STEM教育理念在初中地理實踐力培養中的運用

【摘 要】為了更好地在初中地理教學中落實地理實踐力培養目標，將STEM教育理念融入日常的地理教學中，筆者結合課程標準的要求，圍繞云南的梯田景觀資源，設計具有特色的活動課程，為豐富地理教師的地理實踐力培養方式提供理論參考，較好地完成課程標準的要求，落實立德樹人的根本任務。

【關鍵詞】STEM教育;實踐力培養;活動課程

【中圖分類號】G633.5? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-1270（2021）06-0245-02

《普通高中地理課程標準（2017年版）》明確提出了地理學科核心素養的內涵，包括人地協調觀、綜合思維、區域認知、地理實踐力四大方面[1]。地理作為一門實踐性和區域性很強的學科，是培養學生綜合能力和思維、處理人地協調關系的重要學科。初中地理是高中地理的基礎，不論是在中考還是高考中，地理的實踐性都尤為突出，所以初中地理實踐力的培養至關重要。為了更好地培養學生的地理實踐力，筆者將與地理學科核心素養相吻合的STEM教育引入，結合自身所在地云南的地理資源設計地理教學活動，更好地落實新課標的要求，達到培養學生的地理實踐力，學習對生活有用的地理，學習對終身有用的地理，落實立德樹人的根本任務，實現新時代綜合型人才的培養目標。

一、STEM教育簡介

STEM教育源于美國對其國際競爭力下降的反思，對美國學生在國際數學、科學中表現欠佳的審視。

“STEM”是“Science、Technology、Engineering、Mathematics”四個英文單詞的首字母的縮寫，STEM教育是由科學、技術、工程和數學四個學科集合成的一個整體。學者Kinney認為，STEM教育強調在科學、技

術、工程及數學課堂中使用跨學科的思維方法，并開展相關的實踐探索[2]。STEM教育理念提倡通過跨學科思維，設計基于項目學習的實踐探索過程，實現培養具有STEM教育素養的人才的目標。

二、STEM教育理念在初中地理實踐力培養中的重要性

STEM教育理念與地理實踐力素養的培養相吻合，具有整合多學科、實踐性較強的特點。將STEM教育延伸拓展到初中地理教學中，作為初中地理實踐力培養研究的理論指導，結合地理資源進行地理實踐教學設計，基于問題的解決培養學生的地理實踐力，有助于學生更好地從地理的視角認識和欣賞所生存的這個世界，增進學生對地理環境的理解和適應，培養學生應對人口、資源、環境與發展問題的初步能力，培育學生基本實現自我價值。將STEM教育理念運用到初中地理教學中，能夠豐富地理核心素養的培養方式，拓展STEM教育研究的視野，完善地理實踐力的培養體系，以專業的、綜合的思維去解決這些現實

問題。

三、STEM教育理念指導下的初中地理活動課程

設計

（一）活動課程設計原則

1.地域性原則

開展STEM教育要以學生為主體，緊密聯系現實生活，運用生活中典型的區域案例，利用地理知識分析日常生活中的地理現象或事物，吸引學生積極參與實踐活動，增強對家鄉的熱愛之情。

2.整合性原則

STEM教育提倡打破學科間的界限。地理教學中，要引導學生運用綜合思維多角度思考，通過多樣的、開放的學習方式，發現人地關系這對矛盾及產生的原因，熱愛和敬畏大自然，樹立正確的人地協調觀。

3.實踐性原則

地理知識的學習要以活動為基礎，開展基于解決問題的學習，同時獲得實際的課堂體驗[3]。STEM教育理念中的技術和工程正是培養學生地理實踐力的較好工具，能夠訓練和培養學生的實踐能力、創造能力和解決問題的能力，落實學習對生活有用的地理知識的學科目標。

（二）活動課程設計

根據商務星球版八年級“合理利用土地資源”一節的課標要求，選擇從云南的梯田景觀切入，圍繞土地資源問題和如何保護賴以生存的梯田（如圖1）進行活動課程分析（如表1），設計地理野外實踐活動。

1.活動引入

用圖片展示我國土地利用類型齊全，但草地和難利用土地比重較大，耕地、林地比重較小。其中，云貴高原降水豐富，山高坡陡，地形崎嶇，容易發生滑坡和泥石流等自然災害，造成水土流失，可利用耕地資源減少。在山地上修筑梯田，可以防止水土流失，延長土地的使用壽命，造福子孫后代。

