STEAM教育理念下的高中地理圖式思維培養(yǎng)

黃映霞 胡寶清 黃金霞

【摘 要】本文調(diào)查分析梧州市蒼梧中學(xué)地理老師對(duì)圖式思維培養(yǎng)的看法、學(xué)生圖式思維培養(yǎng)的現(xiàn)狀，以及學(xué)生在地理學(xué)科中讀圖、析圖、作圖的情況，提出基于 STEAM 教育理念培養(yǎng)高中學(xué)生的地理圖式思維，并以地理事象類知識(shí)、地理過程類知識(shí)、地理規(guī)律類知識(shí)、地理策略類知識(shí)為例介紹圖式思維培養(yǎng)方法，以期提高學(xué)生地理核心素養(yǎng)，為地理新課程改革提供參考。

【關(guān)鍵詞】STEAM教育 高中地理 圖式思維 培養(yǎng)方法

【中圖分類號(hào)】G ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2020）02B-0033-03

STEAM 教育是以科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Art）和數(shù)學(xué)（Mathematics）等跨學(xué)科理念相互融合的全新教育模式。它注重不同學(xué)科間的知識(shí)綜合，注重探究、情境和實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生具備創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展。我國《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》明確要求探索 STEAM 教育等新教育模式，培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)與創(chuàng)新意識(shí)。近年來，STEAM 教育成為國內(nèi)學(xué)者研究的重點(diǎn)方向，2014 年以來研究文獻(xiàn)數(shù)量不斷增長，2016 年以來增長更加迅速。張偉達(dá)等研究者在《STEAM 教育對(duì)我國科學(xué)教育改革的啟示》中指出 STEAM 教育以跨學(xué)科、探究式、情境性、重實(shí)踐等為特征，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，并使他們?cè)谡鎸?shí)的學(xué)習(xí)情境中的實(shí)踐力得到提升。而“A”的加入則使得科學(xué)教育更加具有人文氣息，更為人性化。

圖式思維是人們將圖式先驗(yàn)性地進(jìn)行投視，形成可視化圖式，再進(jìn)行形象化分析、探索、發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證的思維過程。目前，高中地理教學(xué)圖式思維培養(yǎng)方法的研究尚且欠缺。STEAM 教育理念下高中地理圖式思維的培養(yǎng)，注重地理知識(shí)體系的構(gòu)建，培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維、區(qū)域認(rèn)知，同時(shí)使其全面認(rèn)知人地關(guān)系，提高地理核心素養(yǎng)。本文以梧州市蒼梧中學(xué)為例，探索 STEAM 教育理念下學(xué)生地理圖式思維培養(yǎng)方法。

一、研究方法

通過學(xué)校圖書資源、中國知網(wǎng)等收集、甄別、整理、分析STEAM 教育理念和圖式思維培養(yǎng)相關(guān)文獻(xiàn)。設(shè)計(jì)《蒼梧中學(xué)學(xué)生地理圖式思維培養(yǎng)現(xiàn)狀》調(diào)查問卷，分析獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，了解蒼梧中學(xué)學(xué)生地理圖式思維的培養(yǎng)現(xiàn)狀。訪談蒼梧中學(xué)地理教師，了解地理教學(xué)中圖式思維培養(yǎng)的現(xiàn)狀、存在的問題以及地理教師對(duì)地理圖式思維的培養(yǎng)方法。并詢問關(guān)于 STEAM 教育理念下培養(yǎng)學(xué)生地理圖式思維的相關(guān)看法與建議。

二、結(jié)果與分析

在問卷調(diào)查中，男生占 36.65%，女生占 63.35%;高一年級(jí)學(xué)生占 37.5%，高二年級(jí)學(xué)生占 30.11%，高三年級(jí)學(xué)生占 32.39%。總的來說，蒼梧中學(xué)學(xué)生養(yǎng)成地理圖式思維的現(xiàn)狀不樂觀。

（一）教師對(duì)地理圖式思維的重要性認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一。對(duì)于地理教師是否注重培養(yǎng)學(xué)生地理圖式思維，52.56% 的學(xué)生認(rèn)為“重視”，37.5% 的學(xué)生認(rèn)為“重視程度不高”，9.94% 的學(xué)生認(rèn)為“不重視”。

