为学生提供更多的学习资料和案例，拓宽学生的视野。
五、教学评估本节课的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问回答情况、团队合作表现等。
《STEM理念在初中生物实验课堂中的探索------探究水华现象的成因》说课课件(全国实验说课大赛获奖案例)
实验结论2：在一定浓度范围 内，氮元素含量越多，藻类 植物和叶绿素的含量越多， 对水华影响较小。
酶标仪 ---分光光度法 叶绿普素通池塘22水.3.3 0.01mg3/3L.0.含0磷 0.04mg/L64含.89磷 0.07mg/L含9磷.3 0.1mg/L含磷291.8.7 <10µg/L
（µg/L)
不同浓度含氮池塘水溶液分光镜分光
静 含磷0.5mg实/L验、操含作氮0.1mg/L池叶塘绿水素溶主液要
置
实吸验收结红论光：和
一 个
光谱图： 普通池塘水
含蓝磷紫、光含。 氮 池塘水溶液
月
中叶绿素含
后
量高红于光和普蓝通
采买原料
临时玻 片标本
池塘紫减水光少明。。显
普通池塘水 0.01mg/L含磷 0.04mg/L含磷 0.07mg/L含磷 0.1mg/L含磷
学生破除定势，培养了思维的批判性。
几种池塘水饲养观赏鱼
几种池塘水饲养饲料鱼
实验过程---深入探究
《探究水华现象的成因》
不同浓度含磷池塘水饲养小鱼记录
6
5
4
3
3
2
实内验，结磷论元1素：含在量一越定多浓，度小范鱼围死溶01氧仪 0
0
0
1
亡数量越多。
向不同池塘水中死亡数放目 入数量相等的小鱼
学生破除定势，培养了不思同浓维度含的氮池批塘水判饲养性小鱼。记录 实验结论2：在一定浓度范围 6 内，氮元素含量越多，小鱼死 5
池塘水溶液 池塘水溶液 池塘水溶液 池塘水溶液
含磷0.5mg/L、含氮0.1mg/L池塘水溶液
叶绿素（µg/L)
28.2 >10µg/L
含磷0.5mg/L、含氮0.1mg/L池塘水溶液
stem生物学教学案例
STEM生物学教学案例1. 引言STEM（科学、技术、工程和数学）教育在当今社会中扮演着越来越重要的角色。
通过将生物学与STEM领域的其他学科结合，可以为学生提供更丰富、更全面的学习经验。
本教学案例旨在介绍如何将STEM教育理念应用于生物学教学。
2. 科学原理本案例以植物光合作用为主题。
首先，介绍光合作用的概念、作用、基本过程以及影响光合作用的因素。
通过学习，学生将了解植物如何利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质，并释放氧气。
3. 技术应用在介绍光合作用的过程中，将使用技术手段辅助教学。
例如，使用数字显微镜观察植物细胞的叶绿体和线粒体，了解两种细胞器的形态和结构。
此外，还可以运用光谱分析技术，测定植物叶片的光合作用效率。
4. 工程实践通过工程实践，让学生亲自动手设计和组装实验装置，以测定不同条件下植物的光合作用速率。
在此过程中，学生将运用所学知识解决实际问题，培养其工程素养和实践能力。
5. 数学模型在实验过程中，学生需要运用数学模型对实验数据进行描述和分析。
例如，使用曲线拟合的方法，将光照强度与光合作用速率之间的关系用数学模型表示出来。
这将有助于培养学生的数学思维和数据处理能力。
6. 实验验证通过实验验证，让学生观察和分析实验结果，对比不同条件下植物的光合作用速率。
这将有助于巩固学生的科学知识，培养其实验技能和观察能力。
7. 团队协作在实验设计和操作过程中，学生需要以小组为单位进行分工合作。
这将有助于培养学生的团队协作能力和沟通技巧。
同时，在讨论和交流过程中，学生也可以相互学习和启发，共同提高。
8. 总结评价在完成实验后，学生进行总结评价。
他们可以分享自己的实验结果和发现，并讨论自己在实验过程中的收获和不足之处。
教师则可以根据学生的表现进行评价，肯定他们的成果，指出需要改进的地方，并鼓励他们在今后的学习中继续探索和学习。
9. 参考文献在完成本案例的学习后，学生可以参考以下文献进一步了解光合作用和其他STEM领域的知识：（此处列出参考文献）。
生物学STEM课程及案例ppt课件
10
电鳐
11
水果电池
细胞中的水
结合水：与细胞内的其他物质相结合 自由水：以游离的形式存在，可以自由流动
细胞中的无机盐
阳离子：Na+、K+、Ca+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-
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水果电池
• 原理 • 水果中的酸性液体相当于电解质溶液，由于铜 和锌（镁）的金属活性不同，其中较活泼的金 属锌（镁）能置换出酸性液体中的氢离子—— 锌电极上的锌单质脱去电子形成锌离子，进入 酸性液体中；脱去的电子通过导线流到铜电极， 与酸性溶液中的氢离子结合，形成氢气分子。 • 导线中的电流驱动发光二极管工作。
• 1975年：提出“技术素养”概念 • 科学教育的主要目标 • 科学素养 • 技术素养
6
二、STEM教育的起源
• STEM教育起源于美国
• 科学 • 回答“是什么”和“为什么”的问题 • 揭示自然的本质和内在规律 • 目的在于认识自然
• 技术 • 回答“做什么”和“怎么做”的问题 • 满足社会生产和生活的实际需要 • 目的在于改造自然
• 元学科（meta-discipline）教育 • 跨越学科界限 • 利用科学、技术、工程、数学学科相互关联的知 识（多学科知识综合应用） • 将重心放在特定问题上（解决实际问题）
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奇特的眼睛
