在STEAM教育理念下的高中地理實踐力培養策略

龐海珠

摘 要：地理實踐力是高中地理學科的核心素養之一，也是地理課堂教學的重要學習方式。本文首先介紹STEAM教育理念在國內外的發展概況；其次針對高中地理實踐力教學現狀存在的問題進行探討；最后提出在STEAM教育理念下運用驗證性實驗教學法、提高實踐意識、實施探究性教學法、提高課堂互動效率等實施策略，以期在今后的教學中能夠提高學生的地理實踐力。

關鍵詞：STEAM教育理念；地理實踐力；培養策略

近年來，在國家對創新型、復合型人才需求日趨增長的背景下，STEAM教育便應運而生，它是集科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Arts）、數學（Mathematics）等多個領域學科知識融為一體的教育教學方式[1]。STEAM教育作為一種全新的教育范式，現已成為各國教育的重要發展戰略，并被納入各課程體系之中。

一、STEAM教育理念的概況

STEAM教育理念最早是20世紀80年代在美國興起，經歷了STS研究到STEM教育再到STEAM教育理念三個階段，隨著全球對STEAM教育理念的重視程度不斷提高，相關理論與實踐研究也在不斷完善、發展。本世紀初美國教育部門把科學、技術、工程和數學等學科融為一體，奠定了STEAM教育理念在美國教育系統中的重要地位。在英國，學生入學階段就把STEAM教育理念融入教育教學中，大學階段更注重其實用性，目的就是為了培養創新型人才，以便把新技術、新能源及人工智能、大數據等方面儲備人才。德國把STEAM教育融入個人的終身教育，尤為重視學生的職業發展規劃，從而有效地解決技術瓶頸。澳大利亞在全國學校培養STEAM教育理念的教師和具有STEAM素養的學生，并在課程標準上融合STEAM教育理念。我國對STEAM教育研究的廣度和深度也在不斷拓展，逐步形成了在創客、人工智能、3D打印、編程等多樣化的學習形式。STEAM教育理念對于我國創新型、綜合型人才的培養以及建設科技強國越來越具有重要意義[2]。

二、高中地理實踐力教學現狀

雖然新課程在不斷改革和發展，然而受到客觀現實影響，例如，課堂任務、授課時間、高考制度、學生差異性等因素制約，目前課堂的中心依然是教師，而處于被動地位的是學生，可見現階段教學中的問題依然突出。學生對地理知識的掌握僅落實在教材和應付考試中，而對于現實生活中的地理常識和地理現象卻不能夠很好地闡釋應用。此外，相當一部分學生在今后的學習生涯中也不會從事與地理學科相關的專業，僅作為實現邁入大學的一種工具，不會把地理的學科素養和思維作為終身受益的能力。這不符合高中地理教育立德樹人的教育理念。因此，廣大地理教師要改變傳統的教學模式，更新教育教學理念，相關的地理實踐活動要積極主動開展，在課堂教學中潛移默化地培養學生的地理核心素養，在地理教學情境中有效開展教學活動，對于培養學生的地理實踐力有著很大的促進

作用[3]。

三、STEAM教育理念下高中生地理實踐力策略

（一）采取驗證性實驗教學法

驗證性實驗教學法的主要任務是指導學生運用STEAM教育理念對相關地理現象和原理進行驗證性教學實踐活動。對學生來說既能溫故知新，又能激發學生的探索欲、求知欲，培養了學生的觀察能力，通過跨學科的知識來理解所學的原理及現象，進而有利于培養學生的創造性思維。

