高中生物教学中STS教育的渗透研究

高中生物教学中STS教育的渗透研究

研究报告

  启东市第一中学 主持人：梁健 施赛男

课题《高中生物教学中STS教育的渗透研究》于2020年9月开始申报工作，2020年11月被获准为启东市第二批教育科学规划立项课题，2020年12月5日开题。立项以来，课题组按照研究计划及分工，制定了较为详实可行的研究计划，并按照计划进行了分阶段的研究，取得了相应的的研究成果。

引言

随着科学技术的不断进步和社会的持续发展，STS教育思想逐渐受到教育领域的高度重视。STS教育强调科学技术与社会、文化、环境等因素的相互影响与联系，倡导学生在学习科学知识的同时，了解科学技术对社会、环境、伦理等方面的影响。高中生物教学作为培养学生科学思维和实践能力的重要学科，亟需融合STS教育理念，以适应社会发展和学生需求的变化。因此，在高中生物教学中渗透STS教育思想具有重要的理论和实践价值。

在高中生物教学中，实施STS教育具有显著的必要性。高中生物课程涵盖了从宏观生态系统、生物圈到微观分子水平如基因、DNA的广泛研究内容，STS教育能够促进学生更深刻地理解这些科学领域，进而培养其科学素养。此外，STS教育能够使学生深刻认识到科学技术对社会发展的深远影响，从而增强他们的社会责任感和创新意识，有助于塑造正确的价值观和道德观。更重要的是，STS教育强调跨学科的综合性思维和问题解决能力，通过这一教育模式，学生能够锻炼综合思维能力，并激发其创新能力，为未来的学习和生活奠定坚实基础。

• 课题研究的目标与内容

（一）.研究目标

由于STS教学是首先提供一种环境或背景，使学生对于此背景中的问题产生兴趣；兴趣是最好的老师，其它很多教育都没找到一种使学生能产生极大兴趣的办法或者情景。接下来则是让学生对于问题加以探讨，进一步设法解决问题。

（二）.研究内容

1.STS教育的内涵研究

（1）系统性原则：该模式不是针对具体的课型设计的，而是作为一种教育的精神和指导思想，贯穿于整个高中生物必修课程中。

（2）适应性原则：渗透和整合进教材中的STS内容的选择应当是十分谨慎的，既要适应社会的发展，又要适应学生的身心发展水平和认识水平。

（3）灵活性原则：在高中必修中实施STS模式，关键是渗透STS的思想和精神，其操作过程可不拘一格，根据教材内容采取灵活多样的实施形式。

（4）教育性原则：要强调个人与科学、技术、社会的兼容，在教学过程中，可让学生就与生物科技密切相关的社会问题展开讨论，促使不同的信念、价值观交锋，帮助其逐步形成正确的信念、价值观和对社会的责任感。

2. STS教育的现状研究

STS教育在生物课堂中的应用调查

3.STS教育的策略研究

（1）.STS教育在高中生物教学中的渗透方式 

①利用教材内容

②结合现实生活

③开展实践活动

④引入新的科学发现和成就

（2）.STS教育在高中生物教学中的融合与创新应用

①跨学科整合，培养综合素质

②辩论与讨论，培养批判性思维

③社区参与，增强社会责任感

二．课题试图解决的主要问题

1.丰富教师的STS教育意识，并熟练渗透应用于高中生物教学过程中

在课堂上渗透STS教育需要教师们根据编写的渗透资料结合教材的有关知识点，予以渗透。同时创造条件，给学生提供参与教学的机会，以提高他们的知识、能力等水平。作为高中生物教师要有强烈的STS教育意识，发挥教师的主观能动性，充分挖掘教材中进行STS教育的因素，更新教学内容，编写中学生物学STS教育渗透教材，包括教学目标、渗透内容、渗透方法等，运用STS教育教学方法

生物科学实践活动是课堂教学的延伸和补充，是对生物学课本知识的扩展和加深，是强化STS教育的有效途径。生物学作为以实验为基础，理论与实践紧密结合的学科，开展科技活动有着得天独厚的条件。结合生物科技活动开展STS教育，这对于显示生物教学中实施STS教育的多样性有着其它学科无可比拟的优势。开展社会实践活动是对生物知识的应用，是学生了解社会和体验生活的有效手段，是课堂教学的升华。