• 被检查者遮闭左眼，用右眼注视图中的“十”符号，将 图从正前方30cm距离处开始向眼前移动，当缓缓移到 眼前18cm左右时，被检查者视野中原有的黑色圆点忽 然消失了。若将图形继续前移，黑点又会出现。
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奇特的眼睛
• 一只眼睛的距离感
• 用两只眼睛可以轻松定位事物的空间位置，而一只眼是不 能很好的判断空间距离。
stem教学设计高中生物
STEM教学设计：高中生物导论：在现代教育中，STEM教学（科学、技术、工程和数学）被认为是培养学生创新思维和解决问题能力的重要方法。
在高中生物学教学中，STEM教学设计可以为学生提供一个全面的学习框架，使他们能够理解生物学的基本概念，并将其应用于实际生活中的问题。
本文将介绍一种基于STEM教学设计的高中生物学课程，旨在激发学生的学习兴趣，培养他们的科学思维和实践能力。
教学目标：- 理解生物学基本概念：让学生掌握生物学的核心概念，包括生命的组成、细胞结构、遗传和进化等。
- 培养科学思维能力：培养学生观察、分析、推理和解决问题的能力，使他们能够将科学概念应用到现实生活中。
- 发展实践技能：鼓励学生进行实验设计和数据分析，培养他们的实验技巧和科学研究能力。
- 提高团队合作能力：通过小组合作项目，培养学生的合作精神和团队合作能力。
教学内容：1. 动手实验：蛋白质分离和酶活性测定让学生通过实际操作，探索蛋白质的分离和酶活性的测定方法。
学生可以自行设计实验流程，并收集、分析数据。
通过这个实验，学生能够理解蛋白质的重要性和酶在生物体内的作用。
2. 生物进化模拟游戏通过模拟游戏，让学生体验自然选择和进化的过程。
学生将扮演不同的生物角色，通过竞争、繁殖和适应环境来生存下来。
通过这个游戏，学生可以深入理解进化的概念，并探索物种适应环境的原理。
3. 基因工程设计项目让学生进行基因工程设计项目，比如设计一种转基因植物，使其能够抵抗特定病害或适应恶劣环境。
学生需要应用基因编辑技术和遗传学知识来实现他们的设计，并评估其效果。
通过这个项目，学生能够应用生物学知识解决实际问题。
4. 生态环保调查让学生进行生态环保调查，例如调查附近水体的水质、野生动植物的多样性等。
学生将收集样本并进行分析，了解生态系统的复杂性和环境保护的重要性。
通过这个调查，学生能够将生物学知识与实际环境问题联系起来。
教学方法与评估：- 探究式学习：通过问题驱动、实验设计等探究式学习方法，激发学生的学习兴趣和主动性。
STEAM课程在生物学科项目学习中的实操
生物学科 项 目学 习 的重要 因素。结合 地方 特色 ， 选 取
身边的题材 ， 研究方法多样易于深人研究 。 例如 ， 选择深圳公 园小 区 四处 可见 的外 来物 种薇 甘菊 、 水葫芦 、 深圳 湾红树 林 自然 保护 区 的红树 、 珊瑚
级（ 低等 、 高等和过 渡类 型 ） 和宏 观与微 观 （ 分 子生 物 学、 生态学 ） 等来进 行主题 分类 。也可参考 目前与项 目
学与健康及 生物 化学 等 ｌ ２ Ｊ 。也举 办 过如 多 肉植 物观
察大赛 、 观鸟 比赛 和植 物知识 大赛 等。这些 比赛 都为
生物学教师科学地选择大主题提供 了借鉴 。 ２ ． １ ． ２ 聚 焦小课 题 ， 多角度 思考 ， 挖 掘 新方 向 教师
确定选题 之后 ， 学 生要开始 聚焦 小课 题。兴趣 常作 为 选题首要条件 ， 如果没有创新 ， 那 么课 题研究 的深度将 会受 到一定 限制 。
— —
例如 ， 一位 学 生对 “ 冷 血动 物 ” 非 常感 兴趣 ， 教 师
可 引导他打破观察研究壁虎 的尾椎骨在关 节面断裂 的
局限， 开拓断尾是 否在 同一个 位置 、 愈合 方式 和时 间 、 愈合过程受 到什么 因素影 响等新 的研 究方 向。再 如 ， 有学生提 出研究 恐龙 ， 但 恐龙 灭绝 之谜 的选题 过于 陈
的缩头鱼虱” 和“ 进 化史上 的过 渡类 型题 塔利 克鱼” 等 都使人耳 目一新 ， 但 弊端 是 中小 学生 针对此 类选 题 的
研究方法大都局限于文献研究 的方式 。
２ ． １ ． ３ 立足身边题材 ， 解决切 身生 态与环 境 问题
基 于社会实际 ， 关 注 Nhomakorabea态文明 ， 解 决环境 问题也 逐渐成为
stem理念下的生物学课程案例设计
STEM理念下的生物学课程案例设计陈惠女卩（广东省深圳市光明区马山头学校深圳518106）摘要基于STEM理念，本文对一系列有趣的科学现象进行器具的设计、制作和探究，旨在激发学生的兴趣,让学生在亲身实践、体验中理解其中蕴含的科学知识和专业技术，提升学生的生物学核心素养。
关键词STEM理念生物学课程案例设计核心素养生物学STEM课程案例是由一系列跨学科的活动组成[1]，笔者在教学实践中对一些科学现象进行了STEM课程案例设计，具体如下：1水果电池自然界中存在着许多活的“发电机”，如电鳐、电鳗等。
它们能够产生天然的电流,用于防御天敌、捕获猎物等，以更好地在自然界中生存。
水果电池,就是用水果制作成的电池，但也不是任何一种水果都可以制作而成的，一定要是含有果酸的水果，如柠檬、酸橙、苹果、梨和菠萝等，这是由于水果中的果酸可作为电解质来构成导通回路。
原理：水果中的酸性液体相当于电解质溶液，由于铜和锌（镁）的金属活性不同，其中较活泼的金属锌（镁）能置换出酸性液体中的氢离子一锌，电极上的锌单质脱去电子形成锌离子，进入酸性液体中;脱去的电子通过导线流到铜电极，与酸性溶液中的氢离子结合，形成氢气分子,导线中的电流驱动数字时钟或发光二极管工作。