例如，在驗證大氣的熱力環流的實驗設計中，我們可以通過水槽水來模擬熱力環流，首先模擬下墊面冷熱不均。準備一個盛滿水的透明水槽，在其底部中間位置放一杯熱水，兩側分別放置一杯有冰塊的冷水，然后在水槽的熱區中部滴入適量紅色墨水，在兩側冷區中部滴入適量的藍色墨水。通過實驗觀察記錄不同顏色水的運動方向，進而組織學生合作探究產生這種現象的原因。通過觀察得知紅色區域的水由于受熱膨脹上升，而藍色區域的水由于遇冷收縮下沉運動，究其原因是水槽中的水在不同的部位（中間和兩側）受熱狀況不同而導致垂直運動，在同一水平方向上不同的位置形成壓力差，水平方向的壓力差造成了水槽中水的做水平運動，即在水槽的底部會發現兩側的藍色墨水向中間做水平運動，而在水槽的上部則由紅色墨水向兩側水平運動，這些垂直和水平方向的運動共同組成了熱力環流。此外，為了提高學生的地理探究能力，教師引導學生做對比實驗，即下墊面無冷熱不均，先讓學生分析推測對比實驗可能觀察到的現象，然后再進行驗證與推測是否吻合。這樣通過對比實驗得出結論：下墊面冷熱不均是形成熱力環流的根源。由實驗進一步啟發學生思考并舉例現實生活中與熱力環流原理有關的現象，該原理我們又如何應用等。這充分體現了學生運用地理知識解決實際問題的能力，因而采取驗證性實驗教學法對于學生探究意識和STEAM理念的科學思維能力培養來說有著現實的意義。

（二）提高實踐意識，發揮教師主導作用

地理作為一門綜合性的學科與STEAM教育多領域學科知識有一定的相似性，尤其重視學生的實踐意識、觀察能力、動手操作能力，但是現行高考制度下，由于學校對這方面的重視程度不足，往往導致地理教師的實踐意識滯后，教師的觀念還是滯留在課本知識和淺層次的理論方面，在具體的實踐行動方面做得遠遠不夠。對于如何提高學生地理實踐力方面的認識，教師們的理解程度也不盡相同，最終的結果是學生的實踐力培養只停留在表象，無法開展有效的實踐活動。因此，要從根本上提高培養學生的實踐意識，努力打造高素質、高水平的地理教師隊伍，充分發揮教師主導作用，根據學情、教學內容靈活培養學生的理論與實踐結合能力，通過觀察到的現象來驗證理論知識，把STEAM教育理念中的工程、數學、藝術的內涵充分展現出來。

例如，在學習河流地貌曲流與牛軛湖時，我們知道河流凹岸為侵蝕作用、凸岸為堆積作用，并且隨著時間的不斷推移使得河道變得更加彎曲。由于學生普遍對于河流的凸岸、凹岸及其發展缺少直觀認識，為此教師可以在戶外或校園開展河曲微型地貌模擬實踐活動。首先，在一個有坡度的地面，用鏟子挖出三到四個明顯彎曲的小河道并對河道進行加固。其次，在小河道的彎曲處（凸岸和凹岸）用泥土進行固定。再次，在河道的頂部接入水管模擬河水流動，并逐漸加快水流。最后讓學生觀察河道的彎曲處（凸岸和凹岸）泥土的變化，并分組討論解釋這種現象。通過模擬實踐學生會很容易解釋在凹岸處流速快，侵蝕能力強導致泥土大部分被沖刷掉；凸岸處流速慢，泥土基本保持完好。教師通過更新教學理念、教學方法，提高實踐意識，充分發揮教師主導作用，不斷創新教學實踐，進而可以有效提高課堂教學效果。