在地理課堂教學(xué)中，有 62.78% 的學(xué)生表示經(jīng)常聽到老師重點(diǎn)解讀圖，32.95% 的學(xué)生表示偶爾聽到老師重點(diǎn)講解圖式，還有 4.26% 的學(xué)生表示老師沒有重點(diǎn)解圖。對(duì)于在課堂中教師重點(diǎn)指導(dǎo)學(xué)生作圖的情況，50.57% 的學(xué)生認(rèn)為老師會(huì)重點(diǎn)指導(dǎo)，43.18% 的學(xué)生認(rèn)為老師指導(dǎo)學(xué)生作圖的情況較少。在課堂中教師重點(diǎn)解讀圖、引導(dǎo)學(xué)生作圖是培養(yǎng)圖式思維兩種有效的方式。但是，教師對(duì)地理圖式思維的培養(yǎng)有不同的看法，部分教師注重培養(yǎng)圖式思維，部分教師則不注重。綜合分析，教師對(duì)地理圖式思維的重要性認(rèn)識(shí)參差不齊，影響學(xué)生地理圖式思維的培養(yǎng)。

（二）學(xué)生養(yǎng)成圖式思維的現(xiàn)狀。被問到地理圖式思維在地理學(xué)科中是否重要時(shí)，84.95% 的學(xué)生認(rèn)為“重要”及“非常重要”。但是被問到是否愿意把地理知識(shí)整合成邏輯思維再轉(zhuǎn)換為圖式時(shí)，只有 51.42% 的學(xué)生認(rèn)為這樣做更容易理解知識(shí)而愿意做，36.65% 的學(xué)生要視情況而定，還有 11.93% 的學(xué)生認(rèn)為太麻煩而拒絕這么做。在學(xué)完地殼的物質(zhì)組成和物質(zhì)循環(huán)這一節(jié)知識(shí)后，41.76% 的學(xué)生能根據(jù)教材內(nèi)容加深理解和記憶，40.34% 的學(xué)生直接運(yùn)用地理老師提供的圖式，只有 17.9% 的學(xué)生能自主整合知識(shí)動(dòng)手作圖。綜合分析，學(xué)生對(duì)教材資料和老師的依賴性較大。

（三）學(xué)生在地理學(xué)科中讀圖、析圖、作圖情況。在調(diào)查分析中發(fā)現(xiàn)，為了更好理解和記憶概念、規(guī)律、原理，39.77% 的學(xué)生會(huì)經(jīng)常讀圖、析圖、作圖，48.86% 的學(xué)生偶爾讀圖、析圖、作圖，11.36% 的學(xué)生不會(huì)這么做。在記憶和理解世界氣候類型的知識(shí)時(shí)，42.9% 的學(xué)生根據(jù)教材內(nèi)容整合知識(shí)，作圖記憶、理解，41.48% 的學(xué)生使用資料書的圖進(jìn)行記憶、理解，15.63% 的學(xué)生則通過文字機(jī)械記憶。不到一半的學(xué)生愿意讀圖、析圖、作圖來理解地理知識(shí)，其他的學(xué)生是背教材機(jī)械記憶知識(shí)。由此可見，學(xué)生在地理學(xué)科中讀圖、析圖、作圖的情況較少，不能很好地培養(yǎng)地理圖式思維。

三、地理圖式思維培養(yǎng)方法

（一）地理事象類知識(shí)的圖式思維培養(yǎng)方法。地理事象是地理事物和現(xiàn)象的簡稱。日常生活中需要判斷地理事象的情況時(shí)有發(fā)生。近年來，地理高考也重視地理事物和現(xiàn)象判定，考查地理事象的空間性題目明顯增多。因此，只有能夠熟練地掌握地理事象的概念和空間分布，并且能準(zhǔn)確指出地理事象之間的位置關(guān)系，建立起地理事象的空間聯(lián)系，才能找到這類題目的切入點(diǎn)。對(duì)地理事象的判定是對(duì)地理事物與現(xiàn)象情況有所肯定或否定的思維形式，包括地理事物和現(xiàn)象是什么、分布的位置以及分布是否合理。