材料用具：橙子、西红柿、苹果等新鲜多汁的水果、1.5V碱性干电池2节、1.5V螺口小电珠、大头针、铜片若干、锌片若干、导线若干、水杯、鳄鱼夹线、数字时钟、发光二极管%活动步骤：①将橙子等水果用手按压使其松软多汁;②把准备好的铜片、锌片裁剪成长方形;③把铜片、锌片与导线连接;④把铜片和锌片成对插入橙子中并连接数字时钟或发光二极管;⑤观察数字时钟是否接通或发光二极管是否发光（图1），若接通则说明产生了电流。
图1橙子电池思考与讨论：①为什么要将橙子等水果用手按压？②水果中的水主要是自由水还是结合水？③如果想让电池的电压更大，可以怎样连接？2体验虹吸式口器模型虹吸式口器是鳞翅目成虫所特有的，包括蛾、蝶两 类昆虫。
STEM教育在初中生物课程中的应用及分析
STEM教育在初中生物课程中的应用及分析作者：李婧云来源：《知识文库》2020年第01期STEM教育包含科学、技术、工程、数学四门学科，是多个学科之间相互渗透融合的一种教育模式，在初中生物课程无土栽培这个实践活动中运用STEM教育，可以使学生对于生物知识理解的更加深刻，锻炼学生的动手操作能力，使学生对生物学科产生更加浓厚的兴趣，对学生日后学生生物学相关的学科打下良好基础，有利于学生的终身发展。
STEM教育是指将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）进行有机结合，即教育不单单是某个学科、某一个领域知识的学习，而是结合多个学科的特点相互渗透、相互融合，进行多个学科领域的综合学习。
学生在接受相关科学知识的基础上，动手实践操作将技术与工程进行结合，运用数学知识分析和思考的一种教学模式，倡导的是探究式的学习过程，在这个过程中学生学习了相关科学知识，锻炼了实践操作能力。
STEM教育将四门学科跨学科地整合起来进行综合性教育，因此要求学生具有多学科学习的能力素养以及能够打破学科的界线，打破固有的思想将不同学科相互融会贯通去思考问题，来解决自己看到以及面临的问题。
STEM教育所涉及地大多是学生在日常生活中可以见到观察到的现象，教育环境也就不仅限于课堂，还包括课外实践活动、媒体的传播内容等，这丰富了学生的生活，拓宽了获得教育的途径，加强了与现实生活的联系，为学生日后用科学的思维去思考问题打下基础。
2.1 教学过程问题提出：学生之前学习过了植株的萌发过程以及条件，知道种子萌发需要土壤，教师在这里提出问题：植物生长一定要在土里进行吗？引发学生思考，植株的生长是否一定需要土壤？教师引导学生理解土壤的作用是给植株提供水与无机盐，并起到固着的作用，如果给植株提供所需要的营养物质，并将植株固定住，注意通气，那么植株也能够存活，教师这里提出无土栽培这个概念。
生物steam课程设计案例
生物steam课程设计案例一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握生物圈的概念、组成及其功能，了解生物圈是人类和其它生物生存的家园，提高学生保护生物圈的意识。
具体分解为以下三个方面的目标：1.知识目标：a.能说出生物圈的定义、组成及其功能；b.能描述生物圈是人类和其它生物生存的家园的原因；c.能列举出生物圈的保护措施。
2.技能目标：a.能运用生物圈的概念解决相关问题；b.能通过观察、等方法了解周围生物圈的状况；c.能制定保护生物圈的行动计划。
3.情感态度价值观目标：a.培养学生的环保意识，使其认识到保护生物圈的重要性；b.培养学生的责任感，使其愿意为保护生物圈做出努力；c.培养学生的合作精神，使其在保护生物圈的行动中能够与他人共同协作。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下三个方面：1.生物圈的定义、组成及其功能；2.生物圈是人类和其它生物生存的家园的原因；3.保护生物圈的措施及行动计划。
教学过程中，将结合教材中的相关章节，通过讲解、讨论、案例分析等方式，使学生掌握生物圈的基本概念，了解生物圈的现状及保护生物圈的重要性。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过讲解生物圈的定义、组成及其功能，使学生掌握基本知识；2.讨论法：学生讨论生物圈的重要性，培养学生的环保意识；3.案例分析法：分析生物圈保护的实例，使学生了解生物圈保护的现状及问题；4.实验法：学生进行生物圈保护的实践活动，培养学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容的实施，本节课将准备以下教学资源：1.教材：选用符合新课程标准的生物教材，为学生提供权威、系统的学习资料；2.参考书：提供相关生物圈保护的参考书籍，丰富学生的知识储备；3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣；4.实验设备：准备生物实验所需的设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本节课的教学评估将采取多元化方式，全面、客观地评价学生的学习成果。
基于stem理念的初中生物学拓展课程的设计与实践
基于stem理念的初中生物学拓展课程的设计与实践STEM（科学，技术，工程，数学）是一种教育方法，旨在培养学生的科学思维能力，促进他们在科学，技术，工程和数学领域的发展。
初中生物学拓展课程是一种基于STEM理念的课程，旨在通过综合运用科学，技术，工程和数学的知识来帮助学生更好地理解生物学。
在设计和实施这种课程时，应该注意以下几点：1.将生物学与其他科学领域结合起来：通过将生物学与其他科学领域结合起来，如物理学，化学，数学等，可以使学生更好地理解生物学的基本概念和原理。
