高中地理STEAM教學(xué)實(shí)踐探究
——以“地貌的觀察”一課為例

■ 武漢市漢鐵高級(jí)中學(xué) 葉雅文

一、STEAM教學(xué)的設(shè)計(jì)

1.課標(biāo)要求

本節(jié)內(nèi)容主要落實(shí)課標(biāo)中“1.4通過(guò)野外觀察或運(yùn)用視頻、圖像，識(shí)別3—4種地貌，描述其景觀的主要特點(diǎn)”這一內(nèi)容要求。該要求屬于地理必修一模塊三方面內(nèi)容中的“自然地理實(shí)踐”。本節(jié)課選取的是在湖北廣泛、常見(jiàn)的地貌——河流地貌。課標(biāo)要求的行為動(dòng)詞是“識(shí)別”“描述”?！白R(shí)別”是通過(guò)谷歌地圖觀察，識(shí)別天興洲是長(zhǎng)江中游的河流堆積地貌以及天興洲所在的自然環(huán)境；“描述”是用地理學(xué)科視角、學(xué)科術(shù)語(yǔ)描述天興洲地貌的形態(tài)、物質(zhì)組成、成因。課標(biāo)的達(dá)成方法是“通過(guò)野外觀察或運(yùn)用視頻、圖像”，本節(jié)課主要采用的是通過(guò)谷歌地圖呈現(xiàn)圖像，突出天興洲河流地貌特征，強(qiáng)化視覺(jué)刺激；通過(guò)微課介紹觀察地貌的一般方法，幫助學(xué)生提高地理實(shí)踐力。

2.教材分析與學(xué)情分析

本節(jié)課是人教版（2017版）地理必修一第四章第二節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)在教材中起著承上啟下的功能，教材在由外到內(nèi)的順序介紹完地球上的大氣、水后再介紹地貌，地貌也是植被、土壤形成的重要因素。

本節(jié)內(nèi)容以“觀察地貌的順序”“觀察地貌的內(nèi)容”“觀察家鄉(xiāng)的地貌”的順序來(lái)呈現(xiàn)，體現(xiàn)出“方法—規(guī)律—應(yīng)用”的編排思路。

高一的學(xué)生對(duì)地貌有一定的感性認(rèn)識(shí)，但作為平原地區(qū)的城市學(xué)生，對(duì)地貌的觀察機(jī)會(huì)較少，沒(méi)有形成理性認(rèn)識(shí)。學(xué)生對(duì)野外觀察有很大興趣，可組織學(xué)生外出或通過(guò)模型、VR、谷歌地圖軟件等在課堂內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)地貌的觀察。

3.教學(xué)目標(biāo)

①科學(xué)教育（Science）：通過(guò)微課學(xué)習(xí)，了解地貌觀察的順序、內(nèi)容的科學(xué)方法，提升地理實(shí)踐力。

②技術(shù)教育（Technology）：通過(guò)操作谷歌地圖軟件，觀察天興洲地貌，體驗(yàn)遙感技術(shù)，深化對(duì)地理信息技術(shù)的應(yīng)用。培養(yǎng)區(qū)域認(rèn)知、綜合思維能力。

③工程教育（Engineering）：學(xué)生圍繞問(wèn)題進(jìn)行探究合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)解決地理問(wèn)題、綜合思維能力。

④藝術(shù)教育（Arts）：通過(guò)谷歌地球軟件中觀察天興洲地貌得出的數(shù)據(jù)，建立3D打印模型，提高審美能力與3D繪圖能力。

⑤數(shù)學(xué)教育（Mathematics）：通過(guò)谷歌地球軟件中觀察天興洲地貌得出的數(shù)據(jù)，計(jì)算天興洲相對(duì)高度、坡度、面積等數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析能力。

⑥學(xué)業(yè)生涯教育：通過(guò)介紹與遙感相關(guān)的大學(xué)專業(yè)，做好學(xué)業(yè)生涯規(guī)劃。通過(guò)制作天興洲3D打印模型，激發(fā)對(duì)家鄉(xiāng)的熱愛(ài)，培養(yǎng)人地協(xié)調(diào)觀。

