白 婧，黄 奥，范丽仙，韩 宁

（云南师范大学 云南 昆明 650500）

STEAM教育是美国国家科学基金会于20世纪90年代提出的，融合了科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）、数学（Mathematics）等多门学科的全新教育理念[1]。STEAM教育是将多门学科知识融会贯通的综合性教育，目的是培养学生实践应用及团队合作等多方面的能力[2]。STEAM课程是综合性较强的课程，在知识系统性方面较分科课程弱一些，不能用其取代其他常规课程来学习文化知识，开设STEAM课程的目的是培养学生的科学素养和创造能力，因此STEAM综合课程最好作为学校的选修课开展。[3]

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中建议从 “现实生活应用” “职业规划前瞻” “学业发展基础” 三个方向发挥学校和教师的积极性及创造性，开设具有地方特色或学校特色的校本课程[4]。中国花卉资源丰富，有 “世界园林之母” 的美誉，花卉深加工产品已走进千家万户。永生花是以鲜花为原材料加工成的一类干燥花，既保持了鲜花的特质，又可延长保存时间，是理想的花卉深加工产品。本文从生物学的 “现实生活应用” 出发，选择 “研制永生花” 这一具有学科交融性和实践操作性的实验作为STEAM选修课的主题内容，根据STEAM教育理念指导设计 “研制永生花” 的中学生物学实验选修课程，为STEAM课程的设计与实施提供参考。

1 课程设计

1.1 课程简介

本门课程是以STEAM教育理念为指导的中学生物学实验选修课，课程名称为 “研制永生花” ，是科学实践类课程。永生花是采用溶液置换等手段，使鲜花经过脱水、脱色、染色和干燥等一系列加工工序制作而成的一类干燥花[5]。其在视觉和触觉上都与真花保持一致[6]。根据需求对永生花进行加工，可以制作出个性化的精美产品。在本门课程中，学生通过探究学习和合作学习，亲自动手实践研制永生花，并对永生花进行产品加工和推广，在此过程中提高了学生的实践应用和团队合作等多方面的能力，培养了学生的科学素养、创新精神和实践能力。

1.2 课程目标

“研制永生花” 的实验选修课是将相关科学知识和方法技术运用到永生花的实际生产模拟中，以此培养学生的实践能力、工程思维以及审美情趣。根据学生现阶段的知识基础和能力基础，要求学生运用科学知识理解实验原理、思考改良措施[7]。本门课程要达到的具体课程目标见表1。

表1 “研制永生花” 的课程目标

1.3 课程框架与内容

本门课程分为4个环节共10个课时，课程框架见表2。

表2 课程框架表

1.3.1 创设情境，提出问题

教师播放 “春城” 昆明的宣传视频，引导学生思考：如何延长鲜花的保存时间？如何得到自然界中本不存在的特殊颜色的鲜花？进而展示永生花的相关图片，介绍制作永生花的背景知识，包括市场价格、产业规模及其实用价值。

制作永生花主要分为选材、脱水脱色、染色和干燥四个步骤。现多采用甲醇和乙醇的混合液（后文称A液）脱去鲜花的水分、消除本身的颜色，使花瓣呈现透明状态；再用不易挥发且安全性较高的聚乙二醇（B液）代替鲜花中的水分，最大限度保持细胞充盈，从而使得永生花能保持鲜花的质感。在B液中加入不同颜色的染色剂，配制成着色保鲜液，浸泡后可改变鲜花原本的颜色。最后将浸泡好的花朵用干燥剂进行干燥、定型即成为永生花。

教师在讲授永生花的基本原理和制作方法的过程中，引导学生思考影响永生花品质的因素，如A液的配比、试剂处理时间等对脱水脱色的效果和花朵外观造成的影响，各小组据此提出想要探究的问题，为探究如何提升永生花的品质、优化制作方案做好铺垫。其次，引导学生思考永生花在实际生产和销售中如何拓展市场并降低成本。通过创设真实情境，引导学生思考，激发学生的学习兴趣，体现了STEAM教育的情境性[8]。

1.3.2 深入探究，开展实验

学生小组合作查阅文献资料，根据提出的问题自主设计实验方案，并在教师的指导下对实验方案进行修正与完善。为了方便实验探究并节约时间和成本，可用花瓣进行预实验，探究不同影响因素对鲜花脱水脱色的效果和花瓣外形的影响。经过醇类溶液处理后，花瓣的重量在一段时间内会发生明显的变化，重量的变化在一定程度上指示了一段时间内花瓣组织内溶液置换的程度。因此，可以从重量变化对脱水效果进行定量分析。其次可以通过对花瓣脱色程度、皱缩程度和完整程度等对脱水脱色后的花瓣外形进行感官评价。