2.使用实际案例：通过使用实际案例，如环境保护，健康与医疗，农业等，可以帮助学生更好地理解生物学的实际应用。
3.引入技术和工程的元素：通过引入技术和工程的元素，如设计和制造生物学相关的工具或器具，可以帮助学生培养创新能力和实践能力。
4.提供可视化和交互式学习资源：通过提供可视化和交互式学习资源，如动画，模拟，游戏等，可以帮助学生更好地理解和记忆生物学的概念。
强调研究和实验：通过强调研究和实验，可以帮助学生培养观察，推理和实验设计的能力。
5.引导学生思考问题：通过引导学生思考问题，如环境问题，生物多样性问题，健康问题等，可以帮助学生学习如何解决实际问题。
总之，通过将STEM理念应用于初中生物学拓展课程的设计和实施，可以帮助学生更好地理解生物学，培养他们的科学思维能力，并为他们的未来发展打下基础。
在设计和实施这种课程时，还有一些其他因素需要考虑：教师培训：教师应该接受STEM教育的培训，以便能够更好地教授这种课程。
课程内容：课程内容应该符合初中生物学的基本知识，并且应该适当地考虑学生的年龄和学习水平。
教学方法：应使用多种教学方法，如讲座，讨论，研究和实验等，以帮助学生更好地理解和记忆生物学的概念。
评估方式：应使用多种评估方式，如测验，项目，研究报告等，以衡量学生在这种课程中的表现。
教学资源：应为学生提供丰富的教学资源，如书籍，网站，软件等，以帮助他们学习。
幼儿园STEM观察实验案例
幼儿园STEM观察实验案例幼儿园STEM观察实验案例STEM（科学、技术、工程、数学）在幼儿园启蒙教育中被广泛应用，其中观察实验是STEM教育中的重要环节。
以下是一则幼儿园STEM 观察实验案例。
主题: 自然界中的多样性目标: 通过观察实验，让幼儿理解自然界中的生物多样性，并培养幼儿对不同生物的兴趣和好奇心。
材料: 活虫（昆虫或蚯蚓）、宠物饲料盒、土壤、树叶、植物种子实验步骤:1. 让幼儿在宠物饲料盒中放入一些土壤。
2. 要求幼儿用树叶和种子装饰盒子，使其看起来更像一个生态系统，让幼儿学习关于植物、土壤、生态系统等生物学知识。
3. 在盒子中加入几只昆虫或蚯蚓，让幼儿观察它们的特点和行为，并让幼儿和教师讨论这些生物如何在这个小生态系统里相互依存。
4. 根据季节的变化，让幼儿每周给盒子中的植物浇水，观察它们的生长情况。
5. 每天让幼儿观察昆虫或蚯蚓并记录其行为，帮助幼儿学习生态环境中的动物行为。
6. 当昆虫或蚯蚓老死或成为宠物时，让幼儿和教师讨论死亡和死亡对生态系统的影响。
结果:通过这次实验，幼儿学习了自然界中生物之间复杂的关系。
他们发现一个小小的生态系统里有那么多种类和数量的生物。
同时，幼儿还学习了如何照顾这些动物和植物，以及生态系统中的重要角色，例如土壤和光照等。
他们从小就了解了生态多样性，培养了对自然的关心和热情。
结语:STEM观察实验可以帮助幼儿了解自然界的工作原理和基本规律，并培养他们对好奇心和好奇心的兴趣。
这个实验是一个小小的生态系统，具有很强的可重复性，可以在不断探索中得到更多的知识，这对幼儿的成长至关重要。
基于steam的高中生物学实验项目案例研究
基于steam的高中生物学实验项目案例研究近几年，随着科学技术的发展，更多新型的科学教育理念被引入到高中生物课程中，其中STEAM教育作为一种重要的科学教育模式已获得了广泛的关注和应用。
本文通过对基于STEAM的生物实验项目进行案例研究，分析其在高中生物课程中的应用，研究其教学效果，为推广STEAM教育提供参考。
一、STEAM教育1、什么是STEAM教育Steam是一种注重科学、技术、工程、艺术和数学的教育模式，它强调对学习科学内容的理解和综合能力的发展。
它以解决实际问题为重点，重视科学实践，强调理解才能，开发创新能力，挖掘解决问题的潜力，让学生学习知识，体验科学思维，发展创新能力。
2、 STEAM在高中生物教育中的应用在高中生物教学中，STEAM教育可以帮助学生积极参与科学研究，强化理论知识学习，让学生更能深入了解生物学知识，扩展视野，培养学生的观察能力，培养学生的实践能力，促进知识的传承和创新。
二、基于steam的高中生物学实验项目案例研究1、案例1：蛋白质、植物细胞干细胞实验该项实验由一系列活动组成，其中包括：实验预习、蛋白质和植物细胞实验、实验报告书等。
在实验过程中，学生利用文献资料了解相关内容，根据实验要求进行实验，分析实验结果，并在实验报告书中总结相关实验结果，实现从实践到理论的转化。
2、案例2：肝细菌的分离、培养与鉴定该项实验由一系列活动组成，包括：文献资料搜集、上机操作、实验报告书等。
在实验过程中，学生根据仪器设备的使用要求，进行实验操作，充分利用现有技术手段来进行肝细菌的培养和鉴定，获取相关实验结果，分析实验结果，总结实验心得体会，深入理解肝细菌的分离、培养与鉴定的知识。
三、STEAM教学的效果1、增强学生的学习能力通过STEAM教育的形式，学生不仅能够深入理解物理生物学知识，还能够拓展视野，培养学习能力和创新思维能力，培养学生的实践能力，促进知识的传承和创新。
2、激发学生的学习兴趣STEAM教育强调把学习与实践有机融合，充分用实践活动提高学生对知识的理解，激发学生的学习兴趣。
基于STEM理念的初中生物学实验设计——以苏科版“植物的蒸腾作用”为例
案例采撷基于STEM理念的初中生物学实验设计———以苏科版“植物的蒸腾作用”为例文|杨珍苏科版八年级上册生物学中的“植物的蒸腾作用”实验，展示了实验在生物学教学中的价值和重要性。
该实验涵盖在“生态系统的稳定”章节，通过具体实验操作，学生可以深入了解绿色植物在生物圈水循环中的角色，以及叶片结构和蒸腾作用之间的内在联系。
本研究旨在探讨如何将STEM理念融入“植物的蒸腾作用”的实验设计和实施中，以促进学生对生物学现象的深入理解和培养学生的探究能力。