2. 融合STS教育在高中生物教学中，并进行创新应用

STS教育在高中生物教学中的融合与创新应用具有重要意义。它不仅可以提高学生的科学素养和实践能力，还能培养他们的批判性思维、创新能力和社会责任感。因此，各级教育机构应该重视STS教育的实施和推广，为培养具有科学素质的公民和推动社会的进步做出贡献。

三、课题研究的主要过程

本课题于2020年9月申报，2020年11月11日通过审批立项，计划于2024年12月结题，期间，本课题组将按照研究计划及分工，分阶段取得相应的研究成果：

1.准备阶段：2020年9月—2020年12月：

（1）王冬雷、王陈查阅文献，收集国内外最新的课堂教学研究资料，组织研讨，分析论证。　　

（2）朱海兵、梁健、施赛男组织调查部分学科的教学课堂现状，分析课堂教学高效与低效的特征，完成调查报告，确立课题，完成课题研究方案。　　

（3）组建课题组，组织子课题主持人和骨干成员培训会，提高具体任务和要求。

2.调查研究阶段：2021年1月—2021年2月：

梁健和施赛男对研究者所在单位及兄弟学校的教师和学生进行问卷调查、访谈，为本课题提供实践基础，为后期研究的顺利开展找到切入口和突破口。

3.实施阶段（2021年1月-2024年7月）　　

（1）分工落实。王冬雷数据收集，仇东健、吴亚飞课堂展示，王陈教学实践中存在问题进行优化、改进，梁健和施赛男进行材料汇总。

（2）大力开展赛课活动，进入课堂，通过听课、评课等多种形式的教研活动，研究典型案例。

（3）及时分析总结学生能力培养策略，探究能力导向型课堂教学模式，完成有关提高课堂教学有效性的阶段实验报告。　

4.总结与反思：2024年8月—2024年12月：

全体课题组成员对高中生物课堂STS教学范式进行总结与反思，整理完成高中生物STS教学的课堂教学范式案例集。

四、课题研究的重要观点与结论

1.STS教育的内涵研究

STS教育是当代科学技术不断革新，社会急剧变革和交叉学科不断深化的结果，它关注理论知识在社会生产生活中的运用。STS教育从一开始就不是一个具有确定含义的科学教育改革思潮，在科学教育界无法达成一个统一的界定，但一般人们对STS教育的界定主要从三个维度来思考———科学、技术和社会。其中，“科学”是指人类按其社会价值体系实施的追求知识与理论的一种研究活动；“技术”是指把以科学为先导被组织化了的知识，追求其特定使用成果的应用；“社会”是指实践科学技术的人类环境，某种社会的特征看其所培养的科学和技术将成为何物而产生相应的影响。

STS教育，不仅强调学生基本知识和技能的训练，更强调在教育过程中使学生深刻理解科学技术的意义，了解科学、技术与社会的交互作用，懂得在社会生活中正确处理和运用科学知识，形成科学的发展观。在学生树立STS观念的过程中，强化学生的科学意识，让学生学会学习，学会生存，为终身学习和适应现代社会发展奠定基础。在高中生物教学中融合STS教育旨在培养学生的科学素养，使学生具备基本的决策和合作能力，更多地强调提高全体学生的科学素养，形成所谓“应用领先观”,从强调个人（学生）与学科知识转向更多地关心科学与社会的关系，科学的社会价值，学生科学态度和科学精神的培养与科学探究能力的形成

2.STS教育的现状研究

STS教育在生物课堂中的应用调查

以启东市第一中学的学生和生物教研组组长、高级教师以及刚入职的新教师等五位中学生物教师为调查对象,共发放学生调查问卷130份,问卷回收率96.2%,同时编写教师访谈提纲。

学生调查问卷的内容包括三个部分:第一部分,开头介绍问卷调查的目的与STS教育的含义;第二部分是关于学生个人信息的调查,如性别(第1题)和年级(第2题);第三部分分为四个方面对中学生物STS课堂教学进行调查,学生对有关科学、技术、社会知识的认识(第3到5题),学生对STS教学渗透中学生物课堂的看法(第6到8题),学生对于当前在生物课堂中教师运用STS教学的想法(第9到12题),学生通过STS教学学习的效果(第13到15题)。

教师访谈内容具体包括:您了解STS教育吗? 您是否支持在生物课堂中渗透 STS教育? 您认为在生物课堂中渗透STS 教育对学生有什么好处? 您在生物课堂中怎样渗透STS教育?您在进行STS教育时遇到过什么困难?