各小组在实验过程中认真记录实验数据，在课后利用计算机软件完成对数据的处理和分析，如绘制折线图、柱状图等，并完成实验报告单的填写。在设计并开展实验的过程中，掌握探究实验的基本思路和方法，根据实验结果研究优化实验方案。相比于直接给出制作方案，这样的步骤安排更能培养学生的科学思维和科学探究能力。

1.3.3 自主驱动，优化方案

学生完成探究实验后进行小组间的合作学习，交流实验成果，综合对比各小组的实验数据，讨论如何优化永生花的制作方案。每个小组按照优化方案至少制作出两朵完整的永生花。在科学探究的过程中，培养学生的实践能力和团队合作精神，同时对研制永生花的整个过程进行反思和总结，填写在实验报告单中。

1.3.4 产品加工，汇报结果

小组合作设计永生花的产品加工和销售方案，利用周末收集产品加工所需材料，提倡使用废旧塑料瓶、玻璃罩、木板等可循环使用的材料。小组合作进行永生花的加工，可以制作永生花篮、扇子、吊坠等多种产品[9]。每位同学将小组最终完成的永生花产品图片粘贴在实验报告单上，并简单描述设计理念。利用 “产品销售” 的情景，学生可以根据自己的喜好，在考虑到产品批量生产和销售策略的基础上进行产品设计，体现工程思维和艺术思维。学生在此过程中体会科学之美、艺术之美，体现了跨学科整合的STEAM教育理念[10]。与此同时，通过改造废旧物品，提高学生的环保意识。

学生可借助多媒体以 “产品发布会” 的形式进行产品汇报和推广。其他小组根据美观性（产品外观美观精致）、创新性（产品构思新颖，有创意）、环保性（充分利用废旧物品，使用环保材料）、市场前景（产品物美价廉，能批量生产和推广）和汇报情况（产品推广员的语言流畅、清晰，有感染力）等五个方面进行评价，最终评选出不同等级的奖项。在此过程中，激发学生的学习兴趣，提高团队合作能力。同时，学生需要考虑产品的制作成本、是否能批量生产、是否环保等问题，体现数学思维、工程思维和环保理念。

1.4 课程评价

本门课程的评价采用学生自评、小组互评和教师评分的多元评价方式，提高学生自主学习和合作学习的效率，培养团队合作精神。学生自评以实验报告单中的 “实验反思” 部分呈现，要求每位学生有自己对实验过程的思考和评价，占30%；小组互评以 “产品发布会” 中的互评形式呈现，占30%；教师评分为平时表现评价和实验报告单评价两个部分，各占20%。

2 实施建议

课程开始前，教师应进行多次预实验，便于指导学生调整实验方案。教师应该做好各项准备工作，例如提前分组，以便小组成员更加有效地完成实验；提前确定学校实验室的空余时间，防止出现混乱。教师应特别强调实验安全注意事项，培养学生良好、科学的实验习惯。教师可以利用视频、图片、文字材料等多种形式介绍永生花的相关知识，通过真实情景激发学生的兴趣和学习动力。教师可提供参考文献帮助学生深入学习和研究，为学生的学习提供建议和鼓励，引导、辅助学生完成STEAM课程学习，在整个学习中指导学生的发展和进步[11]。教师在课后收集学生的实验报告单，对学生的科学素养、动手能力和创新精神进行进一步的指导和评价。

3 结语

STEAM教育理念提倡以学生为主体，在教学活动中融合多门学科的知识或技能，培养学生的核心素养，提高学生的动手能力、表达能力和解决问题的能力，培养学生的创新意识和人文素养，倡导学生在基于项目或问题的学习活动中发挥主观能动性[12]。STEAM教育的出现，需要教师进行身份的转换，教师不再是课本知识的 “传输者” ，而是课程的 “开发者” 。在课程开发的过程中，不能出现 “重形式轻过程” 的问题，教师需要深刻理解STEAM教育理念的内涵，不拘泥于固定模式，做到因材施教。对于中学阶段的学生，应该运用多种形式引导学生学习，通过问题情景引导学生进行实践，在实践中学习科学理论知识。作为一线教师，应该对STEAM的教育理念有更加深入的理解，综合考虑学生、学校、地区的情况，因地制宜，开展特色的STEAM课程。