高中地理STEAM教學實踐探究
——以“地貌的觀察”一課為例

■ 武漢市漢鐵高級中學 葉雅文

一、STEAM教學的設計

1.課標要求

本節內容主要落實課標中“1.4通過野外觀察或運用視頻、圖像，識別3—4種地貌，描述其景觀的主要特點”這一內容要求。該要求屬于地理必修一模塊三方面內容中的“自然地理實踐”。本節課選取的是在湖北廣泛、常見的地貌——河流地貌。課標要求的行為動詞是“識別”“描述”。“識別”是通過谷歌地圖觀察，識別天興洲是長江中游的河流堆積地貌以及天興洲所在的自然環境；“描述”是用地理學科視角、學科術語描述天興洲地貌的形態、物質組成、成因。課標的達成方法是“通過野外觀察或運用視頻、圖像”，本節課主要采用的是通過谷歌地圖呈現圖像，突出天興洲河流地貌特征，強化視覺刺激；通過微課介紹觀察地貌的一般方法，幫助學生提高地理實踐力。

2.教材分析與學情分析

本節課是人教版（2017版）地理必修一第四章第二節的內容。本節在教材中起著承上啟下的功能，教材在由外到內的順序介紹完地球上的大氣、水后再介紹地貌，地貌也是植被、土壤形成的重要因素。

本節內容以“觀察地貌的順序”“觀察地貌的內容”“觀察家鄉的地貌”的順序來呈現，體現出“方法—規律—應用”的編排思路。

高一的學生對地貌有一定的感性認識，但作為平原地區的城市學生，對地貌的觀察機會較少，沒有形成理性認識。學生對野外觀察有很大興趣，可組織學生外出或通過模型、VR、谷歌地圖軟件等在課堂內實現對地貌的觀察。

3.教學目標

①科學教育（Science）：通過微課學習，了解地貌觀察的順序、內容的科學方法，提升地理實踐力。

②技術教育（Technology）：通過操作谷歌地圖軟件，觀察天興洲地貌，體驗遙感技術，深化對地理信息技術的應用。培養區域認知、綜合思維能力。

③工程教育（Engineering）：學生圍繞問題進行探究合作學習，培養解決地理問題、綜合思維能力。

④藝術教育（Arts）：通過谷歌地球軟件中觀察天興洲地貌得出的數據，建立3D打印模型，提高審美能力與3D繪圖能力。

⑤數學教育（Mathematics）：通過谷歌地球軟件中觀察天興洲地貌得出的數據，計算天興洲相對高度、坡度、面積等數據，培養學生的數學統計分析能力。

⑥學業生涯教育：通過介紹與遙感相關的大學專業，做好學業生涯規劃。通過制作天興洲3D打印模型，激發對家鄉的熱愛，培養人地協調觀。

4.教學設計理念

基于STEAM教育理念，在創設的真實情境中，通過自主或合作探究的方式，培養學生解決真實問題的能力，創新合作精神、探究意識，培養學生更高層次的地理核心素養。本節課教學的主要流程為“提出問題——分析問題——解決問題——拓展延伸”，每一個教學環節都體現了STEAM教育和地理核心素養。它們共同形成了一個良性循環系統。

本課設計主要借助于谷歌地圖觀察地貌、記錄與計算地貌數據、3D建模打印突破教學重難點，了解地貌觀察的順序，能夠在野外選擇地貌觀察點并確定地貌觀察的順序、內容，提高地理實踐力。與實地野外地貌考察相比，利用谷歌地球軟件觀察地貌操作難度小、安全性高，更適用于后疫情時代。同時在教學過程中貫穿學業生涯規劃，激發學生在高等教育階段報考地理相關專業、繼續學習地理3S技術的興趣。

