基于STEAM教育理念的初中地理實驗教學探究

丁盈

STEAM教育理念是以設計、探索為目標，對相關問題進行科學、深入的研究，簡單來說就是在教育中利用問題作為驅動，讓學生在實踐過程中獲得提高，這樣不僅能夠獲取理論性知識，還能強化實踐能力，最終形成良好的核心素養(yǎng)。由于初中地理課程內容具有綜合性特征，涉及科學、技術以及數學等多個方面，STEAM教育理念的應用可以推動初中地理實驗教學改革，培養(yǎng)學生的地理興趣與綜合素養(yǎng)。因此，教師要勇于嘗試，在初中地理實驗教學中推行STEAM教育理念。

一、初中地理實驗教學落實STEAM教育理念的可行性

（一）地理學科目標與STEAM教育理念一致

STEAM教育理念融合了科學、技術以及學科等多個層面，在教學過程中不是機械式學習課本知識，而是改變常規(guī)的教育模式。另外，該理念注重團隊協(xié)作、實踐探究，所以與很多學科存在密切聯系。目前STEAM教育理念已經在我國初中教育中逐漸深入，將培養(yǎng)綜合素質人才作為目標，而初中地理學科也是以核心素養(yǎng)作為學生的發(fā)展目標，因此兩者在目標、方向上一致。初中地理屬于綜合性的學科內容，其中包含了大氣、水圈以及巖石圈等知識，與其他學科息息相關，如數學、生物、物理等。而學習地理是為了推動自然環(huán)境保護發(fā)展，這對我國社會建設有著重要作用，所以地理學科的特性與STEAM教育理念相同，兩者可以融合，共同培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

（二）課程標準內容與STEAM教育理念契合

初中地理實驗教學需要將學生分組，并通過實踐操作、溝通交流等環(huán)節(jié)完成教學，這符合初中地理課程標準的要求，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新與實踐能力，并利用實驗教學掌握更多地理知識，同時激發(fā)學生對地理課程的濃厚興趣，因此與STEAM教育理念完美契合。除了課程標準以外，初中地理課程內容十分廣泛，不僅包括中國地理知識，還包括世界地理部分，同時還有地球面貌、氣候等，屬于具有層次性的學科內容。另外，中國地理致力于自然環(huán)境保護、自然資源開發(fā)，所以與STEAM教育理念中的技術層次內容契合。因此，在教學過程中教師也可以融入STEAM教育理念，提高初中地理實驗教學的有效性。

二、STEAM教育理念下初中地理實驗教學存在的問題

（一）STEAM教育理念的認知不足

盡管STEAM教育理念已經在我國全面普及，但能夠深入理解該理念的教師并不多，尤其是將其應用在初中地理實驗教學中，因此STEAM教育理念的發(fā)展受到限制。對于很多初中地理教師來說，STEAM完全是新的教育理念，對教師的各方面要求極高，包括思想深度、組織能力、教學技能都要比以往更加嚴格。另外，在教學設計中必須要基于STEAM教育理念打造初中地理實驗課堂。然而，在缺乏認知的條件下，自然無法控制實驗教學的比重，所以不少教師仍然堅持以學習為核心、實踐為輔助的傳統(tǒng)教學理念。

（二）學校地理實驗教學資源不足

目前看來，初中地理實驗教學在時間分配上明顯達不到要求，大多數情況下會以理論知識講授為主，而實驗教學可有可無，加上學習任務較為繁重，時間又有限，所以無法合理安排實驗教學內容。雖然STEAM教育理念倡導實踐，但缺少實踐作為支撐，很難按時完成實驗教學任務，在必要的情況下可能會放棄實驗，利用現代多媒體教學來代替，大大降低了學生的積極主動性。其次，地理知識相對繁雜，實驗教學用到的器材較多，很多需要教師自制，學校未必有足夠的設備設施給予支持。如在地形地貌構造的教學中，缺少模具和相關實驗，學生自然只能了解知識概念，因此學習的過程中缺乏深度、廣度。

三、基于STEAM教育理念的初中地理實驗教學策略

（一）收集素材趣味性導入

在初中地理日常教學活動之中，教師需要結合實驗教學的實際要求，合理調整具體的教學策略，結合學生當前的能力發(fā)展需求，合理調整初中地理實驗教學的具體體系，將STEAM教育理念直接引入其中，充分發(fā)揮STEAM教育理念的引導與帶動作用。教師需要在教學設計環(huán)節(jié)中，集中收集相關趣味性素材，并結合學生的學習興趣，將相應素材整合成具體的學習模塊，以便為后續(xù)課堂學習活動以及實驗教學活動奠定良好的基礎。初中地理實驗教學應符合學生的興趣點，并在實驗過程中充分鍛煉學生的地理思維與實踐操作，從而形成良好的學科素養(yǎng)。