一、“植物的蒸腾作用”的实验设计1.实验目的在“植物的蒸腾作用”中，学生通过观察和操作，能够深刻地理解蒸腾作用及其在生物圈水循环中的重要角色。
通过对植物叶片的直接观察和蒸腾作用的测定，学生能够更清晰地了解到水分在植物体内的运动方式，以及其最终通过蒸腾作用返回到大气中的过程。
这一过程不仅关系到植物的生长发育，更在生物圈的水循环中起到不可或缺的作用。
2.实验原理实验原理是实验的核心，它指导整个实验的设计和实施。
在“植物的蒸腾作用”实验中，理解叶片结构、气孔和蒸腾作用之间的关系至关重要，叶片是植物进行光合作用和蒸腾作用的主要场所。
其中，气孔作为叶片的一个重要结构，直接参与了蒸腾作用，影响着水分的释放和气体的交换。
气孔位于叶片的表皮细胞之间，是一个微小的开口结构。
在这个实验中，学生将通过显微镜观察到气孔的具体形态和结构，理解其在蒸腾作用中的作用。
气孔的开闭由其周围的两个保卫细胞控制，这影响着水气的释放量和速率。
蒸腾作用是植物叶片通过气孔释放水蒸气到大气中的过程。
这一过程受多种因素的影响，包括环境温度、湿度、光照强度等。
在实验中，通过改变这些条件，学生可以观察到蒸腾作用的变化，从而深入了解其背后的生理机制和生态意义。
在生物圈的水循环中，植物的蒸腾作用起到桥梁作用。
它将地表和植物体内的水分转化为水蒸气，释放到大气中，参与云的形成和降水过程。
这一过程不仅维持了生物圈内的水分平衡，还影响着全球的气候和生态系统。
初中生物stem教学设计案例
初中生物stem教学设计案例一、教学任务及对象1、教学任务本教学案例旨在通过STEM教育理念，将科学、技术、工程和数学四大学科领域相结合，以初中生物课程为核心，设计一系列富有创新性和实践性的教学活动。
教学任务包括：引导学生深入了解生物知识，培养学生的观察、实验、探究能力；激发学生对生物科学的兴趣，提高学生的科学素养；以及培育学生的团队合作精神，提升解决问题的综合能力。
2、教学对象本教学案例针对初中阶段的学生，他们具有一定的生物基础知识，好奇心强，善于观察，具备一定的实验操作能力。
此外，学生还具有一定的信息技术和数学知识，能够运用这些知识解决实际问题。
在教学过程中，教师将充分考虑到学生的年龄特点、认知水平以及个体差异，制定合适的教学策略，使学生在轻松愉快的氛围中学习生物知识，提高自身能力。
二、教学目标1、知识与技能（1）掌握生物学基础知识，如细胞的结构与功能、生物的分类与进化、生态系统的组成与功能等；（2）学会运用实验方法进行观察、记录、分析生物现象，具备基本的实验操作技能；（3）掌握科学探究的方法，能够提出问题、设计实验方案、进行数据分析和得出结论；（4）运用数学和信息技术知识解决生物问题，如运用统计学方法分析实验数据，利用网络资源查找相关信息等；（5）培养跨学科综合运用知识的能力，将生物知识与科学、技术、工程和数学等领域知识相结合。
2、过程与方法（1）通过小组合作、讨论、探究等方式，培养学生主动学习和合作学习的能力；（2）运用问题驱动、案例教学等方法，引导学生独立思考，提高分析问题和解决问题的能力；（3）采用实验、观察、调查等实践活动，培养学生的实践操作能力和科学探究能力；（4）利用信息技术手段，如网络、多媒体等，拓展学生的学习渠道，提高信息素养。
3、情感，态度与价值观（1）激发学生对生物科学的兴趣，培养良好的学习动机和自主学习习惯；（2）培养学生关爱生命、珍爱生态环境的情感，增强环保意识和可持续发展观念；（3）培养学生勇于探索、敢于创新的精神，树立科学精神；（4）通过团队合作，培养学生的集体荣誉感，学会尊重他人、倾听他人意见；（5）引导学生关注生物科学在生活中的应用，认识到科学知识对社会和个人的重要性，培养社会责任感。
steam生物课程设计
steam生物课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握生物的基本概念，如细胞、遗传、进化等；2. 了解生物科学与日常生活、科技发展的紧密联系；3. 掌握生物实验的基本技能，如显微镜观察、实验操作等。
技能目标：1. 培养学生运用生物知识解决实际问题的能力；2. 提高学生的实验操作技能，培养实验设计与分析能力；3. 培养学生的团队合作和沟通表达能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对生物科学的兴趣，激发求知欲和探索精神；2. 增强学生的环保意识，认识到生物多样性的重要性；3. 培养学生尊重生命、关爱自然的情感。
课程性质：本课程为Steam生物课程，以跨学科的方式将生物科学与技术、工程、数学等领域相结合，注重培养学生的实践操作能力和创新思维。
学生特点：针对初中年级学生，他们在认知、兴趣、动手能力等方面具有较大的发展空间，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：结合学生特点，课程目标分解为具体的学习成果，注重理论与实践相结合，以项目式学习、合作学习等方式进行教学设计和评估，旨在提高学生的生物科学素养和综合能力。
二、教学内容1. 生物基本概念：细胞的结构与功能、生物的分类与特征、遗传与变异、生物进化等；教材章节：第一章 生物的基本知识2. 生物实验技能：显微镜的使用、生物绘图、实验操作方法等；教材章节：第二章 生物实验技能3. 生物与环境：生态系统、生物多样性、环境保护等；教材章节：第三章 生物与环境4. 生物技术应用：基因工程、生物制药、生物能源等；教材章节：第四章 生物技术的应用5. 项目实践：结合所学知识，设计生物科学实验或研究项目，培养学生的实践操作能力和创新思维；教材章节：第五章 项目实践教学内容安排与进度：第一周：生物基本概念（1-2课时）第二周：生物实验技能（3-4课时）第三周：生物与环境（5-6课时）第四周：生物技术应用（7-8课时）第五周：项目实践与展示（9-10课时）教学内容确保科学性和系统性，以教材为依据，结合课程目标，注重理论与实践相结合，培养学生的生物科学素养和综合能力。
