學科核心素養視域下STEAM教育與地理實踐力的融合

郝玉婷，王 丹，張雅晴

（南通大學地理科學學院，江蘇 南通 226019）

引言

STEM(Science、Technology、Engineering、Mathematics四門學科英文首字母的縮寫）教育，是涵蓋了科學、技術、工程以及數學領域的跨學科教育理念的代表，目的是提高學生探究和解決實際問題的能力，促進學生全面發展，這與我國高中地理新課程改革理念有著異曲同工之妙。隨著時代發展的需要，STEM教育也在諸多實踐的同時得到了完善。2008年，美國格雷特·亞克門（Georgette Yakman）教授就美國STEM教育實踐中產生的問題，將Art這一人文藝術元素滲透到STEM的體系中[1]，自此，STEAM教育不單單是理性的思考，更融入了人文藝術與美學思考。

近年來，我國高中地理學科改革受到政府與國內學者的高度重視，在此基礎之上，課程改革也迫在眉睫。其中，學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是立德樹人的基礎，是滿足學生多元化發展的關鍵[2]。現如今，學生的“地理素養”高低依然與教師素質息息相關，課程改革也面臨著巨大挑戰。

1 STEAM教育與我國地理教學的融合

1.1 STEAM教育的發展歷程

STEM教育起源于美國，1986年，美國國家科學理事會（NSB）發布了題為《本科的科學、數學和工程教育》的報告，NSB認為“數學是所有科學和工程的基礎”[3]，2011年，美國學者格雷持 亞克門將人文藝術學科（Art）納入STEM教育之中，提出了STEAM教育，從內涵來看，Art囊括的范圍甚廣，它不僅包括語言學、歷史學等人文學科還包含了藝術、美學、動作和形體展示方面的內容。此后，STEAM教育在美國乃至日本、韓國、澳大利亞等國陸續開展，近年來，我國也逐漸踏入STEM教育的研究行列。

1.2 STEAM教育的本土化

首先，STEAM的教育理念符合我國發展創新科技人才的需要。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃》指出“加強創新型、應用型、技能型人才培養……加強基礎學科基地建設以及頂尖學生培養。[4]” STEAM教育強調學科間知識的貫穿與整合，注重培養學生STEAM素養（科學素養Scientific life、技術素養Technological literacy、工程素養Engineering literacy、人文藝術素養Arts literacy、數學素養Mathematical literacy）。第二，STEAM教育重在依托情境，讓學生解決現實問題，并整合科學知識、利用先進技術，加以工程、人文藝術以及數學思維解決問題。我國《普通高中地理課程標準（2017版）》（以下簡稱《2017課標》）的基本理念提到“圍繞地理學科核心素養培養的要求，構建科學合理、功能互補的課程體系[5]”，在此基礎之上，建立一套符合地理學科特性的STEAM教育體系顯得尤為重要。但是，由于STEAM教育理念進入我國的時間較短，系統完備的STEAM地理教育體系在我國還未形成。

2 地理實踐力培養與STEAM教育的育人價值

2.1 依托情境

《2017課標》明確指出，地理實踐力的培養有助于提升地理實踐能力、行動能力，并且依托真實的環境，體會地理環境與人類活動的關系。STEAM教育理念解決問題的思路同樣也是以現實生活為依托，注重“生活即學習”，培養有利于學生終身發展的地理。在情境中，學生對問題的思考不僅僅局限于理性思考，還強調用綜合的、理性的、辯證的思維看待地理問題。

2.2 培養跨學科人才

STEAM教育理念經過不斷進步與完善，整合了科學、技術、工程、藝術、數學等學科；進入我國后，教育研究者積極地將該教育體系與我國實際情況相結合，最早是在高校進行，延續理工科人才培養策略；近十年來，越來越多的教育研究者將STEAM教育的目光轉移到義務教育階段以及高中階段的課程上來，注重學科以及學段的銜接。對于地理學科來說，從義務教育階段到高中（高職）階段，知識體系之間的聯系也越來越緊密，為滿足不同學生的需求，將STEAM教育的優勢與地理學科相結合是很有必要的。

筆者認為，STEAM素養與地理學科核心素養的關系如圖1。首先，人地協調觀是地理學研究的核心主題，這與STEAM素養中的科學素養與藝術素養相呼應。科學素養注重運用科學知識認識自然，同時與綜合思維的相關方面有著相呼應之處；其次，地理實踐力涵蓋的地理學研究方法又與工程、技術密切相關。最后，將STEAM素養與地理核心素養進行有機融合，有利于教師進行教學設計與課堂教學，為培養跨學科人才奠定了基礎。

