基于STEM教育下培養(yǎng)高中學(xué)生地理實(shí)踐力研究

甄小寶

【摘要】 文章以地理實(shí)踐力培養(yǎng)為目標(biāo)，并以“水質(zhì)調(diào)查為例”，把stem教育理念滲透到教學(xué)中，以加強(qiáng)學(xué)生地理核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】 STEM教育 地理實(shí)踐力 水質(zhì)調(diào)查

【中圖分類號(hào)】 G633.55

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A

【文章編號(hào)】 1992-7711（2020）01-068-020

一、背景

STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）各學(xué)科首字母的縮寫。起源于美國20世紀(jì)80年代，其目的是培養(yǎng)科技人才和增強(qiáng)國際競爭力，應(yīng)對(duì)于當(dāng)時(shí)國內(nèi)科技人才缺乏的情況。STEM教育是通過項(xiàng)目引領(lǐng)學(xué)生的學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)在項(xiàng)目情境中解決真實(shí)問題，從而使科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科有目的的融合，最終培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)，總稱STEM素養(yǎng)。1986年美國首次提出后，英國、日本、德國等國也相繼加入到STEM教育研究中。而我國STEM教育的研究相對(duì)較晚，但2016年國務(wù)院發(fā)布了《全民科學(xué)素養(yǎng)行動(dòng)計(jì)劃綱要實(shí)施方案（2016-2020年）》，也提出完善科學(xué)體系，為STEM教育的發(fā)展指出了明確的方向。而新高考改革背景下的《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）解讀》中，發(fā)現(xiàn)地理學(xué)科有綜合性、實(shí)踐性和社會(huì)性的特點(diǎn)，與 STEM學(xué)科整合、培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力等教育理論相符合，其中《（2017年版）解讀》更加突出地理實(shí)踐力的地理學(xué)科核心素養(yǎng)，于STEM的教育理念不謀而合。通過 STEM教育理念在地理教學(xué)中開發(fā)與實(shí)施，促進(jìn)地理教學(xué)方法的改革，延伸課堂教學(xué)突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生的綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)，強(qiáng)化地理的核心素養(yǎng)。

二、地理實(shí)踐力的內(nèi)涵

地理實(shí)踐力指人們?cè)诳疾?、?shí)驗(yàn)和調(diào)查等地理實(shí)踐活動(dòng)中所具備的意志品質(zhì)和行動(dòng)能力。

《（2017年版）解讀》課程設(shè)計(jì)中關(guān)于地理實(shí)踐力的學(xué)業(yè)要求：

《（2017年版）解讀》中強(qiáng)調(diào)把考察、調(diào)查和實(shí)驗(yàn)作為地理實(shí)踐的三個(gè)主導(dǎo)方向。通過地理實(shí)踐加深學(xué)生對(duì)地理知識(shí)體系的理解。在課程內(nèi)容中，不同的模塊對(duì)于地理實(shí)踐力的學(xué)業(yè)要求不同，地理實(shí)踐力培養(yǎng)方向也不同，筆者整理出關(guān)于《（2017年版）解讀》關(guān)于地理實(shí)踐力學(xué)業(yè)要求以及個(gè)人的相關(guān)教學(xué)建議：

三、在高中地理教學(xué)中滲透STEM教育的理念的意義

STEM教育綜合了科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)等學(xué)科，具有跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、綜合性和實(shí)踐性等特點(diǎn)科學(xué)研究在于認(rèn)識(shí)自然界、世界的客觀性，以及其發(fā)展規(guī)律;工程與技術(shù)是不違反自然規(guī)律的前提下，人類如何改造自然，滿足其發(fā)展的需要;數(shù)學(xué)是前三者中不可缺少的工具。一個(gè)優(yōu)秀的教學(xué)設(shè)計(jì)可以將這四大方向的學(xué)習(xí)互相促進(jìn)、和諧發(fā)展。在傳統(tǒng)教學(xué)當(dāng)中，工程教學(xué)一般都不被重視，甚至是忽視，但在 STEM教育理念下，實(shí)踐確實(shí)是在 STEM教育中確實(shí)非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容。