生物学STEM课程及案例170823
•
活性知识
•
五、STEM教育的目的 3. 增强人文素养，形成健康的价值观
• STEM教育是延伸和扩展的→STEAM • Science（科学） Arts • Technology（技术） ＝Humanities • Engineering（工程） 人文学科，文科 （美术、艺术） • Art（艺术） • Mathematics（数学）的首字母
• DNA立体模型
54
DNA双螺旋结构模型
1. 多核苷酸链的两个螺旋围绕着一个共同的轴旋转； 2. 右手螺旋； 3. 多核苷酸链通过磷酸和戊糖的3'，5'碳相连而成；
4. 嘌呤碱和嘧啶碱在双螺旋内部，而磷酸和核糖则在外 部；
55
DNA双螺旋结构模型
5. 螺旋的直径约为 2nm ，相邻的碱基之间相距0.34nm 并 沿轴旋转36度；
仿制公道杯
• 虹吸式口器 • 鳞翅目成虫所特有 • 包括蛾、蝶两类昆虫 • 成虫多以花蜜等作为补充营养
• 如：桃小食心虫、苹果小卷叶蛾、棉铃虫、 菜粉蝶、小菜蛾、印度谷螟
• 显著特点是具有一条能弯曲和伸展的喙，适 于吸食花管底部的花蜜
仿制公道杯
• 公道杯是一件既有科 学技术原理，也富含 人生哲理的盛酒器具。 • 相传，此杯是唐王朝 的传家宝，喻意为： 凡事要适度，不可过 贪，否则将一无所得。
29
奇特的眼睛
• 被检查者遮闭左眼，用右眼注视图中的“十”符号，将 图从正前方 30cm 距离处开始向眼前移动，当缓缓移到 眼前 18cm 左右时，被检查者视野中原有的黑色圆点忽 然消失了。若将图形继续前移，黑点又会出现。
30
奇特的眼睛
• 一只眼睛的距离感
• 用两只眼睛可以轻松定位事物的空间位置，而一只眼是不 能很好的判断空间距离。
基于STEM理念的高中生物教学案例
基于 STEM理念的高中生物教学案例摘要：基于STEM教育理念，开展DNA分子的结构的探究式教学，旨在为新高考生物教学模式的改革与创新提供参考。
关键词：STEM教育;探究式教学;物理模型STEM教育是科学、技术、工程与数学等多学科交叉融合，以问题为导向而形成系统化学习经验的教育方式，它培养学生运用多学科交叉知识解决实际问题，发展学生终身学习的能力。
本文基于STEM教育，以构建DNA双螺旋结构的科学史为基础，通过小组合作探究的方式，运用模型与建模，归纳-概括的方法，开展DNA分子结构的探究式教学，提升学生多学科交叉知识的综合应用能力和科学探究能力，达成生物学科核心素养。
一、创设情境，感受双螺旋之美教师展示双螺旋结构的建筑和雕像的图片，同学感受双螺旋的科学之美。
设疑1：在实验证明DNA是生物体的遗传物质之后，人们质疑：DNA是如何储存遗传信息和决定生物性状？它应具备何种结构与其功能相适应？小组讨论：DNA。
设疑2：若时间倒流到1951年，根据当时已有材料，你能否破解DNA的结构之谜？二、探究DNA双螺旋结构的构建历程（一）旧知链接：知识抢答——DNA的组成抢答题目：DNA全称是什么？基本单位是什么？碱基有几种，分别是什么？DNA的每一条链是如何组成的？各小组踊跃的抢答，课堂气氛热烈。
知识抢答活动吸引学生的兴趣，渲染课堂氛围，借助问题引导学生有序回忆DNA的组成，为DNA分子结构的学习埋下伏笔。
（二）探究DNA双螺旋结构的构建历程视频播放：生命的秘密——DNA，结合课本内容，沿着科学家探索生物世界的道路，小组讨论构建DNA模型的过程，并归纳概括。
各小组交流后归纳：沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的历程。
思考：1. 上述资料中涉及哪些学科的知识和方法？这对理解生物学科的发展有什么启示？小组回答：物理学、生物化学、数学及分子生物学等;X射线衍射结构分析、建构模型等方法;多学科交叉运用，推动生物学的发展。
生物学STEM课程及案例课件
随着时间的推移，STEM教育逐渐成为全球范围内关注的教育话题。各国政府、学校和企 业纷纷投入STEM教育的推广和实践，STEM教育逐渐成为教育领域的重要趋势。
现状
目前，STEM教育已经得到了广泛的认可和应用。许多学校已经开设了STEM课程，并采 用各种方式提高学生的STEM素养和能力。同时，STEM教育也在不断发展和创新，以适 应时代的需求和变化。
讲解基础知识
讲解基因、DNA、染色体的基本概 念和遗传规律。
实验探究
利用DNA提取实验、PCR技术等手 段，让学生亲手操作，了解基因技术 的实际应用。
互动讨论
组织学生探讨基因工程、基因诊断和 治疗等前沿话题，激发他们的科学探 索精神。
04
STEM教育在生物学教学中的挑 战与对策
挑战：如何提高学生的学习兴趣
实地考察
组织学生参观自然保护区或生 态公园，观察不同生物的生存
环境和相互关系。
模拟实验
利用生态瓶等工具模拟小型生 态系统，让学生了解生态平衡
的重要性。
环保行动
引导学生提出保护生态环境的 建议和措施，培养他们的环保
意识。
案例三：基因与遗传
总结词
通过讲解、实验和互动讨论，让学生 了解基因、遗传和变异的基本知识， 培养学生的科学探究能力。
STEM教育注重实践性和创新性，鼓励学生通过观察、实验、 分析和设计等方式，探索现实世界的问题，并运用所学知识 解决实际问题。
STEM教育的重要性
培养创新思维
促进跨学科学习