本節課的教學流程圖如下：

圖1 “地貌的觀察”STEAM教學流程圖

三、STEAM教學的實施

表1 STEAM教學實施過程

時長 教學環節 學生活動 教師活動 設計意圖投影V型谷、沖積扇、沖積平原、三如何識別河流地貌類型？ 角洲地貌景觀圖。探究活動1 1.根據景觀圖，識別河流地貌類型。教師點評：該小組準確地找到了V科學教育5分組2.說出不同河流地貌類型形成原因。型谷、沖積平原的地貌景觀圖，并準 識別河流分析問題 各小組選擇兩個地貌類型展開討論，小 確地說出了它們分別是由河流侵 成觀察地組代表發言。蝕、河流堆積作用形成的。上一節 類型的科的內容掌握的十分扎實，相信在野外也能夠準確地識別地貌類型。如何將等高線地形圖與河流地貌對應？展示等高線地形圖。探究活動2 1.將等高線地形圖貼在對應的河流地貌 這位同學將等高線地形圖與河流地5分鐘 景觀圖下面。貌景觀圖一一對應，找的非常準藝術教育分析問題2.描述不同河流地貌等高線地形圖的特 確。請你留步，以其中一個為例，說 地形圖識點。說這個河流地貌的等高線地形圖最 欣賞地圖小組討論后派代表上臺粘貼、講解。顯著的特點是什么嗎？如何在天興洲進行地貌觀察？1.收集天興洲的地形圖、遙感影像、考察工程教育報告、論文等資料。學，培養學2.操作谷歌地球軟件識別天興洲宏觀、指導并幫助學生使用谷歌地圖軟件 問題的能微觀地貌。進行地貌觀察。3.用谷歌地球軟件找到最高點、最低點 技術教育海拔，計算相對高度。提醒學生在操作時注意截圖，展示 歌地圖軟4.繪制最高點和最低點之間的地形剖面 時要圖文并茂。天興洲地圖，了解地勢起伏狀況。通過該小組分工合作明確，展示和 技術，深化探究活動3 5.測量天興洲的面積、沙坡最大坡度。講解清晰，通過這個觀察記錄表仿 技術的應15分6.觀察不同地形類型的分布、土地利用 佛把天興洲原原本本地還原在大家鐘狀況。眼前。數學教育解決問題 完成地貌觀察記錄表，小組代表上臺分 文字的力量是有限的，在操作時，大 據，得出天享。家要注意將關鍵步驟和結果截圖，度、坡度、經緯度 地貌 海拔 相對 坡度 圖文并茂地展示更有說服力，更能 學生的數類型 高度 展現你們的地貌觀察結果。能力。起伏 面積 土地 提問：天興洲的地貌與該地的農業 應用地貌狀況 形狀 長寬 分布 利用 活動、居民點、交通方式、交通線路 觀察家鄉有什么關系？ 域認知能學生回答問題，學會利用地貌為生產生 實踐力。活服務。教師點評、總結：技術教育制作天興洲3D模型。該組設計的天興洲旅游路線合理、軟件，培養1.運用天興洲地貌觀察數據，利用3D建 有序、操作性強，游客在這條旅行線 印技術。探究活動4模軟件為天興洲建模。路上一定能充分地觀賞到河流地8分鐘2.如何為外地游客設計旅游路線，充分 貌、感受大美武漢的風情。拓展應用拓展延伸 展示天興洲獨特的地貌景觀？ 在設計路線的時候還要充分考慮可 的方法解小組代表上臺分享。能存在的安全風險，例如夏季暴雨 進一步提帶來的水位上漲、流速加快；注意在 力，培養熱課后打印天興洲3D模型。考察和游覽時不要亂扔垃圾、破壞 感。環境，保護天興洲獨特的地貌環境。：觀察圖片，地貌類型，形貌、識別地貌學思維。：通過等高線別地貌，學會之美。：問題式教生解決地理力。：通過操作谷件，在線觀察貌，體驗遙感對地理信息用。：通過計算數興洲相對高面積等，培養學統計分析觀察的方法地貌，提高區力、提升地理：操作3D建模3D建模及打，用地貌觀察決實際問題，高地理實踐愛家鄉的情

時長 教學環節 學生活動 教師活動 設計意圖2分鐘 課堂小結天興洲是長江中的一個沙洲，位于長江二橋下游約7km，洲頂高程在25m以上。四面環長江，東西長13公里，南北寬約2公里，面積約26平方公里。沙坡坡度較小，起伏和緩，主要是農業用地，是武漢市的瓜果生產基地。地貌對人們的生產生活影響很大，我們要愛護地貌景觀，因地制宜地利用地貌，實現人地協調發展。如何用一句話向全世界推介天興洲？通過本節課地貌觀察的學習有哪些收獲、啟示？下節課帶著觀察記錄表與3D打印模型實地考察天興洲地貌。懂得地貌對人類生產生活的影響，形成因地制宜的思想，認同人地協調觀。

四、STEAM教學反思

《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》中提出了3條重要的教學建議——重視問題式教學、加強地理實踐、深化信息技術應用。這些建議與STEAM教學理念中的教學方法不謀而合。

1.重視問題式教學，設計問題鏈條

PBL教學方法是指基于項目的學習（Project-Based Learning）和基于問題的學習（Problem-based Learning）。兩種教學都起始于一個開放的問題或項目，學生通過分工合作、收集資料和分析數據來解決問題。一個典型的STEAM課堂往往在包含多門學科的復雜情境中強調學生的設計能力與問題解決能力。本節課教學過程中，教師提出學習項目——利用谷歌地圖觀察天興洲地貌，完成觀察記錄表，制作天興洲3D模型。在研究過程中，教師設計問題鏈條，貫穿課堂始終。學生需要尋找合適的技術、分析數據，并設計、測試和改進解決方案，與同伴交流研究成果。

2.加強地理實踐，創新實踐模式

地理實踐是支持學生地理學和核心素養發展的重要手段，STEAM教育理念倡導跨學科融合解決問題，解決這些問題可以采用不同的地理實踐手段，如戶外考察、模擬實驗、社會調查等。通過地理實踐使學生自主調動數學、技術、工程、藝術等學科知識與技能，更好地理解地理知識、解讀地理現象、解決地理問題等，形成跨學科解決問題的思維素養。選擇實踐活動的方式要依據課標要求，充分考慮實踐內容的適宜性和可行性，充分考慮學生、學校以及地區的條件和特點。例如“地貌的觀察”一課中用谷歌軟件觀察替代野外觀察，既符合課標中的“達成方法”要求，又考慮到武漢后疫情時代的防疫政策，組織學生戶外考察難度大、風險高，是一種創新的實踐模式。

3.應用信息技術，體現以生為本

武漢市的高中生，經過疫情期間的網絡學習，大部分能熟練使用計算機、智能手機和各種線上學習APP，具備利用網絡信息的能力，比較適應新的學習方式。針對不同的學習課題，教師要選擇合適的信息技術手段輔助教學，實現科學教育與技術教育。課標要求中“達成方法”是野外觀察的可以采用VR技術，“內容要求”中包含地理信息技術應用的則選用對應的3S技術軟件，還可以改變傳統的評價方式，實現即時、互動評價，使評價更有針對性。通過加強信息技術的應用，改變學生的學習方式、教師的教學方式和評價方式，實現師生互動、生生互動，體現以生為本。

高中地理STEAM教學以真實的情境為導入，教師和學生一起發現問題、分析問題、解決問題，對落實課標要求、培育地理核心素養、實現跨學科教育具有重要意義。高中地理STEAM教學的實踐與探索，不僅可以完善高中STEAM教學理論，還能更好地促進學生全面而有個性的發展，為學生適應社會生活做準備、終身發展奠基礎，落實立德樹人的根本任務。