基于STEM教育下培養(yǎng)高中學生地理實踐力研究

甄小寶

【摘要】 文章以地理實踐力培養(yǎng)為目標，并以“水質調(diào)查為例”，把stem教育理念滲透到教學中，以加強學生地理核心素養(yǎng)。

【關鍵詞】 STEM教育 地理實踐力 水質調(diào)查

【中圖分類號】 G633.55

【文獻標識碼】 A

【文章編號】 1992-7711（2020）01-068-020

一、背景

STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學（Mathematics）各學科首字母的縮寫。起源于美國20世紀80年代，其目的是培養(yǎng)科技人才和增強國際競爭力，應對于當時國內(nèi)科技人才缺乏的情況。STEM教育是通過項目引領學生的學習，強調(diào)在項目情境中解決真實問題，從而使科學、技術、工程、數(shù)學等學科有目的的融合，最終培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、技術素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學素養(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教育的研究相對較晚，但2016年國務院發(fā)布了《全民科學素養(yǎng)行動計劃綱要實施方案（2016-2020年）》，也提出完善科學體系，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準（2017年版）解讀》中，發(fā)現(xiàn)地理學科有綜合性、實踐性和社會性的特點，與 STEM學科整合、培養(yǎng)學生解決問題能力等教育理論相符合，其中《（2017年版）解讀》更加突出地理實踐力的地理學科核心素養(yǎng)，于STEM的教育理念不謀而合。通過 STEM教育理念在地理教學中開發(fā)與實施，促進地理教學方法的改革，延伸課堂教學突破傳統(tǒng)的教學模式，促進學生的綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)，強化地理的核心素養(yǎng)。

二、地理實踐力的內(nèi)涵

地理實踐力指人們在考察、實驗和調(diào)查等地理實踐活動中所具備的意志品質和行動能力。

《（2017年版）解讀》課程設計中關于地理實踐力的學業(yè)要求：

《（2017年版）解讀》中強調(diào)把考察、調(diào)查和實驗作為地理實踐的三個主導方向。通過地理實踐加深學生對地理知識體系的理解。在課程內(nèi)容中，不同的模塊對于地理實踐力的學業(yè)要求不同，地理實踐力培養(yǎng)方向也不同，筆者整理出關于《（2017年版）解讀》關于地理實踐力學業(yè)要求以及個人的相關教學建議：

三、在高中地理教學中滲透STEM教育的理念的意義

STEM教育綜合了科學、技術、工程與數(shù)學等學科，具有跨學科、跨領域、綜合性和實踐性等特點科學研究在于認識自然界、世界的客觀性，以及其發(fā)展規(guī)律;工程與技術是不違反自然規(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)學是前三者中不可缺少的工具。一個優(yōu)秀的教學設計可以將這四大方向的學習互相促進、和諧發(fā)展。在傳統(tǒng)教學當中，工程教學一般都不被重視，甚至是忽視，但在 STEM教育理念下，實踐確實是在 STEM教育中確實非常重要的一項內(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中，通過對課程內(nèi)容中教學目標的理解，尤其是地理實踐力的培養(yǎng)，教學內(nèi)容的整合，教學設計等一系列的環(huán)節(jié)，引導學生把地理與科學、技術、工程及數(shù)學進行綜合整合，提高學生地理實踐力，培養(yǎng)學生的地理核心素養(yǎng)的一個很好的教學模式。

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

四、滲透SETM教育在高中地理教學應用的案例設計

選擇性必修2“資源、環(huán)境與國家安全”學業(yè)要求：能夠運用地理信息技術或其他地理工具，或實地調(diào)查身邊的資源、環(huán)境狀況，分析問題及成因，有理有據(jù)提出可行性對策。我們可以設計一項地理實踐活動：流溪河（廣州市從化區(qū)河段）的水質現(xiàn)狀調(diào)查及改善建議。