圖1? 設計思路

表1? STEM教育理念對活動課程分析

STEM教育理念 基本原理 具體應用

科學 發現問題 認識到保護梯田的重要性，提出保護梯田

技術 操作技術 利用梯田測量器對梯田進行修平，修正田埂寬度和高度

管控技術 依據觀察到的水稻的生長情況，靈活控制出水口的高度，管控水位與田埂高度的比例

工程 工程制作 按照要求小組合作制作所需的梯田測量器

控制出水口的高度來調控水位

數學 數值的

運用 利用刻度尺測量所需材料的長度;制作梯田測量器時標注刻度

等腰三

角形 利用等腰三角形的頂角平分線與垂線重合性質修平梯田，以及等腰三角形兩邊相等的特點修正

田埂

比例 依據田埂高度，利用比例函數，計算水位高度

2.問題提出

我們世代依靠梯田而生存，如果失去梯田，將造成更多的水土流失和糧食減產。我們該怎樣保護我們賴以生存的梯田呢？

3.實踐準備

需要借助測量器，制作梯田測量器。選取一根長寬為10厘米、高為150厘米的木棍，并在四個立面上用紅色和綠色分別標出中垂線和刻度線，在距頂端10厘米處左右等距的地方釘一顆釘子，將一條較長細線的中點系在釘子上，細線兩側留扣，便于連接兩端的立桿，接著在釘子上懸掛一根系有石頭的垂線。之后再選取兩根長寬為5厘米、高為100厘米的木棍，并用黑色標注刻度線。

4.實踐過程

第一步，修護梯田。修護狹窄梯田的過程中，利用依據等腰三角形原理設計的梯田測量器，可以平整梯田，修正田埂，避免斜坡梯田產生、田埂倒塌等現象，達到有較寬的田面和受力均勻而牢固的田埂效果，從而控制水土流失。首先，矯正梯田水平角度，將梯田測量器的標桿立在上下等距的梯田中間，細線的一側連接在一根固定位置的基礎立桿上，另一側相同位置連接在可移動的立桿上，使中垂線與標桿上標注的紅色中垂線重合，達到水平，使用鋤頭鏟平田間泥土。再將標桿轉動90°，以此方法測量和耙平。再移動測量器到測量范圍外，依次類推進行處理，最終實現梯田的平整。其次，修正田埂寬度和高度，先確認兩側細線相等長度的位置，接著在測量器標桿上用兩根黑色皮筋標注田埂寬度，并將測量器標桿平放于田埂上，使得皮筋間長度與田埂寬度相等，細線向兩側分開形成等腰三角形，細線的兩端點就是田埂的邊緣，多次重復便能夠達到等寬田埂的效果。將測量器標桿立于較好田埂地方的內側，使中垂線與標桿紅色中垂線重合實現水平效果，用一根黃色皮筋標注田埂高度，以此衡量田埂高度是否相等，若不同則進行調整。

第二步，使用梯田。使用梯田的過程中，水位的多少是影響梯田使用壽命長短的重要因素，需要依據測量器測量的田埂高度和寬度靈活調控出水口的高度，管控水位與田埂高度的比例，防止水位過高梯田田埂倒塌、水位過低田埂開裂。

5.反思總結

在學生以小組形式分享收獲和感悟后，教師引導學生進行總結，發現實踐活動中存在的問題（如安全問題、時間安排問題、操作性問題、小組協作問題等），并提出改進建議。同時，反思整個活動課程是否有利于培養學生的地理實踐力。

以云南梯田存在的現實問題為驅動，通過STEM教育理念指導，從跨學科和綜合實踐方面分析，設計出保護梯田的地理實踐活動，不僅貼近學生生活實際，使學生容易產生共鳴，更好地理解本課難點 “珍惜和合理利用每一寸土地，切實保護耕地”基本國策的重要性和必要性，而且有利于激發學生學習的熱情，使學生積極參與家鄉建設和文化傳承，更好地培養學生的地理實踐力。

【參考文獻】

[1]中華人民共和國教育部.義務教育地理課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學人民教育出版社，2011.

[2]馬小雪.STEM教育理念下地理實踐力培養之我見[J].中

學地理教學參考（上半月），2017（7）.

[3]李揚.STEM教育視野下的科學課程構建[D].金華：浙江師范大學，2014.

【作者簡介】

張惠娜（1992～），女，彝族，云南紅河人，二級教師，云南師范大學學科教學（地理）三年級在讀研究生。研究方向：STEM教育理念指導下的鄉鎮初中地理實踐力培養研究。