運用鄉(xiāng)土地理素材培養(yǎng)學(xué)生“體驗學(xué)習(xí)”的STEM教育實踐

郭 莉

(廣東省廣州市育才中學(xué) 廣東 廣州 510080)

1.初中鄉(xiāng)土地理素材教學(xué)的提出

1.1 初中階段地理教學(xué)過程要求學(xué)生能通過各種途徑感知身邊的地理事物，并形成地理表象；嘗試從學(xué)習(xí)和生活中發(fā)現(xiàn)地理問題，提出探究思路，搜集相關(guān)信息，運用有關(guān)知識和方法，提出看法或解決問題的設(shè)想；提倡把鄉(xiāng)土地理作為綜合性學(xué)習(xí)的載體。關(guān)心家鄉(xiāng)的環(huán)境與發(fā)展，關(guān)心我國的基本地理國情，增強熱愛家鄉(xiāng)、熱愛祖國的情感。

因此，在初中進行地理學(xué)習(xí)的過程中，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)地理的興趣，主動學(xué)習(xí)地理的情感，特別是注意身邊的地理知識和鄉(xiāng)土地理素材，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)家周邊、學(xué)校以及周邊、社區(qū)的地理現(xiàn)象與地理問題，學(xué)會探究與解決。通過相關(guān)“體驗學(xué)習(xí)”的完成和小論文的撰寫，加上一定的STEM教學(xué)技術(shù)的支持與配合，并與別人交流，初步養(yǎng)成求真、求實的科學(xué)態(tài)度，初步形成地理科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)，獲得基本的地理技能以及地理學(xué)習(xí)能力。

圍繞以上教學(xué)目的而開展的課外實踐活動是豐富多彩的，既可開展野外考察、環(huán)境監(jiān)測、資源考察、規(guī)劃開發(fā)、無人機探測，又可開展社會調(diào)查、參觀旅游等活動。錯綜復(fù)雜的自然、社會環(huán)境，促使學(xué)生在考察研學(xué)活動中動眼、動手、動腦、動心，不斷地去接觸、分析、思考、解決一連串的問題，這無疑會提高他們地理觀察和調(diào)查，培養(yǎng)地理思維，建立因地制宜和人地和諧觀。運用地圖、分析和運用地理圖表等能力，對訓(xùn)練他們的理解、判斷、推理、歸納、綜合、評價等思維能力和發(fā)展智力有極大的好處。這些實踐活動的實現(xiàn)，按照目前社會的條件只能得益于鄉(xiāng)土地理素材和校本地理課程資源的充分利用和開發(fā)。

1.2 運用鄉(xiāng)土地理素材教學(xué)使學(xué)生“體驗學(xué)習(xí)”，獲得深刻的感性認識。“體驗學(xué)習(xí)”作為一種有效的學(xué)習(xí)方式，在學(xué)校教育中越來越受到重視。在體驗的背后，往往有某種模仿榜樣，從某種意義上說，“體驗學(xué)習(xí)活動”是社會生活中各種活動的模擬活動，它不限于在教室中進行，而更多地是在教室以外的空間進行，而且形式多種多樣。例如：制作學(xué)校平面圖、節(jié)水宣傳畫、社區(qū)模型等；調(diào)察噪聲來源、塵埃的調(diào)查與分析等；商業(yè)調(diào)查、污水處理調(diào)查、校園環(huán)境調(diào)查、社區(qū)公益活動、志愿者服務(wù)活動(小區(qū)綠化活動)等；帶學(xué)生到郊外實地考察與實驗，采用無人機技術(shù)來實地拍攝和后期電腦制作，讓學(xué)生通過親身經(jīng)歷，獲得直接經(jīng)驗，可以極大的擴大學(xué)生的知識量。而且，大量的親身感受，借用技術(shù)力量，對于學(xué)生態(tài)度的養(yǎng)成具有突出的作用。

1.3 運用鄉(xiāng)土地理素材教學(xué)使學(xué)生始于課堂、走出課堂、融入社會生活。運用鄉(xiāng)土地理素材為學(xué)生自主建構(gòu)知識提供多種手段，并用以延伸學(xué)習(xí)時間和空間，支持學(xué)生在學(xué)習(xí)與生活中的探索，還不拘形式地為學(xué)生提供跨學(xué)科、跨時空、面向現(xiàn)實世界的各類信息。所以，充分利用鄉(xiāng)土地理素材的有一定技術(shù)支持的課外活動是地理教學(xué)中發(fā)展學(xué)生智力與能力，提高思維創(chuàng)造力最為有效的途徑。這表明：“教學(xué)環(huán)境也從課堂的狹窄范圍擴展到社會的廣闊空間，并提供多種教學(xué)選擇和技術(shù)支撐，強調(diào)社會實踐力的實效性”。

