在STEAM教育理念下的高中地理實(shí)踐力培養(yǎng)策略

龐海珠

摘 要：地理實(shí)踐力是高中地理學(xué)科的核心素養(yǎng)之一，也是地理課堂教學(xué)的重要學(xué)習(xí)方式。本文首先介紹STEAM教育理念在國內(nèi)外的發(fā)展概況；其次針對高中地理實(shí)踐力教學(xué)現(xiàn)狀存在的問題進(jìn)行探討；最后提出在STEAM教育理念下運(yùn)用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)法、提高實(shí)踐意識(shí)、實(shí)施探究性教學(xué)法、提高課堂互動(dòng)效率等實(shí)施策略，以期在今后的教學(xué)中能夠提高學(xué)生的地理實(shí)踐力。

關(guān)鍵詞：STEAM教育理念；地理實(shí)踐力；培養(yǎng)策略

近年來，在國家對創(chuàng)新型、復(fù)合型人才需求日趨增長的背景下，STEAM教育便應(yīng)運(yùn)而生，它是集科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）、數(shù)學(xué)（Mathematics）等多個(gè)領(lǐng)域?qū)W科知識(shí)融為一體的教育教學(xué)方式[1]。STEAM教育作為一種全新的教育范式，現(xiàn)已成為各國教育的重要發(fā)展戰(zhàn)略，并被納入各課程體系之中。

一、STEAM教育理念的概況

STEAM教育理念最早是20世紀(jì)80年代在美國興起，經(jīng)歷了STS研究到STEM教育再到STEAM教育理念三個(gè)階段，隨著全球?qū)TEAM教育理念的重視程度不斷提高，相關(guān)理論與實(shí)踐研究也在不斷完善、發(fā)展。本世紀(jì)初美國教育部門把科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等學(xué)科融為一體，奠定了STEAM教育理念在美國教育系統(tǒng)中的重要地位。在英國，學(xué)生入學(xué)階段就把STEAM教育理念融入教育教學(xué)中，大學(xué)階段更注重其實(shí)用性，目的就是為了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，以便把新技術(shù)、新能源及人工智能、大數(shù)據(jù)等方面儲(chǔ)備人才。德國把STEAM教育融入個(gè)人的終身教育，尤為重視學(xué)生的職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，從而有效地解決技術(shù)瓶頸。澳大利亞在全國學(xué)校培養(yǎng)STEAM教育理念的教師和具有STEAM素養(yǎng)的學(xué)生，并在課程標(biāo)準(zhǔn)上融合STEAM教育理念。我國對STEAM教育研究的廣度和深度也在不斷拓展，逐步形成了在創(chuàng)客、人工智能、3D打印、編程等多樣化的學(xué)習(xí)形式。STEAM教育理念對于我國創(chuàng)新型、綜合型人才的培養(yǎng)以及建設(shè)科技強(qiáng)國越來越具有重要意義[2]。

二、高中地理實(shí)踐力教學(xué)現(xiàn)狀

雖然新課程在不斷改革和發(fā)展，然而受到客觀現(xiàn)實(shí)影響，例如，課堂任務(wù)、授課時(shí)間、高考制度、學(xué)生差異性等因素制約，目前課堂的中心依然是教師，而處于被動(dòng)地位的是學(xué)生，可見現(xiàn)階段教學(xué)中的問題依然突出。學(xué)生對地理知識(shí)的掌握僅落實(shí)在教材和應(yīng)付考試中，而對于現(xiàn)實(shí)生活中的地理常識(shí)和地理現(xiàn)象卻不能夠很好地闡釋應(yīng)用。此外，相當(dāng)一部分學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)生涯中也不會(huì)從事與地理學(xué)科相關(guān)的專業(yè)，僅作為實(shí)現(xiàn)邁入大學(xué)的一種工具，不會(huì)把地理的學(xué)科素養(yǎng)和思維作為終身受益的能力。這不符合高中地理教育立德樹人的教育理念。因此，廣大地理教師要改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，更新教育教學(xué)理念，相關(guān)的地理實(shí)踐活動(dòng)要積極主動(dòng)開展，在課堂教學(xué)中潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的地理核心素養(yǎng)，在地理教學(xué)情境中有效開展教學(xué)活動(dòng)，對于培養(yǎng)學(xué)生的地理實(shí)踐力有著很大的促進(jìn)

