基于STEM教育下培養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為目標，并以“水質調查為例”，把stem教育理念滲透到教學中，以加強學生地理核心素養。

【關鍵詞】 STEM教育 地理實踐力 水質調查

【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，其目的是培養科技人才和增強國際競爭力，應對于當時國內科技人才缺乏的情況。STEM教育是通過項目引領學生的學習，強調在項目情境中解決真實問題，從而使科學、技術、工程、數學等學科有目的的融合，最終培養學生的科學素養、技術素養、工程素養和數學素養，總稱STEM素養。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年國務院發布了《全民科學素養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，發現地理學科有綜合性、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，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與實施，促進地理教學方法的改革，延伸課堂教學突破傳統的教學模式，促進學生的綜合素養的培養，強化地理的核心素養。

二、地理實踐力的內涵

地理實踐力指人們在考察、實驗和調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要求：

《（2017年版）解讀》中強調把考察、調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。在課程內容中，不同的模塊對于地理實踐力的學業要求不同，地理實踐力培養方向也不同，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，以及其發展規律;工程與技術是不違反自然規律的前提下，人類如何改造自然，滿足其發展的需要;數學是前三者中不可缺少的工具。一個優秀的教學設計可以將這四大方向的學習互相促進、和諧發展。在傳統教學當中，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，通過對課程內容中教學目標的理解，尤其是地理實踐力的培養，教學內容的整合，教學設計等一系列的環節，引導學生把地理與科學、技術、工程及數學進行綜合整合，提高學生地理實踐力，培養學生的地理核心素養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，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，也不斷地激發學生創新能力。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展中，不斷地提升學生學科核心素養。

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

STEM教育下素養滲透

〖創設情境〗流溪河是我們的從化區的母親河。全程157公里，是我們的生命之水，也是我們工業和農業的重要水源。流溪河的水質狀況關系著我們全體人民的健康與環境？

〖提出問題〗目前，我們從化區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：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、農業用水和排水、工業的廢水處理，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上搜索，采訪從化區環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查、訪問和實驗，進行總結匯報。

2、根據每個小組的匯報，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（廣州市從化區河段）的水質現狀調查及改善建議》的實踐活動中，學生經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的，且誤差有大的方法，改變為用讓學生進行更容易進行操作，改變為利用菌落計數器進行測試。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，地理的核心素養目標也得以實現、

（2）情境創設到匯報交流，不斷地引爆學生的激情

地理實踐強調考察、調查和實驗作為的三個主導方向，而STEM教育則強調學生的體驗和獲得的成就感，強調合作、分享、創造。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展。

（3）STEM教育的學生評價體現在深刻的體驗、創新思維和解決問題的能力

在地理實踐活動中，學生評價中，既注重團體的協助精神，也尊重學生個體發展和特長以及解決問題能力和創新能力。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容，并利用自身的特長去完善和創新式完成任務，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.