初中地理教學中STEM理念的應用研究

孫 焓

（江蘇南京育英第二外國語學校，江蘇南京 210044）

初中地理教學中STEM理念的應用研究

孫 焓

（江蘇南京育英第二外國語學校，江蘇南京 210044）

2010年，中國開啟了新一輪的教改，人民網這樣來概括本次教改：“由‘規定動作’到‘自選動作’。”在此背景下，《義務教育地理課程標準（2011版）》應運而生，其對課程性質、課程基本理念等進行了修改，強調了課程的生活性、實踐性等。然而，在日常教學中落實課程標準，絕非易事。放眼大洋彼岸的美國，也在進行著不同程度的教育改革。在美國教改領域中，值得注意的是，奧巴馬政府多次強調STEM的重要性，將STEM教育和國家競爭力緊密相聯，把STEM提升到國家戰略高度。另據報道，南京市自2015年9月將建設100個STEM課程實驗室，其中就包括地理實驗教室。筆者在2014年曾到美國四所高中，現場觀摩了幾節STEM課堂，收獲頗豐。筆者擬通過在分析初中地理教學現狀基礎上，借鑒STEM教育精髓，實現初中地理教學方式的改革和創新。

初中地理教學；STEM教育

一、STEM教育簡介

STEM是指多學科的交叉集成，包括科學、技術、工程和數學四大領域，但并非四者的簡單組合，而是把學生學習到的各學科知識與機械過程轉變為一個探究世界相互聯系的不同側面的過程。

在“項目引路（PLTW）”機構網站上可以看到它對SETM教育特征描述為：“以活動為基礎、以項目為基礎和以問題解決為基礎的學習，提供一種動手做的課堂體驗。學生在應用所學到的數學和科學知識來應對世界重大挑戰時，他們創造、設計、建構、發現、合作并解決問題[1]。

二、現階段初中地理教學中存在的問題

1.教師教學過程和學生學習過程格式化

以一節初二年級的區級公開課為例，教者教齡五年，課題為《西雙版納》，教師課前進行了精心備課，制作了非常美觀、內容豐富的幻燈片，從反饋練習效果看，學生也基本掌握了學習目標。

這節課從形式上說，有視頻；有小組討論；有角色扮演；有導學案；有反饋練習，在很多老師看來，如果一節公開課沒有這些，大家都會覺得不正常、有缺陷，為何？因為大家的腦海中對公開課已經有了比較固定的“格式”，或者說叫“模板”。學生在分析地理位置時，被要求從“海陸、緯度、相對（半球）”設置好的填空開始，在其余活動環節中，學生的小組合作也大部分是在課本中找好答案之后填空，也包括最后的反饋練習題。在眾多“格式”的限制下，學生的思維很難發散，個性很難張揚。

2.學生缺乏實踐

2011版新課標對課程的實踐性這樣概括：“地理課程含有豐富的實踐內容，包括圖表繪制、學具制作、實驗、演示、野外觀察、社會調查和鄉土地理考察等，是一門實踐性很強的課程?！盵2]

由于條件限制，加上課時有限，只有少部分學校的地理課堂能夠開展豐富多彩的地理實踐活動，大部分學校只能進行圖表繪制等簡單實踐活動，甚至部分學校都沒有實踐活動。然而，實踐環節的缺失很大程度上降低了學習過程的趣味性，也降低了學習的深度，從而降低了學生學習地理的熱情。以至于很多學生對初中地理的最深印象就是考試前的“知識提綱”的背誦。

3.學生缺乏合作

筆者在2016年4月曾經在本校初一、初二、初三三個年級做了一份關于合作學習的問卷調查，近1300份問卷中，78.2%的學生喜歡用小組合作的形式上課，只有5.2%的學生選擇老師會經常組織小組合作式學習，91%的學生選擇老師會在公開課中采用小組合作學習，64%的學生認為相比于小組合作學習式的課堂，“常態課”能學到更多的知識。

這些數據反饋出的問題有，學生獨立學習活動占多數，合作學習很少；大部分學生喜歡小組合作學習的方式；小組合作學習更多的成為公開課上教師作秀的工具，大部分的小組合作學習效率不高。然而，經過筆者對區內外的6所學校的調查，這些現象并不是個案，而是具有普遍性的。

4.課堂預設成分多，生成少

筆者在與很多同仁的交流中發現，現在的課堂中，很少有學生會主動問問題。那么，什么原因使得學生幾乎喪失了提出問題的能力？課堂中，學生的這種主動的問更多地被回答老師的問題所代替了。

很多老師在課堂中遇到學生突然提出的“跑偏”問題、“奇怪”問題，可能會避而不答地冷處理，其實，如果學生所提的問題不是和本節課毫無關系，我們是否可以考慮用合適的方式解答，而不是怕耽誤時間，課上不完，如果這些問題異常出彩，何不花點時間組織學生探討，這時的小組合作、小組間的交流以及對地理知識的運用也許來得更加真實、有效，這些生成某種意義上說，比教師備課中的預設來得更有價值。筆者認為應該珍惜并抓住每一次學生質疑或提問的機會，讓這顆“種子”開花發芽。

三、初中地理教學中STEM理念應用案例

STEM教育的特點在于打破學科界限，建立學科集成，將思維習慣向“高階思維”提升。在活動、項目、問題解決的基礎上，引導學生創造、設計、建構、發現、合作并解決問題。而這些恰恰就是我們的新課改渴望達成的內容。