故此，作為SETM教育中的重要組成部分的之一的地理，將 STEM教育的理念引入到高中地理教學(xué)中，通過對(duì)課程內(nèi)容中教學(xué)目標(biāo)的理解，尤其是地理實(shí)踐力的培養(yǎng)，教學(xué)內(nèi)容的整合，教學(xué)設(shè)計(jì)等一系列的環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生把地理與科學(xué)、技術(shù)、工程及數(shù)學(xué)進(jìn)行綜合整合，提高學(xué)生地理實(shí)踐力，培養(yǎng)學(xué)生的地理核心素養(yǎng)的一個(gè)很好的教學(xué)模式。

在《（2017年版）解讀》中加強(qiáng)地理實(shí)踐力培養(yǎng)，而通過滲透了SETM教育理念的地理實(shí)踐的這一手段，在教學(xué)教學(xué)過程中，不但提高學(xué)生對(duì)滲透SETM教育的四大方向的興趣，加強(qiáng)了SETM教育認(rèn)識(shí)和理解，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力和解決問題的能力，同時(shí)在學(xué)習(xí)過程中，也不斷地激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力。另外是通過滲透SETM教育理念下學(xué)生在地理知識(shí)體系理解和處理人地關(guān)系發(fā)展中，不斷地提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。

四、滲透SETM教育在高中地理教學(xué)應(yīng)用的案例設(shè)計(jì)

選擇性必修2“資源、環(huán)境與國家安全”學(xué)業(yè)要求：能夠運(yùn)用地理信息技術(shù)或其他地理工具，或?qū)嵉卣{(diào)查身邊的資源、環(huán)境狀況，分析問題及成因，有理有據(jù)提出可行性對(duì)策。我們可以設(shè)計(jì)一項(xiàng)地理實(shí)踐活動(dòng)：流溪河（廣州市從化區(qū)河段）的水質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查及改善建議。

STEM教育下素養(yǎng)滲透

〖創(chuàng)設(shè)情境〗流溪河是我們的從化區(qū)的母親河。全程157公里，是我們的生命之水，也是我們工業(yè)和農(nóng)業(yè)的重要水源。流溪河的水質(zhì)狀況關(guān)系著我們?nèi)w人民的健康與環(huán)境？

〖提出問題〗目前，我們從化區(qū)河段的水質(zhì)狀況又如何呢？

〖確定研究課題〗通過實(shí)地考察、取水樣進(jìn)行試驗(yàn)，探究流溪河的水質(zhì)狀況。

〖合作探究〗引導(dǎo)學(xué)生分組合作，分三個(gè)小組進(jìn)行：

第一組學(xué)生：準(zhǔn)備好10個(gè)干凈的塑料瓶，到流溪河不同的河段進(jìn)行取水樣，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)檢測(cè)，在實(shí)驗(yàn)室利用PH試紙、余氯及游離氯試紙、濁度儀、菌落計(jì)數(shù)器進(jìn)行測(cè)試。對(duì)照國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，PH值：6.5～8.5 濁度：1～3 總氯：1.0 菌落總數(shù)：100。來判斷水質(zhì)的好壞。

第二小組學(xué)生：到流溪河考察，查看有沒有污染水質(zhì)的源頭、暗渠，了解周邊附近居民生活廢水的處理情況、農(nóng)業(yè)用水和排水、工業(yè)的廢水處理，并進(jìn)行拍攝，做好記錄與分析。

第三小組學(xué)生：利用地理信息技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)上搜索，采訪從化區(qū)環(huán)保局和流溪河不同河段的河長，掌握第一手資料。

〖成果結(jié)論〗1、每個(gè)小組利用自己調(diào)查、訪問和實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行總結(jié)匯報(bào)。