作用[3]。

三、STEAM教育理念下高中生地理實(shí)踐力策略

（一）采取驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)法

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)法的主要任務(wù)是指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用STEAM教育理念對相關(guān)地理現(xiàn)象和原理進(jìn)行驗(yàn)證性教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。對學(xué)生來說既能溫故知新，又能激發(fā)學(xué)生的探索欲、求知欲，培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力，通過跨學(xué)科的知識(shí)來理解所學(xué)的原理及現(xiàn)象，進(jìn)而有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

例如，在驗(yàn)證大氣的熱力環(huán)流的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，我們可以通過水槽水來模擬熱力環(huán)流，首先模擬下墊面冷熱不均。準(zhǔn)備一個(gè)盛滿水的透明水槽，在其底部中間位置放一杯熱水，兩側(cè)分別放置一杯有冰塊的冷水，然后在水槽的熱區(qū)中部滴入適量紅色墨水，在兩側(cè)冷區(qū)中部滴入適量的藍(lán)色墨水。通過實(shí)驗(yàn)觀察記錄不同顏色水的運(yùn)動(dòng)方向，進(jìn)而組織學(xué)生合作探究產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。通過觀察得知紅色區(qū)域的水由于受熱膨脹上升，而藍(lán)色區(qū)域的水由于遇冷收縮下沉運(yùn)動(dòng)，究其原因是水槽中的水在不同的部位（中間和兩側(cè)）受熱狀況不同而導(dǎo)致垂直運(yùn)動(dòng)，在同一水平方向上不同的位置形成壓力差，水平方向的壓力差造成了水槽中水的做水平運(yùn)動(dòng)，即在水槽的底部會(huì)發(fā)現(xiàn)兩側(cè)的藍(lán)色墨水向中間做水平運(yùn)動(dòng)，而在水槽的上部則由紅色墨水向兩側(cè)水平運(yùn)動(dòng)，這些垂直和水平方向的運(yùn)動(dòng)共同組成了熱力環(huán)流。此外，為了提高學(xué)生的地理探究能力，教師引導(dǎo)學(xué)生做對比實(shí)驗(yàn)，即下墊面無冷熱不均，先讓學(xué)生分析推測對比實(shí)驗(yàn)可能觀察到的現(xiàn)象，然后再進(jìn)行驗(yàn)證與推測是否吻合。這樣通過對比實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：下墊面冷熱不均是形成熱力環(huán)流的根源。由實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生思考并舉例現(xiàn)實(shí)生活中與熱力環(huán)流原理有關(guān)的現(xiàn)象，該原理我們又如何應(yīng)用等。這充分體現(xiàn)了學(xué)生運(yùn)用地理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，因而采取驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)法對于學(xué)生探究意識(shí)和STEAM理念的科學(xué)思維能力培養(yǎng)來說有著現(xiàn)實(shí)的意義。

（二）提高實(shí)踐意識(shí)，發(fā)揮教師主導(dǎo)作用

地理作為一門綜合性的學(xué)科與STEAM教育多領(lǐng)域?qū)W科知識(shí)有一定的相似性，尤其重視學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)、觀察能力、動(dòng)手操作能力，但是現(xiàn)行高考制度下，由于學(xué)校對這方面的重視程度不足，往往導(dǎo)致地理教師的實(shí)踐意識(shí)滯后，教師的觀念還是滯留在課本知識(shí)和淺層次的理論方面，在具體的實(shí)踐行動(dòng)方面做得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。對于如何提高學(xué)生地理實(shí)踐力方面的認(rèn)識(shí)，教師們的理解程度也不盡相同，最終的結(jié)果是學(xué)生的實(shí)踐力培養(yǎng)只停留在表象，無法開展有效的實(shí)踐活動(dòng)。因此，要從根本上提高培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)，努力打造高素質(zhì)、高水平的地理教師隊(duì)伍，充分發(fā)揮教師主導(dǎo)作用，根據(jù)學(xué)情、教學(xué)內(nèi)容靈活培養(yǎng)學(xué)生的理論與實(shí)踐結(jié)合能力，通過觀察到的現(xiàn)象來驗(yàn)證理論知識(shí)，把STEAM教育理念中的工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)的內(nèi)涵充分展現(xiàn)出來。