根據(jù)地理事象類知識(shí)的特點(diǎn)及新課標(biāo)的考核要求，筆者提出地理事象類知識(shí)的圖式思維培養(yǎng)方法，其步驟見圖 1。設(shè)置真實(shí)情境，讓學(xué)生在情境中對(duì)地理事象有一個(gè)直觀感受。綜合不同學(xué)科知識(shí)，小組合作探究對(duì)判斷地理事象要素進(jìn)行分析，得出地理事象的初步認(rèn)識(shí)，再根據(jù)新舊知識(shí)體系對(duì)地理事象有一個(gè)正確的判斷。正確掌握地理事象才能準(zhǔn)確指導(dǎo)科學(xué)、工程等實(shí)踐。地理事象類的判定要素是多種多樣的，利用圖式工具可將思維重現(xiàn)于載體上。

（二）地理過程類知識(shí)的圖式思維培養(yǎng)方法。地理過程是在可感知的和可測量的基礎(chǔ)上，按照時(shí)間尺度，即時(shí)段的長短或者空間位置的變動(dòng)，受某些作用力的影響，使得地理性質(zhì)發(fā)生變化，發(fā)生質(zhì)變的地理事物相互影響的一系列過程。通常具有時(shí)間尺度長、空間范圍廣、影響因素復(fù)雜、內(nèi)部過程的細(xì)節(jié)不容易直接觀察的特點(diǎn)。正是由于這些特點(diǎn)，學(xué)生無法直接觀察和感知地理事物，同時(shí)教師單純用語言文字難以準(zhǔn)確表達(dá)，因此導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)識(shí)、理解和掌握地理知識(shí)有相當(dāng)多的障礙。

根據(jù)地理過程類知識(shí)的特點(diǎn)及新課標(biāo)的考核要求，筆者提出地理過程類知識(shí)的圖式思維培養(yǎng)方法，其步驟見圖 2。設(shè)置案例，充分發(fā)揮教師主導(dǎo)作用、學(xué)生主體作用。學(xué)生根據(jù)具體案例在教師有意識(shí)的引導(dǎo)下，通過小組合作探究歸納影響地理過程發(fā)生變化的要素。在分析時(shí)根據(jù)新舊知識(shí)搭建認(rèn)知結(jié)構(gòu)，并綜合跨學(xué)科知識(shí)分析影響地理過程和地理性質(zhì)發(fā)生變化的機(jī)制，總結(jié)要素與機(jī)制之間的聯(lián)系，把多個(gè)聯(lián)系組合起來。找出最本質(zhì)的聯(lián)系，經(jīng)過總結(jié)歸納把具體地理過程抽象化，形成一個(gè)綜合思維。把構(gòu)建起來的地理知識(shí)體系，用圖式工具表現(xiàn)在載體上。

（三）地理規(guī)律類知識(shí)的圖式思維培養(yǎng)方法。地理規(guī)律是反映地理事物和地理現(xiàn)象在發(fā)展變化過程中的本質(zhì)聯(lián)系和必然趨勢，是地理分布、地理演變、地理關(guān)聯(lián)知識(shí)的深化與發(fā)展。常見的自然地理規(guī)律包括地球運(yùn)動(dòng)規(guī)律、大氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律、地殼物質(zhì)循環(huán)規(guī)律、洋流分布規(guī)律、自然帶分布規(guī)律等。

根據(jù)地理規(guī)律類要素復(fù)雜過程難把握的特點(diǎn)，筆者提出地理規(guī)律類知識(shí)的圖式思維培養(yǎng)方法，其步驟見圖 3。用模型或多媒體展示地理規(guī)律中的核心概念，通過聯(lián)想分析，對(duì)地理規(guī)律有初步表面認(rèn)識(shí)。引起學(xué)生興趣并發(fā)散思維對(duì)地理規(guī)律進(jìn)行推理。與教師合作探究，分析地理規(guī)律的影響要素。影響要素的多元性需用思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)要素，發(fā)現(xiàn)內(nèi)在聯(lián)系。機(jī)制過程是動(dòng)態(tài)過程，而流程圖更注重次序。用流程圖呈現(xiàn)過程，化動(dòng)態(tài)過程為靜態(tài)形式表現(xiàn)在圖上。對(duì)機(jī)制過程有清晰的認(rèn)識(shí)，形成一個(gè)有層次、先后順序、條理清晰的發(fā)展歷程。從要素分析和過程分析中，抽象概括出地理事物的本質(zhì)，對(duì)分析過程中形成的邏輯思維進(jìn)行邏輯編碼，最后選擇恰當(dāng)?shù)膱D式把思維過程呈現(xiàn)出來。這就是地理規(guī)律類知識(shí)的圖式思維培養(yǎng)過程。