2、根據(jù)每個(gè)小組的匯報(bào)，進(jìn)行總結(jié)，并且針對(duì)保護(hù)“母親河”為主題，提出相關(guān)的建議。

〖學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)〗

五、在高中地理教學(xué)中滲透SETM教育的反思

（1）加強(qiáng)學(xué)科之間的綜合性改變傳統(tǒng)的思維方法

STEM教育在地理學(xué)科的應(yīng)用，具有多學(xué)科的滲透，與物理、化學(xué)、生物、數(shù)學(xué)等學(xué)科教師進(jìn)行探討，有效的找到問題的核心和處理的辦法。例如在《流溪河（廣州市從化區(qū)河段）的水質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查及改善建議》的實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生經(jīng)常與化學(xué)和生物老師探討，把實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行簡化，把通過用試管和試劑操作的化學(xué)過程改為用試紙;把利用顯微鏡來計(jì)算菌落總數(shù)的，且誤差有大的方法，改變?yōu)橛米寣W(xué)生進(jìn)行更容易進(jìn)行操作，改變?yōu)槔镁溆?jì)數(shù)器進(jìn)行測(cè)試。學(xué)生利用不同途徑和方法解決問題過程，其實(shí)踐力在STEM教育理念中不斷地得到了培養(yǎng)，地理的核心素養(yǎng)目標(biāo)也得以實(shí)現(xiàn)、

（2）情境創(chuàng)設(shè)到匯報(bào)交流，不斷地引爆學(xué)生的激情

地理實(shí)踐強(qiáng)調(diào)考察、調(diào)查和實(shí)驗(yàn)作為的三個(gè)主導(dǎo)方向，而STEM教育則強(qiáng)調(diào)學(xué)生的體驗(yàn)和獲得的成就感，強(qiáng)調(diào)合作、分享、創(chuàng)造。在學(xué)習(xí)完《水資源》知識(shí)點(diǎn)后，利用身邊的河流引起學(xué)生的興趣，通過小組合作、任務(wù)完成、成果匯報(bào)，尤其成果匯報(bào)中，大家不斷地分享活動(dòng)過程中遇到困難、如何解決、對(duì)河流水質(zhì)狀況的擔(dān)憂，以及提出解決措施。每個(gè)同學(xué)都表現(xiàn)出極大的熱情和興奮，同伴合作愉快又被認(rèn)可、自我成就感十足，自信超爆，利于學(xué)生的個(gè)體社會(huì)化和人格發(fā)展。

（3）STEM教育的學(xué)生評(píng)價(jià)體現(xiàn)在深刻的體驗(yàn)、創(chuàng)新思維和解決問題的能力

在地理實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生評(píng)價(jià)中，既注重團(tuán)體的協(xié)助精神，也尊重學(xué)生個(gè)體發(fā)展和特長以及解決問題能力和創(chuàng)新能力。在評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)就要做到看似無標(biāo)準(zhǔn)，卻勝于有標(biāo)準(zhǔn)。把決定權(quán)放在學(xué)生個(gè)體身上后，大大地激發(fā)學(xué)生的激情，讓學(xué)生的特長得到一種釋放，同時(shí)學(xué)生為了配合小組的成員的工作，有目的的學(xué)習(xí)和研究任務(wù)的內(nèi)容，并利用自身的特長去完善和創(chuàng)新式完成任務(wù)，讓其他成員更快更容易的完成小組的任務(wù)，得到小組的認(rèn)可。

STEM教育理念滲透到高中地理教學(xué)，在新高考改革當(dāng)中，在地理實(shí)踐力培養(yǎng)中為老師提供一種新的教學(xué)模式和學(xué)生新的學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)生的地理學(xué)科素養(yǎng)也促進(jìn)教師教學(xué)水平的提升。

[ 參? 考? 文? 獻(xiàn) ]

[1]韋志榕，朱翔.普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）解讀[M].高等教育出版社，2018.

[2]仲施雅.基于STEM教育的高中自然地理教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究[D].魯東大學(xué)，2019.