STEM 教育理念在高中地理教學中的運用研究

河北省黃驊中學 田永亮

STEM 課程重點是加強對學生四個方面的教育：一是科學素養，二是技術，三是工程素養，四是數學素養。簡單來講就是一種“跨學科學習，是基于跨學科意識，運用兩種或兩種以上的學科觀念以及跨學科觀念，解決真實問題的課程與學習取向”。在高中地理教學活動當中對學生進行核心素質的培養，要充分依托Stem 教育理念當中的4 個主要方面，結合高中地理教學活動所涉及的主要方面，去進行更進一步的優化探究。接下來，本文將首先分析高中地理教學活動當中存在的現實性問題，然后分析Stem 教育理念的主要內涵和特征，最后結合高中地理教學活動的現實問題以及Stem 教育理念的主要特征來進行高中地理教學策略的優化分析。

一、高中地理教學活動存在的主要問題分析

1.地理教學任務重，時間緊。

高中階段的學生即將面臨高考的考核，因此大部分學生在這個階段的學習當中有著非常大的學習壓力，這一方面是由于學生的學科任務非常繁重，在具體學習過程當中，學生需要用較短的時間來進行豐富知識的吸收和把握。不僅如此，對于這些知識的吸收和把握還不能只是依靠背誦記憶，學生不僅需要掌握這些知識的理論內容，更要掌握這些知識的實際運用方式和思維。尤其是在現在高考改革的背景之下，非常多的學校為了進一步提高升學率而開始采用三輪復習的策略，這意味著學生在高一高二階段就必須完成整個高中階段的地理知識學習，這樣才能留下足夠的時間來進行高中地理知識的復習。在此情況之下，學生的地理學習任務就變得越來越繁重，學習時間也變得越來越緊迫，這是所有高中生在地理學習活動當中都會面臨的主要問題，也是高中地理教學工作創新改革存在的主要制約性因素。在此情況之下，教師改變傳統的教學思維和方法就顯得非常重要，盡量保證進行高效的地理知識輸出與強調，又要保證學生在地理學習活動的過程當中能夠得到迅速的思維強化與培育。

2.學生的獨立意識和創新思維培養工作有待落實。

在我國傳統的教育體系當中，學科教師引導學生進行知識學習活動的時候總是占據主要地位，這種教育理念一直影響著我國很多教育工作者，即使在現代教育改革工作穩步推進的社會背景之下，傳統的教育思維慣性仍然制約著很多地理教師的教學思維。如相當一部分地理教師為了快速提升課堂教學效率，仍然習慣于把自己放在課堂教學的主要地位，通過自我為中心來進行課堂教學進度和主要內容的把握。甚至有些地理教師仍然習慣在具體教學活動當中引導學生進行地理知識的死記硬背，比如針對某一章節的內容開展教學活動的時候，教師會分配1/4 的時間來進行知識闡述，然后幾乎3/4 的時間都讓學生用來進行知識的背誦記憶和習題解答。這種教育形式弱化了地理知識來源的分析，也就在一定程度上弱化了學生地理思維能力的養成效果。

不僅如此，教師在引導學生進行地理知識學習活動的時候也很少給學生足夠的探究空間，讓學生通過獨立思考或者集體討論的形式來進行地理知識的優化吸收。這一種傳統教學思維慣性的影響，在很大程度上制約著高中生獨立思維能力的培養，使很多高中生在地理學習活動當中缺乏自主性和創新性，這也是在高考改革背景之下影響學生核心競爭能力的重要因素。所以在現代高中地理教學工作的開展當中，教師必須進一步思考 Stem 教學理念的主要內涵，結合高中地理教學實際情況以及其中的主要內容來進行教學思維和方式的優化，著重強調學生思維能力和創新意識的培養。