例如，在學(xué)習(xí)河流地貌曲流與牛軛湖時(shí)，我們知道河流凹岸為侵蝕作用、凸岸為堆積作用，并且隨著時(shí)間的不斷推移使得河道變得更加彎曲。由于學(xué)生普遍對于河流的凸岸、凹岸及其發(fā)展缺少直觀認(rèn)識(shí)，為此教師可以在戶外或校園開展河曲微型地貌模擬實(shí)踐活動(dòng)。首先，在一個(gè)有坡度的地面，用鏟子挖出三到四個(gè)明顯彎曲的小河道并對河道進(jìn)行加固。其次，在小河道的彎曲處（凸岸和凹岸）用泥土進(jìn)行固定。再次，在河道的頂部接入水管模擬河水流動(dòng)，并逐漸加快水流。最后讓學(xué)生觀察河道的彎曲處（凸岸和凹岸）泥土的變化，并分組討論解釋這種現(xiàn)象。通過模擬實(shí)踐學(xué)生會(huì)很容易解釋在凹岸處流速快，侵蝕能力強(qiáng)導(dǎo)致泥土大部分被沖刷掉；凸岸處流速慢，泥土基本保持完好。教師通過更新教學(xué)理念、教學(xué)方法，提高實(shí)踐意識(shí)，充分發(fā)揮教師主導(dǎo)作用，不斷創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐，進(jìn)而可以有效提高課堂教學(xué)效果。

再比如，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐模擬黃土高原地區(qū)水土流失的影響因素，以提高學(xué)生地理學(xué)科的實(shí)踐意識(shí)。首先，黃土結(jié)構(gòu)與水土流失的關(guān)系，由資料得知黃土質(zhì)地疏松，主要是粉砂質(zhì)土狀沉積物組成，干燥時(shí)保持直立陡壁狀態(tài)，夏季遇暴雨則易流失分散。其次，考慮對比降水強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)，教師對學(xué)生進(jìn)行分組，一組通過噴灑壺模擬小雨過程，另一組模擬暴雨過程，經(jīng)過一次降水后，觀察到容器下面水杯里的泥沙及水質(zhì)狀況來判斷水土流失的情況，進(jìn)而能夠得出結(jié)論：降水強(qiáng)度大則水土流失嚴(yán)重，反之則較輕。根據(jù)學(xué)生所學(xué)知識(shí)得知，黃土高原地區(qū)為溫帶季風(fēng)氣候，夏季多暴雨，故而水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重。再次，引入地表植被狀況，教師指導(dǎo)學(xué)生分成三個(gè)小組對比實(shí)驗(yàn)，即草皮覆蓋良好的土壤、草皮覆蓋較差的土壤和無草皮覆蓋的土壤，分別用噴灑壺模擬小雨進(jìn)行實(shí)踐，我們通過觀察記錄可以得出結(jié)論：植被覆蓋愈好的土壤，水土流失愈輕，反之，植被覆蓋愈差的土壤，水土流失愈嚴(yán)重。在黃土高原由于植被的破壞導(dǎo)致其覆蓋率較低，失去涵養(yǎng)水源、保持水土的能力，故水土流失嚴(yán)重。最后，考慮地面坡度大小，一組學(xué)生在坡度較小的土壤上面模擬降水過程，另一組在坡度較大的土壤上面模擬降水，通過觀察可知坡度大的容器下面水杯里泥沙較多，坡度小的容器下面泥沙較少且水質(zhì)較清，進(jìn)而得出結(jié)論：坡度小的地表面不易水土流失，坡度大的地表面易發(fā)生水土流失。根據(jù)所學(xué)知識(shí)得知，黃土高原由于千溝萬壑、支離破碎的地表形態(tài)水土流失嚴(yán)重。以上學(xué)生模擬實(shí)踐活動(dòng)，總結(jié)出影響黃土高原水土流失的四個(gè)因素：黃土結(jié)構(gòu)、降水強(qiáng)度、植被狀況、地面坡度。學(xué)生在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的同時(shí)，教師可順勢引導(dǎo)學(xué)生來探究如何治理黃土高原的水土流失，也為接下來的教學(xué)活動(dòng)埋下伏筆。

