■刘东梅

STEM 教育理念强调将四门学科（科学、技术、工程和数学）整合，让学生在实践中获得学习经验，在学科融合的过程中培养科学素养，在解决问题中创新思维，提高实践能力。

苏科版生物学七（下）第11 章第1 节教材介绍了苔藓植物——植株矮小，叶片很薄，只由一层细胞构成，对空气污染程度非常敏感，常作为空气污染的指示性植物。在教学中，笔者设计了以“苔藓对空气污染的监测”为核心问题的STEM 教学活动，从学生已有的认知水平和生活常识出发，引导学生利用苔藓对某电子厂周围空气进行监测。

一、教学目标

了解苔藓植物的主要特征，认识常见的苔藓种类；通过STEM 教学活动，锻炼学生科学观察和分析能力、查阅资料和总结归纳能力、解决问题能力和实践探究能力，培养学生严谨的科学态度；了解人类活动对环境的影响，掌握苔藓植物对空气的指示性作用，引发学生对空气污染的深思，提升学生环保意识。

二、跨学科学习内容

1.科学：学会科学探究的一般过程和方法；

2.技术：熟悉相关技术；

3.数学：学会数据的收集、整理、描述和分析；

4.工程：通过推理和研究，分析事物的特征，做出具体描述，完成相应规划。

三、学情分析

进行实践探究的是八年级“感知生长”社团的学生，他们对七年级所学的苔藓植物有一定的认知基础，并且有查阅资料和归纳总结的能力。大部分学生对用苔藓来检测空气污染存有疑惑，对方案的实施没有头绪。

四、教学过程

师：造成空气污染的原因有哪些？

生：有汽车尾气、工厂排出的废气等。

师：请你缩小调查范围，以某电子厂为研究对象，调查电子厂对周围空气的影响。

【设计意图】教师通过提问，让学生思考空气污染的原因，引出学生对某电子厂带来的污染问题的探究。

教师提前准备好关于苔藓监测方法和计算的资料发送给每个学生，让学生自主学习苔藓监测空气污染的方法——建方取样法，包括取样的地点、取样的工具、计算公式。

学生实验（略）。

师（总结）：取样的地点是以某电子厂为中心，样点选择采用放射布点法，由某电子厂向市区，按照由东向西方向沿轴布点，共布8个样点，其中每个采样点的样本主要来自地面土生苔藓和树干附生苔藓。每个样点设置20个样方，每个样方大小为0.5m×0.5m。每个样点需要调查苔藓种类组成、分布格局、各样点苔藓频度、盖度，统计IAP（大气净度指数），并用面积为0.25m2带格木框置于样方上，以此计算每种苔藓植物在样方中的盖度和频度。

【设计意图】通过生物检测方法，教师引导学生以阅读、交流和讨论的形式完成对建方取样的学习。

将学生分为4人一组，共两组。组长分配组员工作，由教师带队引领学生到达各个取样地点，将记录的数据进行统计与处理，教师协助处理。

通过统计到的苔藓种类的总数、苔藓的种类、苔藓的盖度和频度计算IAP，得出该电子厂的大气污染对苔藓植物的影响。

IAP计算公式如下：

各个小组完成数据的统计，并进行汇报，将结果写在表格中。小组内成员就表格数据进行记录、整合，小组间相互讨论，提出想法，发表建议。教师在此期间观察学生的表现，进行记录，同时对描述准确的小组给予肯定，对描述有误的小组给予帮助和指正。

最终得出结果，如下表所示。学生根据结果总结出某电子厂周围空气的污染情况。

【设计意图】学生通过自主合作，整合数据和汇报结果，真切地感受到该电子厂对空气带来的污染和破坏，意识到保护环境的重要性。

五、评价与反思

在整个调查实践过程中，教师扮演着组织者、引导者和协助者的角色：创设问题情境，确定项目中的核心知识图谱与驱动性问题，准备教学资源和工具，协助学生实践探究，在环节后给予过程性评价和结果性评价等。学生是此次STEM 项目的探索者、搭建者、完成者：根据问题情境确定项目主题；查阅相关资料，制订探究计划；划分任务，小组分工，组内合作；小组间交流问题，进一步修订方案；各小组就探究的结果进行分享讨论等。

在本次实验过程中，学生用实际行动得出了一个有力的结论，也深深体会到了科学探索的艰辛和科学的魅力，发现生物学课程不只是概念和常识的汇总。在这节STEM 教育理念引导下的初中生物学教学探究课程，教师以学生为主体引入课程，加深学生对问题的思考，在形成核心知识体系的同时，也培养了学生实践探究能力。