学生调查问卷结果显示,89.6%的学生对科学、技术、社会知识都感兴趣,这说明在中学生物课堂教学中开展STS教育非常可行,并能够受到学生的喜爱,并且68%的学生能够认识到科学知识与技术、社会是密不可分的,社会的发展离不开科学与技术。  

从教师访谈结果来看,五位教师对 STS教育有所了解。四位教师支持在中学生物课堂上渗透STS教育,其中两位教师已经意识到科学、技术知识和社会问题穿插在生物教学中,能够集中学生上课的注意力,提高其生物学习兴趣,课上可以通过多媒体视频向学生展示最新的科技成果,课下组织学生开展小组讨论、辩论赛、查阅资料等活动;另外两位教师则习惯于对着课本照本宣科,而且日常对科学、技术知识和社会信息积累较少,其教学模式创新较少,对完成STS教学目标有一定的困难。一位教师迫于应试的压力,不支持在中学生物课堂中渗透STS教育,认为在生物教学中穿插STS知识是浪费学生的精力。

师生调查结果表明,在中学生物课堂上开展STS教学的情况不容乐观。第一,经费保障方面,相应投入不足,部分硬件设施不足,需要加强多媒体设备配置。第二,教师缺乏专业培训,生物教师很难做到生物与其他人文学科配合教学。第三,在传统的以考试为基础的教育模式中,所有的学校工作都围绕着高考和会考等考试进行。“应试教育”导致了知识目标的缩小,过度集中于知识和技能的传授,以及将学习局限在教科书上,致使学生无暇获取课本以外的生物科学知识。

3.STS教育的策略研究

（1）.STS教育在高中生物教学中的渗透方式 

①利用教材内容，初窥生物科学

人教版高中生物新教材在编排上，巧妙地将STS教育理念融入其中，为教师进行STS教育提供了丰富的素材。这些素材不仅包括显性的“问题探讨”、“资料分析”、“科学前沿”等栏目，还涵盖了隐性的“科学、技术、社会调查”等实践环节。显性素材通过直接呈现科学、技术与社会的关系，使学生直观感受到STS教育的核心思想；而隐性素材则通过引导学生深入思考和探究，逐步揭示科学技术与社会环境的内在联系。

②结合现实生活，意识科学在身边

现实生活是STS教育的源泉和归宿。在高中生物教学中，教师应紧密结合现实生活，通过引入现实生活中的问题和案例，激发学生的探究兴趣，培养他们的实践能力和创新意识。这些案例可以来源于新闻报道、科学杂志、网络文章等，也可以是学生自己观察到的现象或经历的事情。在生态学教学中，教师可以设计生态标本制作实验，让学生在实践中了解生态学的基本概念和方法。

③开展实践活动，牵手社会与科学

实践活动是STS教育的重要组成部分。在高中生物教学中，教师应组织学生进行广泛的社会调查和科学探究活动，通过实践活动了解科学技术与社会的互动关系，认识科技发展对社会进步的影响。这些活动可以包括社会调查、科学实验、科学报告撰写等。

④引入新的科学发现和成就，点燃探索欲望

科学技术的发展日新月异，新的科学发现和成就不断涌现。在高中生物教学中，教师应及时引入生物学界的新发现和成就，激发学生的学习热情和兴趣，点燃他们探索生物世界的欲望。同时，还应引导学生关注这些新发现带来的伦理和社会影响，培养他们的批判性思维和社会责任感。