圖1 STEAM素養與地理學科核心素養的關系

2.3 鼓勵學生將理論與實踐相結合

我國學生在數學、物理、化學等方面的成績在世界范圍內有著突出表現，這與我國的教育評價、選拔機制有著密切聯系，但同時，過于依賴理論知識也會削弱學生的觀察觀測能力、社會調研能力、實驗能力等。特別是涵蓋了自然地理、人文地理以及人地關系的地理學，基于地理學科的多重屬性，進行地理課堂實踐以及課外實踐就顯得尤為重要。

3 SATEAM教育與地理實踐活動的融合

3.1 地理實踐力與STEAM素養

《2017課標》明確指出：地理實踐力是指學生在考察、實驗等地理實踐活動中所具備的意志品質和行動能力。其中，深入實地進行考察、實驗、調查是培養地理實踐力的重要手段，并且地理實踐力能很好地綜合其他三個核心素養[5]。從育人理念來看，STEAM素養與地理實踐力素養有著千絲萬縷的聯系（如圖2，p27）。第一，都注重實踐探究，從真實問題入手；第二，注重工程與技術的運用；第三，重視從自然視角與人文視角思考與解決問題。

圖2 一般地理問題的解決思路

3.2 STEAM教育理念在高中地理實踐活動中的應用

以人教版新教材地理必修1第五章第二節——土壤的問題研究部分：資料二“雨水花園”為例，通過真實案例呈現STEAM教育視角下的地理實踐活動。

3.2.1教學設計（見表1）

表1 “雨水花園”地理實踐活動設計

3.2.2 實踐活動重點環節分析

本節課重在鍛煉學生對真實問題的解決能力，同時利用地理實驗、地理考察等重要媒介解決問題、搭建地理模型。在本節課，最需要關注的問題有：第一，調查和收集材料的能力。在課前，安排學生尋找生活中“雨水花園”的實例，對不同類型的例子進行剖析，辨明雨水花園與普通花園的區別，刺激學生發現問題、思考問題。第二，鞏固成土因素以及土壤剖面圖繪制的基本方法。本節課依賴學生對土壤基本原理的認知，并了解不同土質與植物之間的聯系，從綜合的角度思考問題。第三，教師要指導學生完成雨水花園小型模型制作。在此過程中，提示學生重視不同土層的覆蓋深度以及覆蓋順序，同時要分時間段記錄：地表徑流量、植被生長狀況、人工養護情況等數據，引導學生完成地理實踐活動報告等。

4 SATEAM教育與地理實踐活動融合的思考

4.1 以情境激發學生興趣

在教學過程中，興趣是孩子最好的老師，利用情境能讓課堂內容更豐富生動，學生在此種氛圍下容易代入自身、引起思考。例如“住宿區草坪內澇，北大學子化身‘園丁’修建人工花園，改善內澇”這一真實案例，增強了學生的興趣、有利于教師進行教學和正向引導。

4.2 設計案例索引，貫穿課堂

以某一案例為課堂線索，深入教學內容，以某問題鏈遞進式地思考問題、解決問題。在不同情境下解決地理問題，鍛煉學生的發散思維、綜合思維等。其次，利用“最近發展區”設置問題時，讓學生踮踮腳能摸到，伸伸手能碰到。最后，教師在設置問題時，切忌急功近利、背離主題等，重在讓每一位學生參與其中，體會知識獲得的成就感。

4.3 把課堂教給學生，提升地理實踐能力

在一系列的課堂活動中，教師充當著“導演”和“編劇”身份，而學生則是“演員”的身份，教師重在把握課堂主旋律，讓課堂遞進式前進，學生才是走進舞臺的主角。在此過程中，教師要把握總體、注重細節，讓學生在此種環境下發揮自己角色的重要性。

4.4 提供創新思路，融合各學科優勢

新課標和STEAM教育都很注重利用跨學科思維解決問題，教師在設計教學環節時，合理利用各學科優勢，將其與地理技能有機結合，構建創新思維模式、引導學生主動調動生物、化學、數學、工程、藝術等學科思想解決地理問題，掌握地理技能，培養跨學科思維、提升地理核心素養。