（三）實(shí)施探究性教學(xué)法

任何一個(gè)自然現(xiàn)象都有一個(gè)假設(shè)前提，科學(xué)的論證就是基于這個(gè)前提，在STEAM教育理念中地理課程的相關(guān)理論也離不開假設(shè)支撐。地理課程即解釋自然與人文關(guān)系的一門學(xué)科，所以讓學(xué)生對假設(shè)與前提進(jìn)行積極探究，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生STEAM教育探究能力，進(jìn)行大膽猜想?？梢韵葘δ硞€(gè)命題講解，再利用STEAM探究方式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生對相關(guān)知識(shí)體系有整體的把握。如學(xué)習(xí)中國氣候章節(jié)時(shí)，中國東、西部氣候不同，為什么東部濕潤，而西部干燥？帶著疑惑，給學(xué)生播放太平洋水汽和印度洋水汽的運(yùn)動(dòng)視頻，由視頻得知太平洋的水汽對東部影響更大，愈往西北水汽愈逐漸減少。我國西南地區(qū)主要受來自印度洋的水汽影響，但是世界屋脊——青藏高原的隆升又起到了阻擋水汽的作用。再比如，學(xué)習(xí)地球運(yùn)動(dòng)的意義，通過演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生理解地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，該內(nèi)容也是學(xué)生難以理解的部分，所以首先是讓學(xué)生理解最基礎(chǔ)的知識(shí)，然后向?qū)W生提問，假如地球不自轉(zhuǎn)，會(huì)產(chǎn)生什么影響，繼而地球不公轉(zhuǎn)又會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響。

結(jié)合學(xué)生已有的知識(shí)，課堂上教師拋出具有逆向思維的探究問題，激發(fā)學(xué)生提出—分析—解決問題的能力和意識(shí)。中國氣候存在東西差異，老師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行課堂探究的同時(shí)，把兩支來自大洋的水汽（太平洋、印度洋）在中國地形圖上勾勒出來，讓學(xué)生分別觀察水汽走向，進(jìn)而啟發(fā)學(xué)生猜想其對我國的影響。針對這些問題分層次探究。首先，猜想高大的喜馬拉雅山脈如果打開一個(gè)巨大的缺口，讓大洋濕潤的水汽深入，我國的東西部氣候會(huì)有怎樣的演變？其次，深入剖析我國西北地區(qū)假如來了暖濕水汽，其年降水量會(huì)變?yōu)槎嗌?？降水的季?jié)變化又產(chǎn)生怎樣的差異？再次，降水量的差異對自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)又會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響？通過地理探究啟發(fā)學(xué)生設(shè)疑猜想，學(xué)生通過運(yùn)用科學(xué)、工程、數(shù)學(xué)的相關(guān)知識(shí)融會(huì)貫通，很好地實(shí)現(xiàn)了STEAM教育理念的探究性教學(xué)目標(biāo)。既提高了學(xué)生豐富的想象力，又鞏固課堂知識(shí)，拓展了學(xué)生的思維。

（四）提高課堂互動(dòng)的效率

課堂上教師要營造良好的師生互動(dòng)氛圍，積極引導(dǎo)學(xué)生參與課堂互動(dòng)。探索性和主動(dòng)性是STEAM教育理念的基礎(chǔ)，課堂中教師在師生互動(dòng)問題的預(yù)設(shè)上要符合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用理論實(shí)踐結(jié)合深入探究，從而形成良好的探究意識(shí)和思維品質(zhì)。因此，教師要大力提高學(xué)生在地理課堂上的積極主動(dòng)參與意識(shí)，樹立STEAM教育理念下的培養(yǎng)創(chuàng)新型人才意識(shí)。

1.營造良好的互動(dòng)氛圍

學(xué)生參與教學(xué)的過程中，需要教師營造課堂民主的氛圍，蘇霍姆林斯基說過：“教師是思考力的培養(yǎng)者，不是知識(shí)的注入者”[4]。教師在課堂上所關(guān)注的是學(xué)生全體，利用教師的人格魅力架構(gòu)起一座和學(xué)生進(jìn)行心理、情感交流的橋梁。平等的師生關(guān)系，有利于營造出更多的機(jī)會(huì)和氛圍與學(xué)生來探究[5]。