2.初中學(xué)生在鄉(xiāng)土地理素材運用中“體驗學(xué)習(xí)”的實踐與反思

2.1 學(xué)生“體驗學(xué)習(xí)”的實踐過程分為三個階段進行。

第一階段：內(nèi)容的選擇與活動規(guī)劃。

第二階段：體驗活動的實施——帶領(lǐng)學(xué)生進行野外考察活動，地點是“從化北回歸線標(biāo)志塔”及其附近地區(qū)。

2.1.1 要求：

2.1.1.1 考察過程中，每到一個地區(qū)，由教師先簡單介紹，然后由學(xué)生自行觀察、思考和動手操作，針對自己設(shè)計的活動方案解決問題，可隨時向教師置疑。

2.1.1.2 學(xué)生必須按計劃進行活動，接受實踐地負責(zé)人領(lǐng)導(dǎo)。

2.1.1.3 指導(dǎo)老師要隨時關(guān)注活動的正常開展。

2.1.1.4 在活動中組長要協(xié)調(diào)好小組成員及各方面的關(guān)系，各成員發(fā)揮團隊精神，相互協(xié)作，確保活動的順利進行。

2.1.1.5 要記錄活動過程和活動心得。

2.1.2 主要體驗學(xué)習(xí)過程。

2.1.2.1 正午太陽高度角的測量與應(yīng)用。

(1)活動前的知識講解與分析。

(2)方法歸納：

方法一：用自己的影子測量(如右圖)

方法二：利用竿影來測量(原理同方法一)

方法三：利用教學(xué)用的大量角器測量

(如右圖，讀出角1的度數(shù)，用90度減去角1的度數(shù)的差，即圖中角2的度數(shù)就是太陽高度角)

(3)體驗學(xué)習(xí)的實施要求與實踐應(yīng)用：

①學(xué)生具有嚴(yán)格的科學(xué)態(tài)度，測量時間要準(zhǔn)時(影長最短的一刻)，測定影長要精確，把把方法一和方法二中測到的桿長(身高)和影長按比例繪制在圖紙上，再用量角器精確量算角度；方法三中要把量角器的直邊擺致與太陽光線平行，垂鉛線過量角器的中心并垂直于地面。

②方法一、方法二把測量到的數(shù)據(jù)記錄在下表中，并完成應(yīng)用。

應(yīng)用：根據(jù)前面知識與測量到的數(shù)據(jù)進行討論。

A.從化地區(qū)太陽能熱水器在春、夏、秋、冬四個不同季節(jié)的最佳角度應(yīng)該如何調(diào)整以及四個不同季節(jié)的最佳朝向？

B.設(shè)從化地區(qū)商品房的高度為H，求商品房的最佳間距，及最佳朝向？③測量不同時間的太陽影子的長度與方向，測量結(jié)果記錄在圖表中，并完成問題。

A.你發(fā)現(xiàn)竿影長短變化有什么規(guī)律嗎?

B.竿影移動的方向是怎樣的？

C.做竿影長度隨時間變化曲線表(可以參照下表)

2.1.2.2 繪制一幅彩色地理專題小地圖，或者設(shè)計一幅未來人類家園的藍圖。

地圖是學(xué)習(xí)地理的必要工具，同時地圖可以充分開發(fā)，活化同學(xué)大腦的潛力，使同學(xué)獲得各種地理現(xiàn)象和事物分布和聯(lián)系的知識，增強空間思維能力；繪制簡單的平面圖是一種技能，有很大的實用性，也是學(xué)生今后的社會交際和從事科學(xué)工作的基本素養(yǎng)之一。

這次活動后，同學(xué)們領(lǐng)略到北回歸線上的“綠洲”的自然風(fēng)光和人文景觀。古老村落的分布、碧波蕩漾的果園、還沒有被破壞的山山水水……這些都需要同學(xué)們用自己的思維與雙手把她在畫板上延續(xù)……

2.1.2.3 組織專題演講：倘若讓我承包從化地區(qū)的十畝荒山、五畝荒地、半畝水塘，我的生產(chǎn)方案是……

2.1.2.4 環(huán)境保護方面：廣州水源地的保護。

2.1.2.5 民俗風(fēng)情方面：用手中的相機收集典型的古老建筑與現(xiàn)代建筑，或是自然地理環(huán)境的典型鏡頭，回家后上網(wǎng)搜集其它地區(qū)(如北方地區(qū)、西北地區(qū)、青藏地區(qū))的建筑或其它方面的內(nèi)容進行對比分析。自己設(shè)計對比的內(nèi)容與項目。

2.1.2.6 調(diào)查當(dāng)?shù)赝恋乩矛F(xiàn)狀和規(guī)劃，認識城市綠化和發(fā)展郊區(qū)農(nóng)業(yè)的重要性。

第三階段：總結(jié)交流

活動結(jié)束后，每組學(xué)生明確方向，共同查找、整理與活動有關(guān)的資料，小組完成社會實踐的報告，個人寫出活動小結(jié)及活動過程中的體會、感受等，先在小組內(nèi)交流，然后組織小組間的交流。

