融合STSE教育理念與5E教學模式的高中地理教學設計

鄭楚嫣 龍錫恩

摘 要：STSE教育以影響人類發展的中心議題重組課程資源，幫助學生在社會背景中學習并掌握科學知識；5E教學模式利用靈活的教學環節，幫助學生實現思維進階。本文基于對傳統講授式課堂難以培養學生邏輯推理和決策能力的洞察，構建STSE教育理念與5E教學相融合的教學模式，即“吸引—探究—解釋—遷移—評價”模式，并以我國治沙工程中的典型案例——塞罕壩為例，將融合模式應用于“荒漠化的防治”進行教學設計實踐，為一線地理教師探索地理教學新模式提供參考。

關鍵詞：STSE教育理念；5E教學模式；高中地理；教學設計

中圖分類號：G633.55? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：1005-5207（2024）06-0023-05

《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課程標準”）指出，地理學是研究地理環境以及人類活動與地理環境關系的科學，兼有自然和社會的雙重性質，對于解決當代人口、資源、環境和發展問題具有重要作用［1］。2019年版普通高中地理教科書進一步完善和豐富了資源利用、環境保護等方面的教學內容，在拓展知識體系的同時，更加注重強化學生運用所學知識分析解決現實問題的能力。此外，在《關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》中提出應優化考試內容，創新試題形式，注重聯系社會生活實際，增加綜合性、開放性、應用性、探究性試題，重點考查學生運用所學知識分析問題和解決問題的能力［2］。因此，教師在教學中需轉變傳統教學觀念，將教學內容與現實生活緊密結合，引導學生從被動接受轉向主動參與、主動思考、主動解決問題，促進其邏輯推理和決策能力的發展。

STSE教育理念強調學生自主探究和問題決策，是培養學生邏輯推理與決策能力的有效途徑。然而，我國對STSE教育理念的研究起步較晚，與地理學科相結合的研究較少。為此，筆者嘗試將STSE教育理念與5E教學模式相融合，構建新的教學模式，并以“荒漠化的防治”內容為例進行教學設計，為一線地理教師提供參考。

一、STSE教育理念與5E教學模式

1.STSE教育理念

STSE即科學（Science）、技術（Technology）、社會（Society）和環境（Environment），作為對STS教育思想的延伸，STSE教育理念主張教學不僅要傳授現有知識，更要將科學與技術還原到真實的社會情境中，幫助學生從綜合視角看待科學、技術、社會和環境間的相互影響，促進其邏輯推理能力和決策能力的發展［3］。地理學是介于自然科學與社會科學之間的科學，其研究的地理環境是地球表層自然、技術、經濟、社會的綜合系統，生動展現了科學、技術、社會和環境間的相互關系，與STSE教育理念的內涵一致［4］。因此，將STSE教育理念融入地理教學，可有效提升教學質量，培養學生的地理學科核心素養。

2.5E教學模式

5E教學模式是一種課程組織形式，該教學模式將教學過程分為吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移（Elaboration）和評價（Evaluation）五個步驟［5］。5E教學模式作為一種新型教學方式，其各個教學步驟既環環相扣，與地理學科自身的邏輯性不謀而合，又可靈活結合運用于實際教學，防止教學走向教條化。同時，該教學模式強調始終以學生為中心，通過創設問題情境激發學生探究興趣，使學生在主動探究中掌握所學內容，真正學會學習、學會思考。目前，5E教學模式獲得了教育界的普遍認可和推廣，且國內已有較多將其應用于地理課堂教學的研究成果。運用該模式進行地理教學可在一定程度上促進學生地理學科核心素養的形成與發展。

3.STSE教育理念與5E教學模式的關系

STSE教育理念與5E教學模式在發展過程中均有建構主義學習理論的滲透，且兩者的實施皆能有效促進地理學科核心素養的培養，落實立德樹人根本任務。一方面，STSE教育理念能夠豐富5E教學模式的內涵，優化課堂教學內容；另一方面，5E教學模式能夠實現STSE教育理念的有效落實，促進學生思維進階。兩者關系如圖 1所示。

二、STSE教育理念與5E教學的融合模式構建

地理邏輯推理能力與決策能力的培養需要STSE教育理念的輔助，STSE教育理念的有效實施可借助5E教學模式。針對完整的地理課堂教學流程，筆者構建了STSE教育理念與5E教學相融合的模式（圖 2）。