本文以初中地理人教版八年級下冊《世界最大的黃土堆積區(qū)——黃土高原》為例，通過融入STEAM教育理念，設計出完善的實驗教學流程，構建有利于提高學生綜合素養(yǎng)的實驗教學體系。首先，高效率教學必須要注重趣味性因素，尤其在實驗教學正式開始前，教師要通過抓住學生興趣點，讓學生保持注意力集中的狀態(tài)，這樣才能達到事半功倍的教學效果。其次，初中階段的學生往往對新鮮事物興趣濃厚，因此教學過程中可以融入新聞事件、新奇故事吸引學生。如教學前通過播放多媒體課件展示黃土高原地區(qū)的特點，由于地質原因黃土高原林木往往生長較差，樹木在生長過程中不僅相對彎曲，同時葉子稀疏、樹根松動，因此當地的樹木也被稱之為小老頭樹?！巴瑢W們想一想為什么當地的樹木會長成這樣呢？”學生看過材料開始思考，黃土高原的樹木生長到底是哪種因素造成，應該采取什么樣的措施才能改善，在這個過程中學生對生態(tài)環(huán)境問題產生濃厚興趣，有利于后續(xù)開展實驗教學。除此之外，教師還可以播放黃土高原的視頻資料，包括黃土高原的地理位置、景觀資料、形成原因等，通過最簡單、直接的方式讓學生獲得感性認知，并借助生動形象的畫面，引導學生上升到理性認知，為后續(xù)的實驗開展做好鋪墊。

（二）創(chuàng)設情境提出問題

在正式開展實驗操作教學活動的過程中，教師需要靈活選取教學模式以及教學方法，通過創(chuàng)設相應的教學情境，引導學生深入思考具體的學科知識，并且不斷鼓勵、引導學生主動提升自身多方面的學習能力及相關學科素養(yǎng)，尤其是有效培養(yǎng)學生自主思考能力以及獨立研究能力。STEAM教育理念明確要求教師將問題情境引入教學環(huán)節(jié)之中，引導學生融入其中，并且認真理解比較復雜的學科知識，不斷培養(yǎng)學生良好的學習意識，端正學生學習態(tài)度，糾正學生的學習問題，鼓勵學生進行獨立思考與深入反思。除了趣味性引導以外，教師還可以借助情境的創(chuàng)設，引起學生積極的情感反應，這也是提高教學效果的重要方法，簡單來說就是借助多種教學手段，營造出濃厚的學習氛圍，激發(fā)學生的求知欲望，全身心投入到地理知識的探索、獲取以及掌握。教學情境的創(chuàng)設大多會貫穿于整個課堂，如果在教學開始前進行創(chuàng)設，往往能夠達到事半功倍的教學效果，在STEAM教育理念下，初中地理實驗教學面臨著變革，而教師的情境創(chuàng)設能力也成為一項重要考驗。不過初中地理課程包含的內容相對寬泛，不是所有知識都符合情境創(chuàng)設需求。先要甄選教學主題，按照主題創(chuàng)設出真實的情境內容，從而最大化激發(fā)學生的求知欲望，抓住學生的好奇心理。例如，初中地理人教版八年級下冊《世界最大的黃土堆積區(qū)——黃土高原》，在情境創(chuàng)設中可以選擇播放有關黃土高原的影視資料，讓學生直觀感受褐黃色的原野沒有一絲綠色，當地的人們因地制宜將窯洞作為房屋。在創(chuàng)設情境后展開信息交流，要求學生說出涉及黃土高原的知識內容，并討論交流黃土高原的形成，從而加深本節(jié)課的認知，在良好的教學情境下完成學習。

（三）明確探究任務核心

在STEAM教育理念下，教學都是以問題展開，并在過程中明確探究任務核心，從而達到良好的教學效果，簡單來說就是要求學生帶著問題去探索答案，掌握知識并化為己用。由此可見，教師提出的問題往往會直接影響教學成效，尤其在實驗教學開始前，需要學生掌握相應的基礎知識，為后續(xù)開展實驗進行鋪墊，因此，教師要準備高質量的問題，明確課程重點與難點。由于初中生的知識儲備有限，綜合能力有待加強，所以在教學過程中，必須由教師幫助學生厘清學習核心，這樣才能掌握學習重點。目前來看，帶著問題去思考是比較有效的學習方法，能避免學生偏離課堂目標。

例如，初中地理人教版八年級下冊《世界最大的黃土堆積區(qū)——黃土高原》中，本節(jié)實驗課程的核心就是水土流失的影響因素，這也是比較重要的知識點，在掌握黃土高原的位置與范圍、降水量分布等知識后，學生已經對黃土高原的自然地理概況有所掌握，這時教師提出問題：黃土高原具有哪些地形特征？黃土高原水土流失嚴重的原因有哪些？在提問時應注意緊扣主題，與本節(jié)課的內容息息相關，并在提出問題后要求學生收集資料，可以通過個人或小組分工的方式，收集黃土高原地形、地貌圖片與文字資料，找到水土流失的關鍵因素，教師要注意從旁協(xié)助糾正，確保學生牢牢掌握知識點。