再比如，讓學生動手實踐模擬黃土高原地區水土流失的影響因素，以提高學生地理學科的實踐意識。首先，黃土結構與水土流失的關系，由資料得知黃土質地疏松，主要是粉砂質土狀沉積物組成，干燥時保持直立陡壁狀態，夏季遇暴雨則易流失分散。其次，考慮對比降水強度的實驗，教師對學生進行分組，一組通過噴灑壺模擬小雨過程，另一組模擬暴雨過程，經過一次降水后，觀察到容器下面水杯里的泥沙及水質狀況來判斷水土流失的情況，進而能夠得出結論：降水強度大則水土流失嚴重，反之則較輕。根據學生所學知識得知，黃土高原地區為溫帶季風氣候，夏季多暴雨，故而水土流失現象嚴重。再次，引入地表植被狀況，教師指導學生分成三個小組對比實驗，即草皮覆蓋良好的土壤、草皮覆蓋較差的土壤和無草皮覆蓋的土壤，分別用噴灑壺模擬小雨進行實踐，我們通過觀察記錄可以得出結論：植被覆蓋愈好的土壤，水土流失愈輕，反之，植被覆蓋愈差的土壤，水土流失愈嚴重。在黃土高原由于植被的破壞導致其覆蓋率較低，失去涵養水源、保持水土的能力，故水土流失嚴重。最后，考慮地面坡度大小，一組學生在坡度較小的土壤上面模擬降水過程，另一組在坡度較大的土壤上面模擬降水，通過觀察可知坡度大的容器下面水杯里泥沙較多，坡度小的容器下面泥沙較少且水質較清，進而得出結論：坡度小的地表面不易水土流失，坡度大的地表面易發生水土流失。根據所學知識得知，黃土高原由于千溝萬壑、支離破碎的地表形態水土流失嚴重。以上學生模擬實踐活動，總結出影響黃土高原水土流失的四個因素：黃土結構、降水強度、植被狀況、地面坡度。學生在得出實驗結論的同時，教師可順勢引導學生來探究如何治理黃土高原的水土流失，也為接下來的教學活動埋下伏筆。

（三）實施探究性教學法

任何一個自然現象都有一個假設前提，科學的論證就是基于這個前提，在STEAM教育理念中地理課程的相關理論也離不開假設支撐。地理課程即解釋自然與人文關系的一門學科，所以讓學生對假設與前提進行積極探究，進而培養學生STEAM教育探究能力，進行大膽猜想?？梢韵葘δ硞€命題講解，再利用STEAM探究方式學習，讓學生對相關知識體系有整體的把握。如學習中國氣候章節時，中國東、西部氣候不同，為什么東部濕潤，而西部干燥？帶著疑惑，給學生播放太平洋水汽和印度洋水汽的運動視頻，由視頻得知太平洋的水汽對東部影響更大，愈往西北水汽愈逐漸減少。我國西南地區主要受來自印度洋的水汽影響，但是世界屋脊——青藏高原的隆升又起到了阻擋水汽的作用。再比如，學習地球運動的意義，通過演示實驗讓學生理解地球自轉和公轉，該內容也是學生難以理解的部分，所以首先是讓學生理解最基礎的知識，然后向學生提問，假如地球不自轉，會產生什么影響，繼而地球不公轉又會產生怎樣的影響。

結合學生已有的知識，課堂上教師拋出具有逆向思維的探究問題，激發學生提出—分析—解決問題的能力和意識。中國氣候存在東西差異，老師帶領學生進行課堂探究的同時，把兩支來自大洋的水汽（太平洋、印度洋）在中國地形圖上勾勒出來，讓學生分別觀察水汽走向，進而啟發學生猜想其對我國的影響。針對這些問題分層次探究。首先，猜想高大的喜馬拉雅山脈如果打開一個巨大的缺口，讓大洋濕潤的水汽深入，我國的東西部氣候會有怎樣的演變？其次，深入剖析我國西北地區假如來了暖濕水汽，其年降水量會變為多少？降水的季節變化又產生怎樣的差異？再次，降水量的差異對自然和社會經濟又會產生怎樣的影響？通過地理探究啟發學生設疑猜想，學生通過運用科學、工程、數學的相關知識融會貫通，很好地實現了STEAM教育理念的探究性教學目標。既提高了學生豐富的想象力，又鞏固課堂知識，拓展了學生的思維。

（四）提高課堂互動的效率

課堂上教師要營造良好的師生互動氛圍，積極引導學生參與課堂互動。探索性和主動性是STEAM教育理念的基礎，課堂中教師在師生互動問題的預設上要符合學生的生活經驗，運用理論實踐結合深入探究，從而形成良好的探究意識和思維品質。因此，教師要大力提高學生在地理課堂上的積極主動參與意識，樹立STEAM教育理念下的培養創新型人才意識。