1.吸引——依托社會生活創設情境，形成STSE前概念

吸引是該教學模式的起始環節，是進行其他環節的基礎。STSE教育理念強調教學應與真實的社會生活緊密結合。“生活處處有地理，地理處處有生活”，社會生活案例與實踐可充實教學內容，增強學生的直觀感受，喚起學生的求知欲望［6］。因此，在該環節中，教師需從社會生活中選取合適素材，創設STSE情境，利用情境中的典型事例和矛盾點幫助學生形成STSE前概念、產生認知沖突，為探究環節的開展奠定基礎。

2.探究——自主合作完成探究，產生STSE新認識

探究是該教學模式的中心環節。核心素養時代的教學倡導學生為主體、教師為主導的教學。因此，該環節把自由探究的權利交還到學生手中，將教師轉變為“支架”，教師提供學生探究所需的環境、材料并指導學習方式，幫助學生通過自主思考與探究產生STSE新認識，初步發展地理學科核心素養。教師引導學生使用的材料和學習方式是該環節的重要基礎和保障，應具備科學性、實踐性和時代性。因此，教師需根據“課程標準”要求和教學內容選擇符合學情的學習方式，如實驗法、項目式學習等，并嚴格篩選前沿的科學動態、技術發展、社會熱點話題和生態環境問題作為學生探究的輔助材料，促進學生邏輯推理能力與決策能力的提高。

3.解釋——整合完善探究結果，獲取STSE新概念

解釋是該教學模式的關鍵環節。科學概念與學科素養是學生通過學習需要掌握的必要內容。該環節中，教師需引導學生運用地理語言整合探究結果，并進行適當點撥，以糾正錯誤認識、完善正確概念，進一步提升學生的地理學科核心素養。此外，教師需幫助學生將地理概念結構化，形成適用于地理學科的思維方式，為處理實際問題提供有效的分析路徑。思維導圖作為一種可視化方式，可幫助學生將零散的地理知識系統化，明確概念間的相互關系，為遷移環節解決類似問題提供參考。

4.遷移——運用STSE新概念，解決STSE新問題

遷移是該教學模式的強化環節。STSE教育理念強調學生不僅要學會現有知識，還要注重知識的應用，掌握解決問題的技能［4］。因此，該環節中教師通過創設新的STSE問題情境，循序漸進地引導學生以綜合視角將科學概念與思維應用于社會、技術、環境問題。此過程中，實際問題的解決賦予了科學概念現實意義，為教學落實到課堂之外提供現實途徑，幫助學生真正實現“學習對生活有用的地理”。

5.評價——科學診斷教學過程與結果，反饋拓展STSE教育

評價是檢驗教學成果和調整教學過程的重要手段，是反撥教與學的重要步驟［7］。課程標準提出教學評價應將過程性評價與終結性評價相結合，通過評價推動學生認知、思維和行動能力的快速發展［1］。因此，評價環節應貫穿于教學活動的始終，注重方式的多樣化和維度的多元化，落實立德樹人根本任務。具體教學中，教師可根據教學目標在課前設計、下發課堂情況記錄表與學習評價表，要求學生課中利用課堂情況記錄表記錄自身和小組成員的學習情況和教師教學情況，課后通過自評、互評的方式完成學習評價表，最后由教師根據兩表數據和作業情況綜合評價學業成果，給予學生反饋。此套評價方式，既有助于教師了解教學目標達成情況，為優化教學計劃提供參考，又能激發學生學習的積極性，培養其情感態度與價值觀。

三、STSE教育理念與5E教學融合模式的應用實踐

為了使一線地理教師對上述融合教學模式有更加深入的理解，本文以“荒漠化的防治”為例，進行教學設計實踐。

1.教學內容與課標分析

“荒漠化的防治”作為高中地理選擇性必修二“生態脆弱區的綜合治理”的重要組成部分，課程標準要求：“以某生態脆弱區為例，說明該類地區存在的環境與發展問題，以及綜合治理措施”。因此，筆者選取我國治沙工程中的典型案例——塞罕壩，就荒漠化的成因、荒漠化的危害和荒漠化的治理三部分內容進行教學設計，幫助學生高效理解并內化所學知識，促進地理核心素養發展。塞罕壩屬于我國三北防護林工程的一部分，其治沙工程量巨大，經過三代塞罕壩人的薪火相傳，目前已建成世界面積最大的人工林場，千里黃沙變萬畝林海，深刻反映了科學、技術、社會和環境間的相互關系。以此案例開展教學，一方面，是對人教版教材中渾善達克沙地治沙案例和北方農牧交錯帶治沙概況的進一步深化，另一方面，能夠充分挖掘時政案例蘊含的育人價值，落實地理學科在立德樹人根本任務中的功能定位。

