基于STEM教育理念的高中地理教學(xué)實踐與反思-以《水循環(huán)》為例 論文

基于STEM教育理念的高中地理教學(xué)實踐與反思

—以《水循環(huán)》為例—摘要：STEM教育是當(dāng)今知識經(jīng)濟時代下全新的教育范式，以培養(yǎng)具有質(zhì)疑、實踐

和創(chuàng)新精神及跨學(xué)科知識素養(yǎng)和解決真實問題能力的人才為根本目標(biāo)，已經(jīng)成為各國教育領(lǐng)域的重要發(fā)展戰(zhàn)略。本文從STEM教育的基本內(nèi)涵和基礎(chǔ)價值，結(jié)合教學(xué)實踐，

闡述高中地理教學(xué)中應(yīng)用STEM的意義及應(yīng)注意的問題。關(guān)鍵詞：STEM教育；跨學(xué)科知識；真實問題

一、STEM教育的基本內(nèi)涵STEM教育即科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)和數(shù)學(xué)

(Mathematics)教育的簡寫，提倡跨學(xué)科教育，使用多學(xué)科的思維和知識解決實際問題。

STEM教育并不是將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四類學(xué)科簡單疊加，而是使它們彼此之間進行有效融合，組成一個有機的整體，并以真實問題解決為任務(wù)驅(qū)動，在實踐中應(yīng)用

知識、獲得知識，培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力、復(fù)合思維和創(chuàng)新思維。美國學(xué)者在此基礎(chǔ)上又提出了STEAM教育的概念，即向STEM中加入了“A(Art)”元素，這里的A不單指的

是藝術(shù)，還包括美術(shù)、人文、歷史、哲學(xué)、宗教等學(xué)科。不論是STEM教育還是STEAM教育，它們在本質(zhì)上都屬于跨學(xué)科教育的典型形式，鼓勵學(xué)生用多學(xué)科的知識和視角解

決真實問題，提升跨學(xué)科思維能力和創(chuàng)造性思維能力。二、STEM教育的基礎(chǔ)價值

1.多學(xué)科相融合，跨學(xué)科式教育

跨學(xué)科式教學(xué)是STEM教育的核心價值取向，STEM教育從多學(xué)科的視角來培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。傳統(tǒng)教育將知識按具體學(xué)科劃分，割裂了不同學(xué)科之間、學(xué)科

與真實世界之間的聯(lián)系，難以有效培養(yǎng)學(xué)生解決現(xiàn)實復(fù)雜問題的能力，學(xué)習(xí)缺乏真實性和創(chuàng)造性。STEM教育從真實問題出發(fā)，多學(xué)科交叉融合，在解決問題的過程中靈活

運用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等學(xué)科知識。學(xué)生可根據(jù)具體問題靈活選擇相應(yīng)的學(xué)科知識，同時在解決問題的過程中，進一步加深對學(xué)科知識的理解。

以自己剛剛上完的人教版新教材《水循環(huán)》一節(jié)為例，通過教案的一遍遍修改感受到學(xué)科交叉融合對課堂優(yōu)化的重要性。因?qū)嶋H課時的壓力，本節(jié)內(nèi)容壓縮在一個課

時內(nèi)完成。緊扣課標(biāo)要求：運用示意圖，說明水循環(huán)的過程及其地理意義。特別是學(xué)生掌握起來較難，綜合性較大的地理意義那部分，在教學(xué)過程中采用了數(shù)學(xué)和古文知

識，如結(jié)合全球水量平衡表（全球、海洋、陸地的蒸發(fā)、降水、徑流等的數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計表）進行計算，運用教材49頁表3.1地球上不同水體的更新及《呂氏春秋》中“云氣

西行，云云然，東夏不輟；水泉東流，日夜不休，上不竭，下不滿……”等，突破水循環(huán)可以維持全球水量的動態(tài)平衡及促進全球不同水體的不斷更新。既有古今人們對

于水循環(huán)的觀察思考與記錄統(tǒng)計，又引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注中國傳統(tǒng)文化；加深其對該部分內(nèi)容的透徹理解和實際掌握。

2.聯(lián)系真實情境，回歸現(xiàn)實生活

STEM教育注重學(xué)生學(xué)習(xí)和實際生活之間的聯(lián)系，強調(diào)“做中學(xué)”“學(xué)中做”。學(xué)習(xí)過程中，教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)不同的問題情境，通過在多種情境下的遷移運用，培養(yǎng)學(xué)

生發(fā)散和創(chuàng)新思維，進一步鞏固和深化所學(xué)知識，達到深度學(xué)習(xí)層次。關(guān)于如何深刻理解并掌握物質(zhì)的遷移，能量的交換與轉(zhuǎn)化以及不斷塑造地表形態(tài)