二、Stem 教學理念的主要內涵和特征分析

1.不同學科之間能夠相互融合，互為支撐與架構。

在長期教育發展的過程當中，不同學科之間開始呈現較強的融合性，比如通過語文學科能夠進行德育教育的滲透，通過其他學科的融合滲透同樣能夠達到對學生進行德育素質培養的目的。同樣的這種聯系不僅發生在這一方面，對于地理學科來講，也能夠進行對外學科的聯絡。例如在地理學習的過程當中，學生不僅能夠接觸到地理知識，同時很多的地理知識也和科學理論之間掛鉤，因此學生既能夠學習到地理知識也能夠受到科學思維能力的培養。除此之外，學生在進行地理簡答題目學習的時候需要具備一定的宏觀思維體系和框架，并且還需要具備一定的理解能力，理解能力的根本來源就在于語文學科教學的長期積累。從這些方面來看，Stem 教學理念強調不同學科之間的相互融合，通過不同學科之間的融合與彼此支撐，來促進學生綜合素質的培育。因此高中教師在探究 Stem 內涵和相關地理教學策略的時候，一定要善于思考如何進行學科滲透與彼此支撐，通過整合學生的綜合能力來進行地理知識的強化。

2.強調對學生思維創新能力的培養。

在Stem 教育理念當中，強調每一個學生都是學習當中的獨立個體，把發現問題、設計解決方法、利用科學、技術、數學知識實施解決方法、將解決方法傳達給學生這些方面進行有機整合，具備情境性、實踐性、協作性、實證性。因此他們應當符合各自的思維能力和知識整合能力。這和我國現代教育改革工作的主要內涵和潮流也是完全契合的。在我國現代教育改革工作當中，非常重視學生獨立學習能力和思維創新能力的培養，其中就強調學生進行思維整合和知識遷移的能力培育。尤其是結合近幾年來高中地理教學的高考改革形勢來看，在近幾年的高中地理改革當中更加重視學生思維能力的考查，一些基礎性的題目也開始以更加豐富多樣的表現形式來進行呈現。如果學生在地理學習活動當中缺乏這種思維整合和知識遷移的能力，那么他們就很難實現一些基礎問題的準確解答。所以在高中地理教學工作當中，教師還需要充分依托Stem 教學理念當中的學科整合和知識遷移內容，進一步強化學生獨立學習能力和思考能力的培育，保證學生在地理問題的思考過程當中，能夠融合不同學科的理念和思維形式，通過多樣化的視角來進行地理知識的分析和探索，這樣學生才能具備獨立的思維競爭能力。

三、Stem 教學理念在高中地理教學活動當中的應用策略分析

1.善于進行學科思維的整合，構建不同學科之間的支撐架構。

在針對學生開展地理學科教學活動的時候，尤其是在現代教育改革工作以及高考改革雙向并行的背景之下，教師必須要重視學生獨立思維能力和應變能力的培育，這樣才能保證學生在未來高考當中能夠占據獨特性的優勢。要想快速實現學生地理思維能力的提高，教師就要根據學生在長期知識學習過程當中的能力和思維基礎進行教學設計。比如，教師開展旅游地理這一部分內容教學活動的時候，其中涉及到非常多旅游地理的相關理論知識。如“新西蘭多火山地震，分析其成因，并概述火山旅游活動的主要內容。”這樣一個題目，教師細致推敲就不難發現旅游地理的知識和其他學科之間有著非常強的聯系性。如學生要想解讀一個題目當中涉及的重要內容，就必須要具備一定的語文閱讀和思考能力，能夠快速把握文章當中涉及主要知識點的重點內容。最后得出新西蘭處于印度洋和太平洋板塊交界處，地殼運動活躍，多火山地震，火山旅游活動則是利用火山形成的旅游資源，如火山地貌景觀、地殼運動形成的地熱資源等。最后，學生還要具備一定的邏輯思維能力支撐他們去進行重點知識內容的比對和篩選，最終得出不同題目當中需要的最終答案。