2.2 用無人機拍攝地理考察地點的“體驗式”實踐活動：丹霞山地貌。地貌即地面形態(tài)特征，景觀是指相對固定在地表的實體要素，自然景觀如土壤、植被、地貌等，人文景觀如農(nóng)田、礦山、道路、實用性建筑、紀(jì)念及藝術(shù)類雕塑或建筑物等。2.2.1 丹霞山的形成主要是紅色的沙礫沉積巖因地殼抬升后受到流水切割侵蝕形成，所以無人機拍攝畫面需要展示的內(nèi)容有以下幾個專題：

俯視整體地貌，看到穿行于山群中的河流；兩壁直立的深溝；

坡度較緩的崩積堆或丘陵；高大壯觀的陡崖坡；

殘峰、石墻、石柱、石窗、石橋等；

2.2.2 拍攝特寫：

自然景觀：紅色沙礫巖，平行崖壁的節(jié)理，由這些節(jié)理發(fā)育成的石拱；平頂、身陡、麓緩的方山；茂密的森林植被，并且由深溝處到山頂處的變化表現(xiàn)出來(由雨林到草地)；

人文景觀：古山寨、洞崖、崖墓、懸棺等；主要突出的特點是“逢山有寨、逢寨有山、逢門必險”；突出農(nóng)田的位置、道路的特點等。

2.3 反思。

2.3.1 地理學(xué)科的一個重要特點就是實踐性。充分利用好鄉(xiāng)土地理素材，開發(fā)校本課程地理資源，讓學(xué)生進行必要的體驗性學(xué)習(xí)能加強對學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，既符合地理教學(xué)的重要任務(wù)，也符合地理學(xué)科教育改革的重要方向。

2.3.2 社會體驗學(xué)習(xí)時間讓學(xué)生回歸生活世界，建立家、校、社區(qū)地理環(huán)境的調(diào)查和地理問題的發(fā)現(xiàn)，立足實踐，學(xué)以致用，培養(yǎng)地理思維，培養(yǎng)地理學(xué)習(xí)的興趣與獲得直接經(jīng)驗，探究地理問題的能力，建立人地和諧觀，有益于地理知識和技能的遷移與發(fā)展。

2.3.3 利用鄉(xiāng)土地理讓學(xué)生進行體驗性學(xué)習(xí)對地理教師和學(xué)生的要求是很高的，既要具有扎實的地理知識基礎(chǔ)，又要具有把地理知識運用于觀察鄉(xiāng)土地理事物的能力，因而促進了地理教師要不斷學(xué)習(xí)，豐富自身知識結(jié)構(gòu)，提高地理野外考察能力。

2.3.4 進行野外考察前，教師首先要熟悉鄉(xiāng)土地理事物，事先確定野外考察的路線和地點，以及考察的目標(biāo)、任務(wù)、方式。對學(xué)生要預(yù)先進行考察前的知識教育和紀(jì)律教育，使考察活動能夠順利進行，不出意外。其次要做好組織工作，根據(jù)實踐活動的要求，編好小組，指定小組長。實踐活動是在外進行，學(xué)生分散教師難以照顧到每個學(xué)生。必須采用不同于課堂教學(xué)的組織形式，發(fā)揮學(xué)生的主動性，讓學(xué)生自己管理自己，提高他們的組織能力與行動能力。

2.3.5 利用鄉(xiāng)土地理讓學(xué)生進行體驗性學(xué)習(xí)限于時間安排和其他條件的限制，體驗的次數(shù)不宜多。確定學(xué)習(xí)目的時，既要考慮到地理教學(xué)的要求，還要考慮可行性以取得較大的成效。準(zhǔn)備工作越細越好，把困難和可能碰到的問題設(shè)想得越多越好，為了充分利用學(xué)習(xí)機會，一次活動往往安排多項內(nèi)容。

2.3.6 通過實踐獲取的鄉(xiāng)土地理資料，必須讓學(xué)生進行整理和分析。學(xué)生通過整理自己親手獲取的資料的過程可以獲取成就感，學(xué)生整理各資料的能力也會通過整理資料的實踐而得到提高。不僅要求學(xué)生去做什么，而且要學(xué)生明白為什么這樣做。

2.3.7 每次活動后要寫好小論文。教師指導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的知識，研究鄉(xiāng)土知識中的一些問題，并且把研究成果轉(zhuǎn)化為論文報告，達到學(xué)以致用的良好效果。

2.3.8 無人機的使用要求具備有一定的拍攝專業(yè)技術(shù)，成本較高，后期制作多。

2.3.9 最后應(yīng)對學(xué)生的體驗性學(xué)習(xí)成果進行必要的發(fā)展性評價以及讓學(xué)生進行心得交流和成果展示。