4.教學(xué)設(shè)計(jì)理念

基于STEAM教育理念，在創(chuàng)設(shè)的真實(shí)情境中，通過(guò)自主或合作探究的方式，培養(yǎng)學(xué)生解決真實(shí)問(wèn)題的能力，創(chuàng)新合作精神、探究意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生更高層次的地理核心素養(yǎng)。本節(jié)課教學(xué)的主要流程為“提出問(wèn)題——分析問(wèn)題——解決問(wèn)題——拓展延伸”，每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都體現(xiàn)了STEAM教育和地理核心素養(yǎng)。它們共同形成了一個(gè)良性循環(huán)系統(tǒng)。

本課設(shè)計(jì)主要借助于谷歌地圖觀察地貌、記錄與計(jì)算地貌數(shù)據(jù)、3D建模打印突破教學(xué)重難點(diǎn)，了解地貌觀察的順序，能夠在野外選擇地貌觀察點(diǎn)并確定地貌觀察的順序、內(nèi)容，提高地理實(shí)踐力。與實(shí)地野外地貌考察相比，利用谷歌地球軟件觀察地貌操作難度小、安全性高，更適用于后疫情時(shí)代。同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中貫穿學(xué)業(yè)生涯規(guī)劃，激發(fā)學(xué)生在高等教育階段報(bào)考地理相關(guān)專業(yè)、繼續(xù)學(xué)習(xí)地理3S技術(shù)的興趣。