STEM教育下素養(yǎng)滲透

〖創(chuàng)設情境〗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。流溪河的水質狀況關系著我們?nèi)w人民的健康與環(huán)境？

〖提出問題〗目前，我們從化區(qū)河段的水質狀況又如何呢？

〖確定研究課題〗通過實地考察、取水樣進行試驗，探究流溪河的水質狀況。

〖合作探究〗引導學生分組合作，分三個小組進行：

第一組學生：準備好10個干凈的塑料瓶，到流溪河不同的河段進行取水樣，帶回實驗室進行化學檢測，在實驗室利用PH試紙、余氯及游離氯試紙、濁度儀、菌落計數(shù)器進行測試。對照國家水質標準，PH值：6.5～8.5 濁度：1～3 總氯：1.0 菌落總數(shù)：100。來判斷水質的好壞。

第二小組學生：到流溪河考察，查看有沒有污染水質的源頭、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，并進行拍攝，做好記錄與分析。

第三小組學生：利用地理信息技術進行網(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。

〖成果結論〗1、每個小組利用自己調(diào)查、訪問和實驗，進行總結匯報。

2、根據(jù)每個小組的匯報，進行總結，并且針對保護“母親河”為主題，提出相關的建議。

〖學習評價〗

五、在高中地理教學中滲透SETM教育的反思

（1）加強學科之間的綜合性改變傳統(tǒng)的思維方法

STEM教育在地理學科的應用，具有多學科的滲透，與物理、化學、生物、數(shù)學等學科教師進行探討，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）的水質現(xiàn)狀調(diào)查及改善建議》的實踐活動中，學生經(jīng)常與化學和生物老師探討，把實驗操作進行簡化，把通過用試管和試劑操作的化學過程改為用試紙;把利用顯微鏡來計算菌落總數(shù)的，且誤差有大的方法，改變?yōu)橛米寣W生進行更容易進行操作，改變?yōu)槔镁溆嫈?shù)器進行測試。學生利用不同途徑和方法解決問題過程，其實踐力在STEM教育理念中不斷地得到了培養(yǎng)，地理的核心素養(yǎng)目標也得以實現(xiàn)、

（2）情境創(chuàng)設到匯報交流，不斷地引爆學生的激情

地理實踐強調(diào)考察、調(diào)查和實驗作為的三個主導方向，而STEM教育則強調(diào)學生的體驗和獲得的成就感，強調(diào)合作、分享、創(chuàng)造。在學習完《水資源》知識點后，利用身邊的河流引起學生的興趣，通過小組合作、任務完成、成果匯報，尤其成果匯報中，大家不斷地分享活動過程中遇到困難、如何解決、對河流水質狀況的擔憂，以及提出解決措施。每個同學都表現(xiàn)出極大的熱情和興奮，同伴合作愉快又被認可、自我成就感十足，自信超爆，利于學生的個體社會化和人格發(fā)展。

（3）STEM教育的學生評價體現(xiàn)在深刻的體驗、創(chuàng)新思維和解決問題的能力

在地理實踐活動中，學生評價中，既注重團體的協(xié)助精神，也尊重學生個體發(fā)展和特長以及解決問題能力和創(chuàng)新能力。在評價標準就要做到看似無標準，卻勝于有標準。把決定權放在學生個體身上后，大大地激發(fā)學生的激情，讓學生的特長得到一種釋放，同時學生為了配合小組的成員的工作，有目的的學習和研究任務的內(nèi)容，并利用自身的特長去完善和創(chuàng)新式完成任務，讓其他成員更快更容易的完成小組的任務，得到小組的認可。

STEM教育理念滲透到高中地理教學，在新高考改革當中，在地理實踐力培養(yǎng)中為老師提供一種新的教學模式和學生新的學習方法，提高學生的地理學科素養(yǎng)也促進教師教學水平的提升。

[ 參? 考? 文? 獻 ]

[1]韋志榕，朱翔.普通高中地理課程標準（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設計與實踐研究[D].魯東大學，2019.