马 成

(上海市市西中学 200040)

吴 畏*

(上海师范大学生命与环境科学学院 200062)

1 美国高中STEM课程的特点

STEM教育重视在科学、技术、工程和数学之间建立合理逻辑，在重新诠释理科教育本质的基础上，使其与动手实践相关的技术和工程教育有机结合，启发学生不断挖掘科学和数学在实际社会生产中的应用价值。STEM课程崇尚的是探究式的学习过程，课程形式是“以课题项目、动手实践性强的活动为载体，以解决一个具有一定挑战性的问题为目标，课程学科基础主要是科学和数学知识”[1]。由此概括来说，STEM教育具有综合性、动态性、回归性、实践性和丰富性等特点。然而，美国在实际推进STEM课程教学过程中，发现目前美国STEM课程中科学和数学课程层面的学科资源非常丰富，但在技术课程层面和工程课程层面，由于需要特定的设备与场所，相对客观条件要求更高。本文精选的两则案例便是美国高中生物学教师通过克服上述客观条件，在课堂中有机融合STEM教育理念之精髓，从而达到培育未来创新人才目的。

2 STEM教育中生物学案例介绍

2.1 案例一：“色觉辅助眼镜”的设计与研发 具体的设计与研发流程如下：

2.1.1 课程形式分析 该案例是典型的“动手实践类”STEM课程，其设计问题之“挑战性”体现在：①“设计并制作一款眼镜”，学生需自行搜集并选取合适的原材料，观察了解普通眼镜构造，纯手工制作对动手能力要求较高；②有效提高被试色彩敏感度需要重新审视“视网膜组成”等科学知识并将其应用到实际生活，思考如何改变外因即镜片属性，以提高视锥细胞工作效率；……