本節(jié)課的教學(xué)流程圖如下：

圖1 “地貌的觀察”STEAM教學(xué)流程圖

三、STEAM教學(xué)的實(shí)施

表1 STEAM教學(xué)實(shí)施過(guò)程

時(shí)長(zhǎng) 教學(xué)環(huán)節(jié) 學(xué)生活動(dòng) 教師活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖投影V型谷、沖積扇、沖積平原、三如何識(shí)別河流地貌類型？ 角洲地貌景觀圖。探究活動(dòng)1 1.根據(jù)景觀圖，識(shí)別河流地貌類型。教師點(diǎn)評(píng)：該小組準(zhǔn)確地找到了V科學(xué)教育5分組2.說(shuō)出不同河流地貌類型形成原因。型谷、沖積平原的地貌景觀圖，并準(zhǔn) 識(shí)別河流分析問(wèn)題 各小組選擇兩個(gè)地貌類型展開(kāi)討論，小 確地說(shuō)出了它們分別是由河流侵 成觀察地組代表發(fā)言。蝕、河流堆積作用形成的。上一節(jié) 類型的科的內(nèi)容掌握的十分扎實(shí)，相信在野外也能夠準(zhǔn)確地識(shí)別地貌類型。如何將等高線地形圖與河流地貌對(duì)應(yīng)？展示等高線地形圖。探究活動(dòng)2 1.將等高線地形圖貼在對(duì)應(yīng)的河流地貌 這位同學(xué)將等高線地形圖與河流地5分鐘 景觀圖下面。貌景觀圖一一對(duì)應(yīng)，找的非常準(zhǔn)藝術(shù)教育分析問(wèn)題2.描述不同河流地貌等高線地形圖的特 確。請(qǐng)你留步，以其中一個(gè)為例，說(shuō) 地形圖識(shí)點(diǎn)。說(shuō)這個(gè)河流地貌的等高線地形圖最 欣賞地圖小組討論后派代表上臺(tái)粘貼、講解。顯著的特點(diǎn)是什么嗎？如何在天興洲進(jìn)行地貌觀察？1.收集天興洲的地形圖、遙感影像、考察工程教育報(bào)告、論文等資料。學(xué)，培養(yǎng)學(xué)2.操作谷歌地球軟件識(shí)別天興洲宏觀、指導(dǎo)并幫助學(xué)生使用谷歌地圖軟件 問(wèn)題的能微觀地貌。進(jìn)行地貌觀察。3.用谷歌地球軟件找到最高點(diǎn)、最低點(diǎn) 技術(shù)教育海拔，計(jì)算相對(duì)高度。提醒學(xué)生在操作時(shí)注意截圖，展示 歌地圖軟4.繪制最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的地形剖面 時(shí)要圖文并茂。天興洲地圖，了解地勢(shì)起伏狀況。通過(guò)該小組分工合作明確，展示和 技術(shù)，深化探究活動(dòng)3 5.測(cè)量天興洲的面積、沙坡最大坡度。講解清晰，通過(guò)這個(gè)觀察記錄表仿 技術(shù)的應(yīng)15分6.觀察不同地形類型的分布、土地利用 佛把天興洲原原本本地還原在大家鐘狀況。眼前。數(shù)學(xué)教育解決問(wèn)題 完成地貌觀察記錄表，小組代表上臺(tái)分 文字的力量是有限的，在操作時(shí)，大 據(jù)，得出天享。家要注意將關(guān)鍵步驟和結(jié)果截圖，度、坡度、經(jīng)緯度 地貌 海拔 相對(duì) 坡度 圖文并茂地展示更有說(shuō)服力，更能 學(xué)生的數(shù)類型 高度 展現(xiàn)你們的地貌觀察結(jié)果。能力。起伏 面積 土地 提問(wèn)：天興洲的地貌與該地的農(nóng)業(yè) 應(yīng)用地貌狀況 形狀 長(zhǎng)寬 分布 利用 活動(dòng)、居民點(diǎn)、交通方式、交通線路 觀察家鄉(xiāng)有什么關(guān)系？ 域認(rèn)知能學(xué)生回答問(wèn)題，學(xué)會(huì)利用地貌為生產(chǎn)生 實(shí)踐力?；罘?wù)。教師點(diǎn)評(píng)、總結(jié)：技術(shù)教育制作天興洲3D模型。該組設(shè)計(jì)的天興洲旅游路線合理、軟件，培養(yǎng)1.運(yùn)用天興洲地貌觀察數(shù)據(jù)，利用3D建 有序、操作性強(qiáng)，游客在這條旅行線 印技術(shù)。探究活動(dòng)4模軟件為天興洲建模。路上一定能充分地觀賞到河流地8分鐘2.如何為外地游客設(shè)計(jì)旅游路線，充分 貌、感受大美武漢的風(fēng)情。拓展應(yīng)用拓展延伸 展示天興洲獨(dú)特的地貌景觀？ 在設(shè)計(jì)路線的時(shí)候還要充分考慮可 的方法解小組代表上臺(tái)分享。能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，例如夏季暴雨 進(jìn)一步提帶來(lái)的水位上漲、流速加快；注意在 力，培養(yǎng)熱課后打印天興洲3D模型?？疾旌陀斡[時(shí)不要亂扔垃圾、破壞 感。環(huán)境，保護(hù)天興洲獨(dú)特的地貌環(huán)境。：觀察圖片，地貌類型，形貌、識(shí)別地貌學(xué)思維。：通過(guò)等高線別地貌，學(xué)會(huì)之美。：?jiǎn)栴}式教生解決地理力。：通過(guò)操作谷件，在線觀察貌，體驗(yàn)遙感對(duì)地理信息用。：通過(guò)計(jì)算數(shù)興洲相對(duì)高面積等，培養(yǎng)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析觀察的方法地貌，提高區(qū)力、提升地理：操作3D建模3D建模及打，用地貌觀察決實(shí)際問(wèn)題，高地理實(shí)踐愛(ài)家鄉(xiāng)的情

時(shí)長(zhǎng) 教學(xué)環(huán)節(jié) 學(xué)生活動(dòng) 教師活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖2分鐘 課堂小結(jié)天興洲是長(zhǎng)江中的一個(gè)沙洲，位于長(zhǎng)江二橋下游約7km，洲頂高程在25m以上。四面環(huán)長(zhǎng)江，東西長(zhǎng)13公里，南北寬約2公里，面積約26平方公里。沙坡坡度較小，起伏和緩，主要是農(nóng)業(yè)用地，是武漢市的瓜果生產(chǎn)基地。地貌對(duì)人們的生產(chǎn)生活影響很大，我們要愛(ài)護(hù)地貌景觀，因地制宜地利用地貌，實(shí)現(xiàn)人地協(xié)調(diào)發(fā)展。如何用一句話向全世界推介天興洲？通過(guò)本節(jié)課地貌觀察的學(xué)習(xí)有哪些收獲、啟示？下節(jié)課帶著觀察記錄表與3D打印模型實(shí)地考察天興洲地貌。懂得地貌對(duì)人類生產(chǎn)生活的影響，形成因地制宜的思想，認(rèn)同人地協(xié)調(diào)觀。

四、STEAM教學(xué)反思

《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中提出了3條重要的教學(xué)建議——重視問(wèn)題式教學(xué)、加強(qiáng)地理實(shí)踐、深化信息技術(shù)應(yīng)用。這些建議與STEAM教學(xué)理念中的教學(xué)方法不謀而合。