等地理意義，我采用了美國NASA衛(wèi)星從1989年至2009年，20年間對中國黃河流域變化的監(jiān)測視頻。3分多鐘的視頻，將20年間中國工程師對黃河的潛心治理和開發(fā)利用展現(xiàn)

的淋漓盡致。從黃土高原的千溝萬壑到黃河入?？谝蛉斯じ牡烂娣e不斷增大而呈現(xiàn)人字形三角洲，從上游的20多座水電站的建設(shè)，到整個流域內(nèi)變化多樣的地貌類型，再

到黃河口因泥沙覆蓋后，人們積極種樹護水，植被覆蓋率大大提升并為沿線油井的開發(fā)提供了新的保護性人工島。這些真實環(huán)境的變化和過程都在一步步讓學(xué)生親眼見證

水循環(huán)與地理環(huán)境的密切聯(lián)系，加深其對水循環(huán)地理意義的深刻理解與靈活運用。授課過程中適時根據(jù)真實的地理環(huán)境現(xiàn)象提出問題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考討論，并嘗試做

出科學(xué)的解釋。最后，關(guān)于貫穿華夏幾千年的黃河終于不“黃”了，母親河也不再“兇”了。這到底是好是壞，留給學(xué)生課后去查閱文獻期刊，結(jié)合新聞事實或有機會

到現(xiàn)場考察進行野外實踐，辯證全面地看待地理學(xué)問題，將地理情境放在時間和空間綜合尺度下考慮，利用宏觀和微觀多視角、整體地思考現(xiàn)實生活中的問題。

3.重視學(xué)習(xí)過程，加強實踐體驗

學(xué)習(xí)的本質(zhì)是對過程的體驗、思考和感悟。STEM教育重視學(xué)習(xí)過程，強調(diào)學(xué)生主動、積極參與到學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生通過觀察和實際操作來獲得真實的學(xué)習(xí)體驗，在體

驗中探究、反思與提高，實現(xiàn)理論知識與實踐技能的有效銜接，促進知識深層次建構(gòu)。關(guān)于水循環(huán)對全球氣候生態(tài)的影響和緩解不同緯度地區(qū)熱量的收支不平衡矛盾，

本課采用了前段時間盛傳關(guān)于2020年將是60年難一遇的冷冬（國家氣候中心已辟謠）與拉尼娜現(xiàn)象的關(guān)系。指導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)查閱、收集2020年世界氣象日主題“細(xì)數(shù)點滴，

珍惜點滴”氣候與水，國家氣候中心關(guān)于冷冬成因的推測等素材，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科學(xué)，關(guān)注并珍惜水資源，做到不信謠不傳謠，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和科學(xué)知識去認(rèn)識身邊的地理

事物和自然現(xiàn)象。當(dāng)然，拉尼娜現(xiàn)象和寒暖流等都屬于下一節(jié)洋流的內(nèi)容，這里只簡單提及不做深入。隨后，展示今年夏季在合肥“看?！钡某鞘袃?nèi)澇圖片和目前正在實

施的海綿城市建設(shè)來結(jié)束本節(jié)內(nèi)容。引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己真實的生活體驗，認(rèn)識人類活動對水循環(huán)不同環(huán)節(jié)的影響以及這些影響到底是好是壞？未來我們該怎么做？每位同

學(xué)可以就自己生活的小區(qū)實際情況進行歸納和建議。最后，與學(xué)生一起處理教材48頁活動“認(rèn)識砂田影響的水循環(huán)環(huán)節(jié)”，根據(jù)學(xué)生們回答問題的嚴(yán)謹(jǐn)性和規(guī)范性檢測對

本節(jié)內(nèi)容的理解和掌握程度，以便適時做出調(diào)整和再強化。STEM教育是一種以真實問題解決為任務(wù)驅(qū)動、立足學(xué)習(xí)過程、多技術(shù)交叉融合的

跨學(xué)科式教育，以培養(yǎng)具有全面科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新實踐能力的人才為根本目標(biāo)。學(xué)生在獲取知識、探索意識、學(xué)科融合、技能培養(yǎng)和問題解決等方面的能力都發(fā)生質(zhì)的飛躍，

這是達到STEM教育目標(biāo)的具體體現(xiàn)。地理知識源于生活，學(xué)生的實際生活是一個完整的體驗，真實生活中的地理問題復(fù)雜且多樣，蘊含多種類型的信息，往往不能通過一

門學(xué)科知識解決。所以，提高STEM素養(yǎng)實現(xiàn)跨學(xué)科教育，就是引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實際問題，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新意識，體驗學(xué)習(xí)的真正樂趣。通過學(xué)生主

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