（四）實驗用品與說明

在《世界最大的黃土堆積區(qū)——黃土高原》實驗教學中，主要用天然草皮、沙土、土壤等材料，同時準備幾個灑水壺、燒杯等器皿。本節(jié)實驗課程需要使用的材料可以提前在花園、操場上收集，為了融入STEAM教育理念，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，可以要求學生自主收集材料和道具，在學生無法完成的情況下教師給予適當指導，確保實驗教學能夠順利開展。

（五）水土流失影響因素探究實驗

在初中地理實驗教學中需要明確STEAM教育理念的內涵，就是在實驗學習過程中形成完善的知識體系，實驗教學需要將學生分為不同小組，組內成員明確自身分工任務，包括實驗的具體操作、記錄工作，為后續(xù)探究留下參考資料。由此可見，STEAM教育理念要求學生在實驗過程中形成完整的知識框架，所有學生都能夠集思廣益，加上教師適時的點撥和啟發(fā)，有效提高學生的綜合素養(yǎng)。如果效果不佳應及時反思，對各個環(huán)節(jié)展開分析，再次進行實驗教學。以初中地理人教版八年級下冊《世界最大的黃土堆積區(qū)——黃土高原》為例，首先把準備好的燒杯放置在實驗臺上，并將學生制作的斜坡道具放好，其中斜坡設置為10°、20°、40°，固定好后開始進行實驗。用同一水壺在三個斜面上澆水，設置好時間觀察流入燒杯中的泥土，再使用不同孔隙的灑水壺對著斜面澆水，同樣注意觀察燒杯中的泥土量。然后在不同斜面上覆蓋草皮，通過灑水觀察水流速度以及最終沉淀在燒杯中的泥土量。最后在斜面上分別覆蓋沙土與黏土，灑水觀察兩種土壤的差異，整個實驗過程要注意科學規(guī)范，每位學生都能充分參與，并做好觀察和記錄獲取準確數據。

（六）注重引導構建STEAM知識體系

實驗教學后教師必須適時引導。教師可以巡回檢查學生的研究結果，及時糾正實驗教學過程中的錯誤，通過耐心指導打造高質高效的實驗教學課堂。另外，教師要善于總結歸納，幫助學生明確實驗教學的核心，尤其在某些抽象性、概念性知識中，通過歸納、概括、梳理使學生更容易理解知識，從而達到事半功倍的學習效果。在該節(jié)實驗教學課程中，教師應在實驗結束后進行總結歸納，確保學生快速、精煉地完成本節(jié)課重點知識學習，形成較為完善的知識體系，這也是STEAM教育理念的內涵。在初中地理人教版八年級下冊《世界最大的黃土堆積區(qū)——黃土高原》中，需要幫助學生歸納三個重要知識點：第一，黃土高原的地表景觀特征，同時了解當地水土流失的因素，在實驗過程中學生已經明白水土流失是人為與自然共同作用的結果，比如黃土高原地區(qū)的水土流失時土質疏松，缺少植被保護，并且降水量過于集中等多種原因造成。第二，對學生的思維進行拓展，考慮黃土高原地區(qū)水土流失治理措施，比如利用林草護坡、修建擋土壩等，在陡坡地退耕還林還草，就能改善黃土高原地區(qū)的水土問題。第三，抓住地理與數學知識之間的聯系，通過掌握第一變量，研究目標變量基本操作技巧，充分保障整個實驗過程的科學合理性，對收集到的數據資料進行歸納整理。

（七）溝通交流提高探究效果

STEAM教育理念下初中地理實驗教學，應該以構建開放型課堂為主，所以在實驗過程中或實驗結束后，要加強學生之間的溝通交流，以此來提高教學效果。課堂交流可以幫助師生之間形成紐帶，確?；ハ嗬斫狻⒒ハ嘈湃我约盎ハ嘧鹬?，建立相對和諧的關系，因此初中地理實驗教學不能拘泥于形式。在實驗教學完成后應集中交流展示，如小組之間通過交流繪制思維導圖，或各小組代表闡述探究結果，以此來達到相互借鑒、共同提高的目標。另外，STEAM教育理念認為，學生綜合能力的提高需要一個循序漸進的過程，教師應注重培養(yǎng)學生的學習主動性，所以需要在實驗教學結束后開展交流互動環(huán)節(jié)，這是在幫助學生深度思考，加深學生對知識本質的理解。實驗過程中學生記錄的數據資料、研究材料非常寶貴，通過交流分享心得能夠實現創(chuàng)新、完善知識框架的目標。

綜上所述，STEAM教育理念與初中地理實驗教學完美契合，能夠提高學生的地理綜合素養(yǎng)，不過，STEAM教育理念的融入并不充足，能夠真正將該理念滲透到初中地理實驗中的教師并不多，因此很難發(fā)揮出STEAM理念的真正作用。目前來看STEAM教育理念的應用逐漸成為必然的趨勢，確實能夠提升初中地理實驗教學效果。因此，教師應深入挖掘STEAM的教育內涵，推動學生獲得全面發(fā)展。