1.重視問(wèn)題式教學(xué)，設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈條

PBL教學(xué)方法是指基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（Project-Based Learning）和基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)（Problem-based Learning）。兩種教學(xué)都起始于一個(gè)開(kāi)放的問(wèn)題或項(xiàng)目，學(xué)生通過(guò)分工合作、收集資料和分析數(shù)據(jù)來(lái)解決問(wèn)題。一個(gè)典型的STEAM課堂往往在包含多門學(xué)科的復(fù)雜情境中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力與問(wèn)題解決能力。本節(jié)課教學(xué)過(guò)程中，教師提出學(xué)習(xí)項(xiàng)目——利用谷歌地圖觀察天興洲地貌，完成觀察記錄表，制作天興洲3D模型。在研究過(guò)程中，教師設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈條，貫穿課堂始終。學(xué)生需要尋找合適的技術(shù)、分析數(shù)據(jù)，并設(shè)計(jì)、測(cè)試和改進(jìn)解決方案，與同伴交流研究成果。

2.加強(qiáng)地理實(shí)踐，創(chuàng)新實(shí)踐模式

地理實(shí)踐是支持學(xué)生地理學(xué)和核心素養(yǎng)發(fā)展的重要手段，STEAM教育理念倡導(dǎo)跨學(xué)科融合解決問(wèn)題，解決這些問(wèn)題可以采用不同的地理實(shí)踐手段，如戶外考察、模擬實(shí)驗(yàn)、社會(huì)調(diào)查等。通過(guò)地理實(shí)踐使學(xué)生自主調(diào)動(dòng)數(shù)學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)等學(xué)科知識(shí)與技能，更好地理解地理知識(shí)、解讀地理現(xiàn)象、解決地理問(wèn)題等，形成跨學(xué)科解決問(wèn)題的思維素養(yǎng)。選擇實(shí)踐活動(dòng)的方式要依據(jù)課標(biāo)要求，充分考慮實(shí)踐內(nèi)容的適宜性和可行性，充分考慮學(xué)生、學(xué)校以及地區(qū)的條件和特點(diǎn)。例如“地貌的觀察”一課中用谷歌軟件觀察替代野外觀察，既符合課標(biāo)中的“達(dá)成方法”要求，又考慮到武漢后疫情時(shí)代的防疫政策，組織學(xué)生戶外考察難度大、風(fēng)險(xiǎn)高，是一種創(chuàng)新的實(shí)踐模式。

3.應(yīng)用信息技術(shù)，體現(xiàn)以生為本

武漢市的高中生，經(jīng)過(guò)疫情期間的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，大部分能熟練使用計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)和各種線上學(xué)習(xí)APP，具備利用網(wǎng)絡(luò)信息的能力，比較適應(yīng)新的學(xué)習(xí)方式。針對(duì)不同的學(xué)習(xí)課題，教師要選擇合適的信息技術(shù)手段輔助教學(xué)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)教育與技術(shù)教育。課標(biāo)要求中“達(dá)成方法”是野外觀察的可以采用VR技術(shù)，“內(nèi)容要求”中包含地理信息技術(shù)應(yīng)用的則選用對(duì)應(yīng)的3S技術(shù)軟件，還可以改變傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方式，實(shí)現(xiàn)即時(shí)、互動(dòng)評(píng)價(jià)，使評(píng)價(jià)更有針對(duì)性。通過(guò)加強(qiáng)信息技術(shù)的應(yīng)用，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和評(píng)價(jià)方式，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，體現(xiàn)以生為本。

高中地理STEAM教學(xué)以真實(shí)的情境為導(dǎo)入，教師和學(xué)生一起發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，對(duì)落實(shí)課標(biāo)要求、培育地理核心素養(yǎng)、實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科教育具有重要意義。高中地理STEAM教學(xué)的實(shí)踐與探索，不僅可以完善高中STEAM教學(xué)理論，還能更好地促進(jìn)學(xué)生全面而有個(gè)性的發(fā)展，為學(xué)生適應(yīng)社會(huì)生活做準(zhǔn)備、終身發(fā)展奠基礎(chǔ)，落實(shí)立德樹(shù)人的根本任務(wù)。