2.學情分析

在知識與技能方面，學生已完成必修一、必修二、選擇性必修一的學習，有一定知識儲備與動手能力，且獨立思考能力與邏輯思維發展較好，能夠從材料中提取、梳理、整合關鍵信息，分析概括地理現象的特點及產生原因并提出相應整治措施。在身心發展方面，高中階段學生求知欲高且有一定自制力，對案例研究和實驗操作類活動有較高的參與熱情，為本節課的教學案例與活動設計奠定了基礎。

3.教學目標

通過閱讀塞罕壩位置圖，初步推斷塞罕壩自然與人文地理環境基本情況，培養區域認知與綜合思維素養；通過閱讀材料，分析總結塞罕壩荒漠化的自然與人為原因，從不同角度思考荒漠化的危害及綜合治理措施，發展地理決策力、綜合思維素養與人地協調觀；通過實驗驗證荒漠化成因，總結思維導圖，鍛煉地理實踐力；通過了解塞罕壩三代治沙人的奮斗歷史，深刻感受塞罕壩精神，增強民族自豪感與自信心。

4.教學思路

本次教學設計基于STSE教育理念與5E教學的融合模式，以“塞罕壩荒漠化”為教學情境，將“荒漠化的成因”“荒漠化的危害”“荒漠化的治理”三個知識點串聯起來，利用吸引環節的故事與視頻激發學生的認知沖突，利用探究環節的實驗探究與角色扮演提高學生的參與度，利用評價環節掌握學生的學習效果。具體教學思路如圖 3所示。

5.教學過程

（1）吸引——功勛樹的故事

［教師播放課件］展示塞罕壩位置圖，播放“塞罕壩航拍視頻”，展現塞罕壩自然與人文景觀。

材料1：遼、金時期的塞罕壩生長著大片森林草原，然而建國初期時該地草木不見，風起沙涌。如今塞罕壩恢復的生機起源于一棵樹。1961年，國家林業部考察隊在塞罕壩雪原上探查了整整三天，終于發現一顆僅存的華北落葉松殘根，至此考察人員重拾治理信心。

［設計意圖］通過教學材料了解塞罕壩基本情況，發展區域認知素養；案例和視頻源于真實事件，具有鮮明的時代特征和顯著的恢復成效，以此激發學生的認知沖突，為探究環節埋下伏筆。

（2）探究解釋1——荒漠化的成因

［問題］為什么塞罕壩從林海變荒漠？

材料2：塞罕壩夏季短促且氣候涼爽，冬季漫長且天氣嚴寒，屬于典型的半干旱半濕潤寒溫性大陸季風氣候，且生態環境極差，常出現沙暴、干燥、霜凍等自然災害，具體數據如表 1所示［8］。

材料3：吏治腐敗和財政頹廢使得清政府于清朝末年下令開圍放墾，大片森林被破壞。抗日戰爭時期，連年山火與日本侵略者的掠奪采伐使得塞罕壩在解放初期退化為高原荒丘，原始森林蕩然無存。

［探究］學生利用材料先后以氣象局專家、歷史學家的角色探究塞罕壩荒漠化成因；教師帶領學生進行實驗驗證，探究結果，具體如圖 4所示。

［解釋］教師結合材料與實驗結果講明荒漠化形成的典型自然與人為原因，幫助學生形成思維導圖，具體如圖 5所示。

［設計意圖］通過材料總結塞罕壩干旱、大風多、無霜期短等自然地理環境特點與過度開墾、戰爭等不合理人類活動在荒漠化進程中的關鍵作用，發展綜合思維；通過地理實驗驗證地表物質狀況、風力大小與荒漠化的關系，深度理解地理事象變遷過程，提升地理實踐力與科學素養。

（3）探究解釋2——荒漠化的危害

［問題］荒漠化給塞罕壩帶來哪些危害？

［探究］學生結合生活經驗，從生態環境、農牧生產、設施建設等方面討論荒漠化的危害。

［解釋］教師運用地理語言幫助學生總結討論結果：①自然災害加劇，地表塵土和大風為沙塵暴提供沙源和動力，影響人民健康。②土地生產力嚴重衰退，資源減少，人民被迫遷往他鄉。③破壞公共基礎設施，交通、通訊受阻，妨礙居民正常生活。

