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STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)四门学科首字母的简写。STEM教育则是指集成了科学、技术、工程、数学四门学科知识的一种学习方式,旨在通过STEM教学提高学生对学科知识的理解,培养学生的合作探究能力和问题解决能力等STEM综合素养。本研究采用案例分析法。通过大量的文献研究,梳理国内外STEM教育的研究现状,阐明相关理论的知识。基于STEM素养框架和《普通高中生物学课程标准》(后面简称“课标”)中对生物学学科核心素养的要求,从理论上建立STEM素养和生物学学科核心素养的关联。接着选取目前国内有关高中生物学的STEM教学案例,进行分类整理,分析案例中的STEM素养和生物学学科核心素养,厘清STEM素养和生物学学科核心素养之间的关联,以此来验证STEM教育是否能促进学生生物学学科核心素养的形成。本研究借鉴学者们对STEM教育的相关分类,将高中生物学STEM课堂教学案例分为了三类:科学知识类、工程制作类和社会问题类。然后选择每个类别中的典型案例,分别从三个方面进行分析:STEM要素、STEM素养和基于生物学学科核心素养的教学目标。最后得出STEM素养和生物学学科核心素养的关系。以下是分析结论:(1)不同类别的案例培养的着重点是有区别的。科学知识类注重学生学科知识的形成,让学生从一系列活动中掌握到核心概念,从而完成知识目标。工程制作类主要体现在有产品的输出,案例是围绕着制作该产品而开展的,注重培养学生的动手操作能力。而社会问题类则是围绕社会热点展开的讨论,与日常生活的联系更加紧密和直接,对学生的社会责任培养更明显。(2)三个案例也有共同的地方。每个案例都体现了跨学科的特点,都融合了各科知识进行解决问题,并且大多以建模的方式解决问题,培养了学生的跨学科思维和建模科学思维。而且大多以探究性的实验进行课堂设计,通常采用小组合作学习的方式完成任务,体现学生的主体性,并且教师也鼓励学生多交流,多表达自己的意见,以此提升了学生的交流表达能力、动手操作能力、团队合作能力、科学探究能力以及交流表达能力等,促使学生全面发展。(3)综合全部分析,最后得出结论。即STEM教育对学生的生物学学科核心素养是具有促进作用的,用实践分析说明了STEM教育融入高中生物学课堂是很有必要和有效的。