筆者經過歸納總結，擬借助STEM理念提出對上述問題的改進建議，并且進行了相關實踐。

1.活用教材，增強開放性，提升學生思維品質

在每個STEM教育課例中，問題的設計是開放性的，學生的思維也是高度活躍的。因此，教師在每一章節內容的備課時，可以根據學情，敢于將教材內容進行整合、重組。在編寫導學案時，少采用填空等限定格式類型的問題設計，更多的是有一定探究空間、開放性的問題設計。在學生的探究環節，教師不做過多的限制性要求，鼓勵學生在自主探究的基礎上，相互糾錯，發現并解決問題，把更多提問的機會留個學生，而不是老師的滿堂問。教師在課堂素材的選擇方面，一節沒有視頻，沒有動畫，沒有課件的課堂同樣可以非常精彩，立足輔助教學原則，不能讓課堂去為多媒體服務。

2.注重學科集成，引入項目式、課題式學法，為學生創造和發現搭建平臺

南京市STEM地理實驗教室的建設拉開了STEM教育走進地理學科的序幕，未來更多試點建成后將為STEM地理項目學習的開展提供基礎支撐。

筆者于2014年觀摩美國洛杉Bell High Shool的一節STEM示范課，專用教室內有一輛架在升降平臺上的汽車，數臺蘋果電腦及各種儀器和檢修設備，課題為“汽車轉向系統故障檢測及修復”，課堂中，學生被分為4個組，分別完成故障碼數據采集、數據分析、轉向系統結構分析、修復策略制定及實踐四個任務，時間設定為半天，總結下來，本節課具備真實情境、探究、團隊協作、問題解決等要素，當然，這需要學生具備一定的與汽車相關的知識和實踐準備，很難復制照搬。而作為初中地理學科，可以借鑒STEM課程中項目學習的方式，拓展和提升學生學習的空間。

項目或者課題形式的學習實踐性強，學習內容往往貼近學生的生活，與書本知識相比，對于孩子們有更強的吸引力，可以充分提高學生的參與度，特別是學生在數據采集、社會調查、實驗等環節中，會有大量的動手實踐的機會，實踐能力也會得以提升。如果以團隊形式開展，更能使學生的協作能力、團隊意識有有所提升。

筆者在學期初展開每月一次“我的課堂我做主”的課題自選活動，學生按照教師所列出的課題清單進行選擇，各個班級可以選擇不同課題，然后學生根據課題，進行研究性學習。

例如，我校六位來自三個年級的同學組成團隊，對我區冶山鐵礦進行采礦業發展相關情況調查并作出分析，主要圍繞冶山鐵礦的自然成因、當地采礦業的發展及其相關帶動效應、當地采礦業發展帶來的環境問題、當地如何應對所面臨的資源即將枯竭問題等進行為期一個月四次的實地考察，在同學家長的支持下，本次活動順利展開，同學們深入到礦區進行實地調查，也得到了礦區領導的支持，委派了專門的工作人員進行講解，并且提供了相關的資料，在實地調查之后，6人小組對所搜集的資料進行了匯總，形成了一份初步調查報告，在每月一次的“探索發現”社團活動中展示并討論交流。學期末時還在全校師生面前做了匯報，受到了大家的一致贊譽，在此之后很多學科學習小組前來取經，如雛鷹假日小隊，同學們在互相交流當中，再一次得到了提升。類似的自選課題研究性學習還有“對全面放開二孩政策的群眾問卷調查”“化學工業園區空氣質量調查報告”“六合區國家地質公園探秘”等等。

當然，如果課題選擇不合理或者準備不充分，學生在實際操作過程中會遇到很多困難，使得項目無法完成。因此，教師在進行項目、課題確定的時候，不管是網絡調查還是社會調查、野外考察等，一定要立足學情，選擇讓學生“跳一跳夠得著”的課題、項目，才能切實使得學生得到真正的鍛煉。

3.利用好課堂中的生成性資源

比如在《地球的公轉》一課中，筆者在問及地球公轉產生的地理現象的時候，有學生回答季節的變化和五帶，接著有學生反駁道：“課本上就是季節的變化，并沒有明確指出五帶是由于公轉產生”。此后，我們圍繞這個問題進行了專題分析—“地球五帶成因分析”。這節課，由于該問題的探究，預設的任務沒有完成，但學生在該問題的探究中表現出了濃厚的興趣，并且積極參與討論，迸發出了思維的火花，很多學生提出了問題，這些問題正是他們想要知道的，而不是老師要傳授給他們的。同時，本次活動還可能激發學生的批判性思維，不唯課本，從而加深了對課本知識的認識。

再如，在談到“活動積溫”概念時，有學生發問：“如果通過人工的方式在短時間內讓農作物得到成熟所需的積溫，它能成熟嗎？”當時我覺得這個問題我沒有把握回答，然后我和同學們一起討論起來，還請來了生物老師一起和學生探討，雖然最終沒有確定的答案，但過程中，每個學生都是專注的，思維是高度活躍的，這正是STEM教育所倡導的學科集成理念，在問題解決的基礎上，學生進行建構、發現、合作，這是傳統課堂達成不了的。

當然，預設和生成相輔相成，我們應該在做好預設的基礎上，注重課堂中生成性問題處理。

[1]趙中建.STEM視野中的課程改革[J].人民教育，2014⑵：64-67.

[2]中華人民共和國教育部制定.義務教育地理課程標準（2011版）[M].北京：北京師范大學出版社,2012.

孫焓，1984.5生，男，江蘇省灌南縣人，一級教師，現任南京育英第二外國語學校教師。