課堂上師生之間可以就一些觀點(diǎn)進(jìn)行爭辯，例如，影響工業(yè)的區(qū)位因素有土地、水源、市場、政策、原料、勞動(dòng)力等，一般來講只要區(qū)位占優(yōu)勢的地區(qū)都適合布局相應(yīng)的工業(yè)，但是在我們身邊所見到的實(shí)例中，能夠同時(shí)滿足這些區(qū)位優(yōu)勢的又不易找尋，那又該怎樣選擇呢？此時(shí)我們就要結(jié)合自己的親身實(shí)踐具體問題具體分析，即工業(yè)布局的主要（主導(dǎo)）因素。如，水產(chǎn)品加工廠考慮布局在原料產(chǎn)地、啤酒廠靠近消費(fèi)市場、服裝廠靠近勞動(dòng)力豐富的地區(qū)等。通過上述實(shí)際生活中的例子，課堂上放手發(fā)動(dòng)學(xué)生結(jié)合自己的所見、所想、所悟充分表達(dá)自己的觀點(diǎn)，有效促進(jìn)師生互動(dòng)和交流，學(xué)生的主體地位和地理實(shí)踐力也得到提高。

2.培養(yǎng)學(xué)生的討論問題能力

開放性是地理學(xué)科的特征之一，教師讓學(xué)生分組討論、合作探究、共同學(xué)習(xí)、共享成果，發(fā)揮出1+1＞2的效果，培養(yǎng)了學(xué)生之間的合作意識(shí)和團(tuán)結(jié)精神。課堂上老師分配任務(wù)，提出某一內(nèi)容的學(xué)習(xí)目標(biāo)和探究內(nèi)容。根據(jù)學(xué)生的差異分組開展討論，不同小組根據(jù)收集的資料來發(fā)表自己的觀點(diǎn)和見解，教師再進(jìn)行小組點(diǎn)評總結(jié)。課后學(xué)生成立興趣小組，布置學(xué)生感興趣或者相關(guān)地理探索性的問題，學(xué)習(xí)小組內(nèi)部合作、互相討論形成共識(shí)，從而完成任務(wù)。

3.強(qiáng)化學(xué)生主人翁意識(shí)

當(dāng)前的課堂教學(xué)學(xué)生一般很難有機(jī)會(huì)成為課堂的主人，教師的提問、學(xué)生的生疑、教師的答疑這套相對完善的教學(xué)模式也是培養(yǎng)學(xué)生地理實(shí)踐力的重要方式，但是學(xué)生仍是講臺(tái)下的接受者，教師是真正的授業(yè)者。而在主體參與的過程中，我們需要打破這種思維模式，讓學(xué)生到講臺(tái)上表達(dá)自己的見解，講臺(tái)下的學(xué)生可提出疑問，讓學(xué)生成為課堂的主人，學(xué)生會(huì)充滿激情尤其是對于問題的回答得到了大家的一致認(rèn)可時(shí)，這種榮譽(yù)感、成就感就會(huì)油然而生?！俺晒κ前l(fā)展之母”，學(xué)生做主角，老師做配角，通過師生、生生之間的良好互動(dòng)，讓學(xué)生體會(huì)到課堂上成功的快樂，更有利于強(qiáng)化學(xué)生的主人翁意識(shí)。

結(jié)束語

總之，STEAM教育的目的是培養(yǎng)綜合素質(zhì)的人才，廣大地理教師要努力提高自己的STEAM教育素養(yǎng)，建立符合高中階段的STEAM教育理念框架，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，在教學(xué)中與時(shí)俱進(jìn)地將STEAM教育理念融入地理課堂中，從而更好地提高學(xué)生的地理實(shí)踐力。

參考文獻(xiàn)

[1]魏溦.新時(shí)代背景下體教結(jié)合的探究[J].文體用品與科技期刊，2018，3（3）：135.

[2]李欣.基于STEAM教育理念的小學(xué)機(jī)器人教育校本教材開發(fā)與實(shí)踐研究[D].石家莊：河北師范大學(xué)，2021.

[3]喬自成.淺議高中地理教學(xué)中地理實(shí)踐力的培養(yǎng)策略[J].高考，2021（1）：99-100.

[4]閆海濤.用探究性學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)地理的能力[J].東西南北·教育觀察期刊，2012（6）：332.

[5]陳明，譚建慧.人本主義心理學(xué)教育觀蘊(yùn)涵的道家思想[J].湖南第一師范學(xué)院學(xué)報(bào)期刊，2019，19（5）：81-84.

本文系2021年度徐州市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃課題“基于STEAM教育理念的高中生地理實(shí)踐力培養(yǎng)研究”（批準(zhǔn)立項(xiàng)號(hào)：GH14-21-L131）階段性研究成果。