（四）地理策略類知識(shí)的圖式思維培養(yǎng)方法。隨著世界各國對(duì)生態(tài)與環(huán)境的重視，地理問題也受到各方的關(guān)注。人們保護(hù)生態(tài)環(huán)境意識(shí)日益提高，也落實(shí)到學(xué)生的地理教學(xué)中去。地理策略類分析在歷年高考中占據(jù)較大比重，這類題目往往涉及成因、危害、解決措施等。掌握了地理策略類圖式思維方法，不但能解決理論性的地理問題，而且能解決現(xiàn)實(shí)生活中遇到的地理問題，并有利于提高學(xué)生生態(tài)環(huán)境意識(shí)。

為了更好地解決地理問題，筆者提出地理策略類知識(shí)的圖式思維培養(yǎng)方法，其步驟見圖 4（見 P52）。地理策略類知識(shí)的問題是以日常感知和日常生活經(jīng)驗(yàn)來發(fā)現(xiàn)問題的，可以通過實(shí)物或圖片再現(xiàn)核心概念。地理要素是多種多樣的，通過思維導(dǎo)圖來分析影響要素，從要素中分析影響機(jī)制。首先設(shè)置日常生活情境，讓學(xué)生進(jìn)入情境用地理視角設(shè)身處地思考地理問題的機(jī)制，與老師合作探究，進(jìn)一步深化對(duì)地理問題的認(rèn)知，這樣才會(huì)得出更全面、更切合生活的解決方法。策略的提出是根據(jù)機(jī)制綜合分析、演繹推理得出，對(duì)解決地理現(xiàn)實(shí)問題有著重要的實(shí)踐意義。策略不但要根據(jù)影響機(jī)制來提出，更重要的是因地制宜，可利用跨學(xué)科知識(shí)得到有效策略。從日常感知到對(duì)地理問題認(rèn)知的深化，經(jīng)過甄別分析在大腦中形成抽象思維。抽象思維可視化得出解決問題的策略，對(duì)策略進(jìn)行驗(yàn)證分析，剔除不合理策略。運(yùn)用策略對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中遇到的地理問題進(jìn)行指導(dǎo)應(yīng)用。這就是地理策略類知識(shí)的培養(yǎng)方法。

四、結(jié)論與思考

我國對(duì) STEAM 教育的研究起步比較晚并且了解得不夠深入，現(xiàn)在的研究大多是對(duì)國外 STEAM 教育實(shí)踐研究的解讀或者停留在理論研究層面，實(shí)踐應(yīng)用相對(duì)較少，而且還需要根據(jù)每個(gè)地方教育的具體情況進(jìn)行本土化。目前 STEAM 教育理念應(yīng)用的范圍較小，主要集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，其普及還需要時(shí)間。地理教師要兼顧多方，既要結(jié)合 STEAM 教育制定培養(yǎng)適合學(xué)生的地理圖式思維的方法，又要完成日常的教學(xué)任務(wù)，這對(duì)其來說是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的難題。學(xué)生能否接受這種培養(yǎng)地理圖式思維的方式和接受的程度直接影響著圖式思維的培養(yǎng)效果。

STEAM 教育理念應(yīng)用于地理教學(xué)是發(fā)展趨勢，培養(yǎng)學(xué)生具備良好的地理圖式思維也需要在地理課堂中實(shí)現(xiàn)。由于 STEAM 教育在我國應(yīng)用還不成熟，要應(yīng)用在地理教學(xué)中需要時(shí)間，因此教育部門、地理教師、專家學(xué)者應(yīng)高度重視，致力于這一方面的研究和落實(shí)。

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【作者簡介】黃映霞（1996— ），女，南寧師范大學(xué)地理與規(guī)劃學(xué)院碩士研究生，研究方向：地理教育研究。

（責(zé)編 江月陽）