（2）.STS教育在高中生物教学中的融合与创新应用研究如下：

①跨学科整合，培养综合素质

STS教育在高中生物教学中的跨学科整合策略，是提升学生综合素质、培养其适应未来复杂社会挑战能力的关键路径。这一策略的实施，旨在打破传统学科界限，通过融合物理、化学、地理等多学科知识，构建一个多维度、多层次的知识体系。高中生物教学中的生态系统研究，如探究气候变化对生态系统的影响，便是一个典型的跨学科整合案例。在此过程中，学生需运用生物学知识理解生态系统的结构与功能，同时结合地理学知识分析气候变化的空间分布与趋势，利用物理学原理探讨能量流动与物质循环，甚至还需借助化学知识解析污染物的生物地球化学循环。这种跨学科的学习模式，不仅要求学生掌握扎实的专业知识，更强调其能够灵活运用多学科知识，解决复杂问题，从而培养其综合分析与创新能力。此外，跨学科整合教学还鼓励学生通过实践、探究和合作的方式学习。

②辩论与讨论，培养批判性思维

辩论与讨论作为STS教育中的核心教学方法，对于培养高中生物教学中学生的批判性思维、表达能力和合作精神具有不可替代的作用。在生物课堂上，通过组织学生对克隆技术、基因编辑等具有伦理和社会争议的科学问题进行辩论，可以引导学生深入思考科学技术的双刃剑效应，理解科学决策背后的复杂性和不确定性。辩论与讨论的过程，实质上是一个批判性思维训练的过程。学生需对正反两方的观点进行深入研究，提出自己的见解，并在反驳与辩护中不断完善自己的逻辑链条。这一过程不仅锻炼了学生的独立思考能力，还促使他们学会从多角度审视问题，培养了批判性思维和创新能力。同时，通过有效的口头表达和书面论证，学生的语言组织和表达能力得到了显著提升，这对于他们未来的学术研究和职业发展至关重要。此外，辩论与讨论还为学生提供了合作与交流的平台。在准备辩论的过程中，学生需要分工合作，共同搜集资料、构建论点，这一过程锻炼了学生的批判性思维，促使他们多角度审视问题，并通过激烈的辩论和清晰的论证，显著提升了其语言表达和逻辑思考能力。

③社区参与，增强社会责任感

STS教育强调学生参与社会事务的讨论和决策，这一理念在高中生物教学中的体现，便是通过组织社区服务活动，如环境保护、科普宣传等，让学生走出校园，深入社区，亲身体验科学知识的实际应用，从而增强其社会责任感和公民意识。社区参与活动不仅为学生提供了将所学知识应用于实践的机会，更重要的是，它让学生直面社会问题，感受科学决策对社区乃至整个社会的影响。社区参与活动还促进了学生对社会多元性的理解和尊重。在与社区成员的互动中，学生学会了倾听不同背景、不同观点的声音，这对于培养他们的同理心和社会责任感至关重要。此外，通过参与社区决策过程，学生还能够体验到公民参与社会治理的重要性，增强他们的公民意识和社会责任感，为其成为有担当、有责任感的社会公民打下坚实基础。

五、课题研究的价值与社会效益

（一）学生层面

STS渗透的生物课堂其教学内容，有助于培养学生的科学素养、批判性思维和社会责任感，提升他们的综合能力和创新能力；其课堂教学形式—学生的组织形式是学生乐于接受，并符合学生心理倾向的，喜闻乐见的。更重要的是，STS教育强调跨学科的综合性思维和问题解决能力，通过这一教育模式，学生能够锻炼综合思维能力，并激发其创新能力，为未来的学习和生活奠定坚实基础。

（二）教师层面

增强了教师自身的信仰。只有教师信，学生方才信。教师首先要加强专业学习，强化专业化发展，同时要提高思想觉悟。要做到以理服人，教师就必须要有充分的知识储备，高超的教学方法，恰如其分的生活事例。其次，教师还应具备与时俱进的优秀品质，对生活中有关政府的一些正面的、负面的资料要做好搜集、分析、甄别。