［設計意圖］聯系生活實際多角度思考荒漠化的危害，形成保護自然的基本思想，發展人地協調觀。

（4）探究解釋3——荒漠化的治理

［問題］如何有效防治荒漠化？

［探究］學生圍繞荒漠化成因，先后以生物研究員、工程建設員、技術開發員、管理規劃員的角色討論防治荒漠化的具體措施。

［解釋］教師利用專業術語引導學生總結、完善探究結果。①生物研究員：通過實驗篩選適應當地自然環境的樹種以提高存活率；采用灌草結合的方式，人工補種植物，增加物種多樣性。②工程建設員：構建防護體系，如設置沙障工程、鋪設草方格治沙防沙；建立農田防護林網，保護、修復天然植被。③技術開發員：創新種植技術，提高工作效率和質量；發展新能源技術，優化能源結構，解決能源問題，增加當地收入。④管理規劃員：因地制宜建設生態保護管理體系，提升工作效率；控制人口過快發展，提高人口質量；合理規劃土地利用類型，實現可持續發展。

［設計意圖］通過角色扮演，從多種視角提出治理措施，深刻理解科學、技術、社會和環境間的相互影響，提升綜合思維與決策能力。

（5）遷移——東北黑土退化

［課堂遷移問題］①東北黑土地變“瘦”、變“薄”、變“硬”的原因是什么？②黑土地退化帶來了哪些危害？③如何有效防治黑土地退化？

［課外遷移問題］課后研究性學習任務：當前，隨著國家由脫貧攻堅轉入鄉村振興，塞罕壩機械林場也全面開啟了二次創業新征程［9］。以小組為單位自行查閱資料，分析總結塞罕壩二次創業面臨的機遇與挑戰，提出相應建議。

［設計意圖］通過課堂遷移鞏固學習成果，提升學生的知識遷移與邏輯推理能力。課后組織學生進行研究性學習活動，思考開放問題，了解社會發展情況，進一步提升學習參與度，將STSE教育理念落地。

（6）評價

評價滲透在教學各個環節，課中學生利用課堂情況記錄表完成過程性評價。課后學生完成學習評價表，由教師根據上述兩表和研究性學習成果匯報情況完成終結性評價，給予學生反饋。

［設計意圖］將學生表現量化，師生共同明確認知發展水平，并進行反思，為下一階段教學工作提供參考。

四、結語

STSE教育理念是核心素養時代國家教育改革的理念訴求之一，借助5E教學落實STSE教育理念，是培養學生核心素養的重要途徑。本文構建STSE教育理念與5E教學的融合模式，并根據“課程標準”要求與學情需要，制定教學目標，設計教學活動，引導學生在掌握地理知識的同時，理解知識背后的實際應用，提高邏輯推理能力和決策能力，促進學生地理核心素養的發展。

參考文獻：

［1］ 中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］ 國務院辦公廳.國務院辦公廳關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見［Z］.國辦發〔2019〕29號.北京：國務院辦公廳，2019-06-11.

［3］ 甘露.中學地理“情境—對話”STSE教育——以“服務業區位因素選擇”為例［J］.地理教學，2019（17）：18-20.

［4］ 儲陽華，于莉，俞峰.融合STSE教育理念的地理教學設計——以“大氣的受熱過程”為例［J］.地理教學，2019（8）：18-22.

［5］ 譚曉宇，李正榮，張小東，等.5E教學模式在高中地理教學中的應用研究——以“鋒與天氣”為例［J］.地理教育，2020（S1）：66-67.

［6］ 呂婷婷.生活化教學在地理課堂中的實施策略［J］.中學地理教學參考，2021（12）：23-24，28.

［7］ 葉良煊，高福平.基于教材案例的教學評一致性教學實施路徑探究——以“資源枯竭型城市的轉型發展”為例［J］.地理教育，2024（1）：21-25.

［8］ 秦海銅.承德塞罕壩地區生態環境與可持續發展研究［J］.山西農經，2023（1）：130-132.

［9］ 安長明.林業發展助力鄉村振興的探索與實踐——以河北省塞罕壩機械林場為例［J］.河北農業大學學報（社會科學版），2022，24（6）：51-56.