STEM教育注重培养学生的创新思维 和解决问题的能力，这些能力在现代 社会中非常重要，能够帮助学生在未 来的职业生涯中脱颖而出。
对策：利用多媒体教学资源
总结词
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二、STEM教育的起源
• STEM
• S是Science（科学）的首字母 • T是Technology（技术）的首字母 • E是Engineering（工程）的首字母 • M是Mathematics（数学）的首字母
二、STEM教育的起源
• STEM教育起源于美国
• 20世纪50年代：提出“科学素养”概念 • 国民的科学素养是提升国家综合实力的关键 • 科学是万能的 • 1975年：提出“技术素养”概念 • 科学教育的主要目标
• 哪个正确？（哪一个是右手螺旋）
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五、STEM教育的目的
1. 代替部分“纯”科学教育
•
纯科学：物理、化学、生物、地理
•
• •
学科之间的割裂
科学、技术相互割裂 元学科（meta-discipline）教育
五、STEM教育的目的
2. 加深对科学理论的理解
• 《美国国家科学教育标准》 • • 惰性知识：是一种支离破碎的知识 活性知识：是一种具有良好结构的知识 注重学生对知识的理解、推理和应用
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中学生物学 STEM课程及案例
陕西师范大学生命科学学院 bsdlgf@ 2017.8.23 李高峰
一、顶层设计
• 《中国学生发展核心素养》
• 作者：核心素养研究课题组 • 期刊：《中国教育学刊》 • 2016年10期 • P1－3
四、STEM课程的特征
8. 实证性
• • 科学区别于其他学科的重要方面 科学探究 • 提出问题 • 作出假设 • 制订计划 • 实施计划 • 得出结论 • 表达交流
DNA双螺旋结构模型
• DNA平面模型
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DNA双螺旋结构模型
• DNA平面模型
52
DNA双螺旋结构模型
• DNA平面模型
53
DNA双螺旋结构模型
• • • 崇尚真知，能理解和掌握基本的科学原理和方法 尊重事实和证据，有实证意识和严谨的求知态度 逻辑清晰，能运用科学的思维方式认识事物、解决问题、 指导行为等
• SMET是STEM的开端
• 20世纪90年代
• 美国国家科学基金会首次使用“STEM”
• 2001年后，STEM逐渐取代SMET • 出现在 • 总统发言
• 改革政策和项目
• 法律
水果电池
• 自然界中存在着许多活的“发电机”，例如电 鳐、电鳗，它们能够产生天然的电流，用于防 御天敌、捕获猎物等，以更好地在自然界中生 存。
仿制公道杯
• 原理
• 虹吸原理：简称虹吸，是利 用液面高度差的作用力现象； 将液体充满一根倒 U 形的管 状结构内后，将开口的一端 置于装满液体的容器中，容 器内的液体会持续通过虹吸 管从开口于更低的位置流出
仿制公道杯
• 原理
• 事实上，虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的， 在真空里也能产生虹吸现象。 • 使液体向上升的力是液体间分子的内聚力。 • 在发生虹吸现象时，由于管内往外流的液体，比流入 管内的液体多，两边的重力不平衡，所以液体就会继 续沿一个方向流动。 • 在正常的大气压下，虹吸管的作用比在真空时好，因 为两边管口上所受到的大气压提高了整个虹吸管内部 的压力
倒流壶
这种壶不光能让水 “倒流” 尘土异物不易落入， 更加卫生 更不必担心壶盖会掉 落摔碎 最主要的是增加了使 用者的乐趣
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倒流壶 结构原理
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五、STEM教育的目的
4. 培养理性思维，提升科学实践能力
五、STEM教育的目的
4. 培养理性思维，提升科学实践能力
• 理性思维
• 元学科（meta-discipline）教育 • 跨越学科界限 • 利用科学、技术、工程、数学学科相互关联的知 识（多学科知识综合应用） • 将重心放在特定问题上（解决实际问题）
四、STEM课程的特征
2. 趣味性
• 问题 • 有趣 • 具有挑战性 • 与学生生活相关 • • 激发学习者内在的学习动机 问题的解决能让学生有成就感
仿制公道杯
• 虹吸式口器 • 鳞翅目成虫所特有 • 包括蛾、蝶两类昆虫 • 成虫多以花蜜等作为补充营养
• 如：桃小食心虫、苹果小卷叶蛾、棉铃虫、 菜粉蝶、小菜蛾、印度谷螟
• 显著特点是具有一条能弯曲和伸展的喙，适 于吸食花管底部的花蜜
仿制公道杯
• 公道杯是一件既有科 学技术原理，也富含 人生哲理的盛酒器具。 • 相传，此杯是唐王朝 的传家宝，喻意为： 凡事要适度，不可过 贪，否则将一无所得。
五、STEM教育的目的
3. 增强人文素养，形成健康的价值观
• • 反映了社会或个体对于文化精神的追求 与社会文明状况密切关联
•
人文底蕴
• • • （1）人文积淀：具有古今中外人文领域基本知 识和成果的积累 （2）人文情怀：关切人的生存、发展和幸福 （3）审美情趣：发现、感知、欣赏、评价美的 意识和基本能力
• 科学素养
• 是指对在日常生活、社会事务以及个人决策中所需 要的科学概念和科学方法的认识和理解 , 并在此基 础上所形成的稳定的心理品质