1.營造良好的互動氛圍

學生參與教學的過程中，需要教師營造課堂民主的氛圍，蘇霍姆林斯基說過：“教師是思考力的培養者，不是知識的注入者”[4]。教師在課堂上所關注的是學生全體，利用教師的人格魅力架構起一座和學生進行心理、情感交流的橋梁。平等的師生關系，有利于營造出更多的機會和氛圍與學生來探究[5]。

課堂上師生之間可以就一些觀點進行爭辯，例如，影響工業的區位因素有土地、水源、市場、政策、原料、勞動力等，一般來講只要區位占優勢的地區都適合布局相應的工業，但是在我們身邊所見到的實例中，能夠同時滿足這些區位優勢的又不易找尋，那又該怎樣選擇呢？此時我們就要結合自己的親身實踐具體問題具體分析，即工業布局的主要（主導）因素。如，水產品加工廠考慮布局在原料產地、啤酒廠靠近消費市場、服裝廠靠近勞動力豐富的地區等。通過上述實際生活中的例子，課堂上放手發動學生結合自己的所見、所想、所悟充分表達自己的觀點，有效促進師生互動和交流，學生的主體地位和地理實踐力也得到提高。

2.培養學生的討論問題能力

開放性是地理學科的特征之一，教師讓學生分組討論、合作探究、共同學習、共享成果，發揮出1+1＞2的效果，培養了學生之間的合作意識和團結精神。課堂上老師分配任務，提出某一內容的學習目標和探究內容。根據學生的差異分組開展討論，不同小組根據收集的資料來發表自己的觀點和見解，教師再進行小組點評總結。課后學生成立興趣小組，布置學生感興趣或者相關地理探索性的問題，學習小組內部合作、互相討論形成共識，從而完成任務。

3.強化學生主人翁意識

當前的課堂教學學生一般很難有機會成為課堂的主人，教師的提問、學生的生疑、教師的答疑這套相對完善的教學模式也是培養學生地理實踐力的重要方式，但是學生仍是講臺下的接受者，教師是真正的授業者。而在主體參與的過程中，我們需要打破這種思維模式，讓學生到講臺上表達自己的見解，講臺下的學生可提出疑問，讓學生成為課堂的主人，學生會充滿激情尤其是對于問題的回答得到了大家的一致認可時，這種榮譽感、成就感就會油然而生。“成功是發展之母”，學生做主角，老師做配角，通過師生、生生之間的良好互動，讓學生體會到課堂上成功的快樂，更有利于強化學生的主人翁意識。

結束語

總之，STEAM教育的目的是培養綜合素質的人才，廣大地理教師要努力提高自己的STEAM教育素養，建立符合高中階段的STEAM教育理念框架，培養學生的創新意識和實踐能力，在教學中與時俱進地將STEAM教育理念融入地理課堂中，從而更好地提高學生的地理實踐力。

參考文獻

[1]魏溦.新時代背景下體教結合的探究[J].文體用品與科技期刊，2018，3（3）：135.

[2]李欣.基于STEAM教育理念的小學機器人教育校本教材開發與實踐研究[D].石家莊：河北師范大學，2021.

[3]喬自成.淺議高中地理教學中地理實踐力的培養策略[J].高考，2021（1）：99-100.

[4]閆海濤.用探究性學習培養學生自主學習地理的能力[J].東西南北·教育觀察期刊，2012（6）：332.

[5]陳明，譚建慧.人本主義心理學教育觀蘊涵的道家思想[J].湖南第一師范學院學報期刊，2019，19（5）：81-84.

本文系2021年度徐州市教育科學“十四五”規劃課題“基于STEAM教育理念的高中生地理實踐力培養研究”（批準立項號：GH14-21-L131）階段性研究成果。