邏輯思維能力的培養又和數學學科之間直接掛鉤，同時也涉及到物理和化學等學科能力的培育。所以教師在開展這一部分知識教學活動的時候，就可以引導學生整合不同學科當中的思維方法。總之，按照這種跨學科進行知識整合、地位方式借鑒的模式，首先教師可以仿照語文教師進行閱讀教學的形式，先讓學生通過對題目的閱讀來確定其中的重點，明確題目可能考查到的重點知識和內容。緊接著教師就要引導學生去進行重點知識的比對，分析在不同題目當中對哪一個知識點的考查特征比較明顯，結合材料去進行解讀之后形成最終的知識框架。最后教師還需要引導學生以簡明扼要且富有邏輯的形式來進行答案的呈現，要保證答案觀點明確并且形成完整的體系，這就需要用到學生的邏輯思維能力。總之教師在引導學生進行知識學習活動的時候，要善于尋找地理學科與其他學科之間的聯絡點，通過這些聯絡點去引導學生進行知識的遷移和轉換，這樣就能進一步增強學生在地理學習活動當中的思維能力，用長期學習和綜合學科積累的龐大知識體系和思維方式來進行地理知識的吸收與學習。

2.進一步增強地理學習活動的創新性和實踐性，培養學生的獨立學習能力和創新意識。

現當代的高考改革工作更加強調學生獨立學習能力和創新意識的培養，因此教師在對Stem 教學理念進行解讀的時候，也要注重遵守其中的創新與獨立學習的相關內容。例如教師在引導學生開展地理學習活動的時候，可以適當地融合科學實驗的思維模式來進行相關教育。如背斜和向斜這一部分的知識內容如果只通過語言表達的形式來進行原理講解的話，很多學生可能還需要進行更進一步的鞏固才能充分理解。但是如果教師可以在具體教學工作當中去設計有效的實驗環節，引導學生在實驗過程當中，去進行知識體驗，就會產生不一樣的教學效果了。比如，教師在課程開始之前可以準備一本書和一杯細沙，通過書本來模擬背斜和向斜這兩種不同的地質情況，把細沙傾倒在模擬的背斜和向斜之上，在此過程當中引導學生應用“背斜成山，向斜成谷”的管理去觀察細沙的流動情況，用具體映象強化學生的把握和理解。這樣一來，學生就可以通過具象化的觀察快速把握這兩種地質情況的主要特征。緊接著，教師再通過彎曲書本的頁面來展示背斜和向斜之間的區別，得出向斜“巖層向下彎曲，主要的判斷方法是內新外老，在一水平面上，中間是新巖層，而兩邊是老巖層”。背斜“巖層向上彎曲，主要的判斷方法是內老外新，在一水平面上，中間是老巖層,而兩邊是新巖層”。明確這兩種地質情況的儲水能力。

不僅如此，教師還要思考如何在自己沒有輔助和引導的情況之下讓學生進行自主探究，教師可以針對這一部分的知識去設計相應的問題：“你是怎么區分背斜和向斜當中的巖層新老關系的？”在這個問題提出之后，教師不要直接引導學生去進行實驗探究和設計，可以讓學生先進行獨立的思考和實驗環節的設計，然后再選擇優秀學生來進行個人思考結果的反饋和展示。以這些方法能夠很好地將學生放到地理學習的主要地位，讓學生在地理學科的學習活動當中擁有更多的思考和探究空間，真正意義上促進學生獨立意識和創新意識的培養。所以教師在引導學生開展地理知識學習活動的時候，一定要充分借鑒 Stem 當中的創新知識理論，全面促進學生獨立學習能力和實踐動手能力的養成，最終落實學生科學素質的培育。

結束語

總而言之，在引導學生進行高中地理知識學習活動的時候，教師一定要尊重高中階段的地理學科主要特征，根據學生的地理學習實際情況來進行教學思維的分析和調整。在具體的教學引導工作當中，教師要充分解讀 Stem 教學理念所包含的4 個重要內容，充分強化地理學科與其他學科之間的聯絡性，通過構建不同學科彼此支撐的機制來強化學生的知識遷移能力，進一步促進學生思維能力的提升。不僅如此，教師還要善于擴展學生的自主探究空間，使學生在地理學習的活動當中更多地去進行實踐操作，通過這種實踐操作的形式也能更好地培養學生的創新思維能力，真正促進學生個性化地理學科競爭力的培養。總之只有教師不斷分析Stem 與地理教學理念之間的關系，善于進行現代化教育方式的創新與思考，才能最終實現高中地理教學活動的質量提升，落實學生的學科核心素質培養的根本目的。