• 技术素养
• 包括理解技术的能力，使用技术的能力，管理技术 的能力和参与技术活动
二、STEM教育的起源
• STEM教育起源于美国
• 1986年,美国国家科学委员会首次提出SMET教育
7. 艺术性
• • STEAM教育 A：Art艺术 • 狭义：美术、音乐 • 广义：人文教育、社会教育 • 强调在科学教育中增加人文科学和社会科学教育
四、STEM课程的特征
7. 艺术性
• 人文科学：以人类的精神世界及其沉淀的精神文 化为对象的科学 • 文学、历史学、哲学及其衍生出来的美学、宗教 学、伦理学、文化学、艺术学、语言学 • 社会科学：以人类社会为研究对象的科学 • 经济学、社会学、政治学、法学、军事学、教育 学、民族学、宗教学
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奇特的眼睛
• 跳眼法
• 因为两瞳孔的间隔和臂长的比值约为一比十，结合相似性三角 形原理，目标区域被测物的尺寸与目标距站立点的距离比值也 约为一比十，所以通过估判目标区域被测物的尺寸大小乘以10， 就得出了站立点至目标的距离
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• 跳眼法
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奇特的眼睛
• 墙上的圆
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奇特的眼睛
• 体验视觉暂留现象
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四、STEM课程的特征
1. 跨学科
（1）STEM是分科的 • 数学、物理、化学、生物、地理学科 • 科学、技术、工程和数学四门独立的学科领域 （2）STEM是整合的 • STEM教育并不是科学、技术、工程和数学教育 的简单叠加，而是要将四门学科内容组合成有 机整体
四、STEM课程的特征
1. 跨学科
（二） （三）
总体框架
（一）
一、顶层设计
• 《义务教育生物学课程标准（2011年版）》
• 课程性质：重申了“科学课”的课程性质
意味着什么？ 强调包括生物学教师在内的所有教师及学生，不要再把生物学 当成“文科”来学习 不要片面地认为，生物学就是一门背诵、记忆的学科 学习方法 主动参与学习过程，在亲历提出问题、获取信息、寻找证 据、检验假设、发现规律等过程中生物学知识 养成理性思维的习惯，形成积极的科学态度，发展终身学 习的能力
一、顶层设计
• 《普通高中生物学课程标准（2017年版）》
基本理念
1
2
3
4
学科素养为核心
课程内容少而精
教学过程重实践
学业评价促发展
“重实践 ”的环节中必然会涉及超越学科本 身的知识和能力的要求，教师要适当地将 跨学科知识和技能融入实践活动，特别是 将 “科学、技术、工程学和数学 ”STEM 整合到实践活动中。
电 鳐
电鳐
水果电池
细胞中的水
结合水：与细胞内的其他物质相结合 自由水：以游离的形式存在，可以自由流动
细胞中的无机盐
阳离子：Na+、K+、Ca+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-
水果电池
• 原理 • 水果中的酸性液体相当于电解质溶液，由于铜 和锌（镁）的金属活性不同，其中较活泼的金 属锌（镁）能置换出酸性液体中的氢离子 —— 锌电极上的锌单质脱去电子形成锌离子，进入 酸性液体中；脱去的电子通过导线流到铜电极， 与酸性溶液中的氢离子结合，形成氢气分子。
• 每个螺旋每隔10个碱基之后，即相距3.4nm之后，又转回原位置
6. 两条链是由碱基对之间的氢键连在一起的： A－T ，G －C； 7. 多核苷酸中碱基的序列不受任何限制。
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DNA双螺旋结构模型
• 用编绳法制作DNA模型
• 用三根鞋带编结的
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DNA双螺旋结构模型
• 用其他材料编结的（编中国结的线）
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奇特的眼睛
• 被检查者遮闭左眼，用右眼注视图中的“十”符号，将 图从正前方 30cm 距离处开始向眼前移动，当缓缓移到 眼前 18cm 左右时，被检查者视野中原有的黑色圆点忽 然消失了。若将图形继续前移，黑点又会出现。
30
奇特的眼睛
• 一只眼睛的距离感
• 用两只眼睛可以轻松定位事物的空间位置，而一只眼是不 能很好的判断空间距离。
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奇特的眼睛
• 虹膜
• 呈圆盘状，中央有瞳孔，位于角膜和晶状体之间 • 颜色因含色素的多少和分布而异（中国人：棕色） • 含两种平滑肌纤维
• 瞳孔开大肌，收缩时瞳孔开大 • 瞳孔括约肌，收编时使瞳孔缩小
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奇特的眼睛
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奇特的眼睛
• 生理盲点
• 黄斑鼻侧约 3mm 处有一直径为 1.5mm 的淡红色 区，为视盘，亦称视乳头，是视网膜上视觉 纤维汇集向视觉中枢传递的出眼球部位，无 感光细胞，故视野上呈现为固有的暗区，称 生理盲点。