摘要
在STEM教育理念下，基础教育逐渐重视工程教育，工程学内容融入科学课程成为科学课程发展趋向，也成为基础教育阶段工程教育的主要形式。本研究尝试在生物学科教学中融入工程元素，开展了渗透工程素养培养的高中生物学教学设计与实践，以弥补基础教育阶段工程素养培养的缺失，创意、设计、实践性质的工程学任务是培养学生实践、应用及创新能力的直接支点，在生物学教学中渗透工程素养培养，能深化学生对生物学概念与原理及其应用的理解，发展学生真实情境下运用知识解决问题的能力，培养创新精神，丰富学生对工程领域的认识，促进学生核心素养形成，并为高等工程教育打下基础。 工程素养即“在多元限定条件下，运用工程知识和思维解决工程实践问题的综合能力及良好的意识和品质，包括其过程中的思维方式及价值判断。本研究将工程素养划分成工程知识、工程设计、工程思维及工程伦理四个维度。因不同阶段不同学科在渗透工程素养陪养上有不同侧重，本研究通过分析和整理国内外基础教育阶段工程素养培养目标要求，将高中阶段工程素养培养要求总结为：初步理解工程概念与原理，初步形成工程实践能力与工程思维方式，树立工程实践兴趣及工程道德价值观。结合高中生物课程性质与目标，尝试构建高中生物学工程素养培养目标框架，框架包括四个维度及其下14个细分维度，为高中生物学教学渗透工程素养培养的教学目标制定与教学活动设计等提供指导。 为了更好地在高中生物学教学中渗透工程素养培养，使教学设计更具科学性、普适性和实践性，并为开展相关教学实践与研究提供参考，本研究开展了下列研究工作：一是通过问卷调查，获取高中生物学教师对渗透工程素养培养的认识与看法；二是通过文献分析与整理，制定了四项教学设计原则：①以真实生活问题创设情境原则；②教学目标与生物核心素养相适应原则；③教学过程注重实践原则；④内容来源于教材或者是教材的延伸原则；三是整理了2项教学策略及其一般教学流程，即探-设整合教学及项目式教学；四是梳理了高中生物学教材中与工程学相关的教学内容与栏目。 在梳理了高中生物学教材基础上，选取了2个教学内容进行渗透工程素养培养的教学案例设计，分别为：案例1《果酒制作》和案例2《探究酵母菌细胞呼吸的方式》。其中案例1为自主设计的教学案例，采用项目式教学和探-设教学策略；案例2为某中学教师提供教学设计改编形成，该教学设计获某市城区青年教师说课比赛高中生物组一等奖，运用了探-设教学策略。选取自主设计的案例1进行了实践教学，在教学中渗透工程素养培养，并通过问卷收集学生课后反馈情况、分析学习任务单及整体教学情况等进行教学反思以优化教学。
NETL