（三）教学层面

1.拓展了生物教育资源。学习生物时如果孤立地处理课文内容，学生就会兴味索然；如果把生活中、社会中某些事物引入课堂中来，联系某些社会现象可以帮助学生理解和感悟课本内容和内在意蕴。增加课堂呈现的时代感和鲜活性。

2.创新微型课程整合方式。STS渗透使得高中生物教学生活化，与微课程的新技术结合相得益彰，语音、视频、动画信手拈来，突破了传统课堂技术的局限；教学内容本身就具有情境性，结合教学设计、素材等环节，将情境具体化、真实化，也使教师教授方式、学生学习方式多样化，大大增强了教与学的吸引力。

六、课题研究的思考及对后续研究的设想

通过课题组成员的积极探索，勇于实践，对高中生物教学中STS教育的渗透有了更深刻的认识，付出了艰辛的劳动，也取得了一些成绩，但是，经过实践和分析，我们发现还有以下不足：

1.STS教育渗透于课堂教学中后，在45分钟内学习内容难以完成，课堂容量因此较小。学生思想活跃，创新意识增强，课堂生成性问题增多，教师很难充分考虑、估计课堂上可能产生的变化，给教师驾驭课堂带来了困难。

2.STS教育渗透的教学过程中还要关注很多深层次的问题。如小组合作学习和活动探究时，确实增加了学生参与的机会，但好学生参与的机会往往更多，往往扮演了一种帮助的角色，困难学生成了听众，往往来不及独立思考就从好学生中获得信息，小组汇报的学习结果也不能完全代表本小组的水平。

3.STS教育渗透的教学过程中学生过多的班级，教室空间有限，不仅给分组带来困难，而且有时讨论的时间太长，各组的探究时间不一致，容易产生说闲话、做小动作的问题，课堂气氛也难以控制，有时会产生看似热烈，其实混乱的局面，严重的甚至会影响教学目标的实现。

4.STS渗透的教学是为了更好的便于学生的发展。部分教师在课堂上的生活化引入呈现出碎片化，形式大于内容

针对性改进：

1.学生思想活跃，创新意识增强，课堂生成性问题增多，教师很难充分考虑、估计课堂上可能产生的变化，给教师驾驭课堂带来了困难。这一问题可通过以点带面式的教学示例让教师意识到如何在完成教育任务的基础上落实教学的每一个环节。 

2.教师在进入课堂前对所提出的问题可能会出现的答案有充分的考虑，通过集体备课等活动确定具体方案。教师可联系班主任，强化课堂学习的要求，不能“等靠要”，要主动思考。

3.为确保每一个学生在生活化基础上的课堂参与度，教师在进行学习小组划分时需对学生的学习能力、个人性格等方面有充分的把握，多次上课磨合后确定相对固定的研究小组组合，组合中的每一个成员均有明确的分工，让人人有事做、事事有人做。同时，教师还可结合班级情况制定对学生参与合作学习的评价标准，对学生的课堂表现作定量与定性分析。

4.因教师本人接触面等方面的局限性，能贯穿全程的生活化资源相对有限，还需要从更为广泛的范围内去获得、磨合并形成能增强学习效果、便于学生代入得生活化教学资源。在课题研究的过程中，可利用学校所提供的科研经费购买与生活化教育相关的书籍、网课，邀请专家就研究这一角度开设讲座。从生本理念的角度探索能实现学生课堂学习高效的路径。

总体来说，对高中生物STS教学的渗透研究在实践和理论层面上还仅仅停留在碎片化研究上，系统性深入性不够，对情景教学理论内涵的探讨，还有待进一步深入拓展。整个课题组有关高中生物教学中STS渗透研究具体应用研究的论文还不是很多，而且大多是个人具体场景中的经验反思的点滴总结，显得比较零碎，不能形成有效指引教师教学的科学策略，在教学中推广运用价值不是很高。下阶段，课题组教师除了在提高课堂教学效率与质量上下功夫外，还将加强自身科研水平的提升，构建一些操作性强、具体实用的教学策略来指导具体教学工作，撰写更有深度的论文来强化自身能力，研究中力求更加细化，对不同学生分层次研究，找出针对不同类型学生的情景教学方式，以求帮助学生取得更大的进步。