基于STEM教育下培养高中学生地理实践力研究

甄小宝

【摘要】 文章以地理实践力培养为目标，并以“水质调查为例”，把stem教育理念渗透到教学中，以加强学生地理核心素养。

【关键词】 STEM教育 地理实践力 水质调查

【中图分类号】 G633.55

【文献标识码】 A

【文章编号】 1992-7711（2020）01-068-020

一、背景

STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）各学科首字母的缩写。起源于美国20世纪80年代，其目的是培养科技人才和增强国际竞争力，应对于当时国内科技人才缺乏的情况。STEM教育是通过项目引领学生的学习，强调在项目情境中解决真实问题，从而使科学、技术、工程、数学等学科有目的的融合，最终培养学生的科学素养、技术素养、工程素养和数学素养，总称STEM素养。1986年美国首次提出后，英国、日本、德国等国也相继加入到STEM教育研究中。而我国STEM教育的研究相对较晚，但2016年国务院发布了《全民科学素养行动计划纲要实施方案（2016-2020年）》，也提出完善科学体系，为STEM教育的发展指出了明确的方向。而新高考改革背景下的《普通高中地理课程标准（2017年版）解读》中，发现地理学科有综合性、实践性和社会性的特点，与 STEM学科整合、培养学生解决问题能力等教育理论相符合，其中《（2017年版）解读》更加突出地理实践力的地理学科核心素养，于STEM的教育理念不谋而合。通过 STEM教育理念在地理教学中开发与实施，促进地理教学方法的改革，延伸课堂教学突破传统的教学模式，促进学生的综合素养的培养，强化地理的核心素养。

二、地理实践力的内涵

地理实践力指人们在考察、实验和调查等地理实践活动中所具备的意志品质和行动能力。

《（2017年版）解读》课程设计中关于地理实践力的学业要求：

《（2017年版）解读》中强调把考察、调查和实验作为地理实践的三个主导方向。通过地理实践加深学生对地理知识体系的理解。在课程内容中，不同的模块对于地理实践力的学业要求不同，地理实践力培养方向也不同，笔者整理出关于《（2017年版）解读》关于地理实践力学业要求以及个人的相关教学建议：

三、在高中地理教学中渗透STEM教育的理念的意义

STEM教育综合了科学、技术、工程与数学等学科，具有跨学科、跨领域、综合性和实践性等特点科学研究在于认识自然界、世界的客观性，以及其发展规律;工程与技术是不违反自然规律的前提下，人类如何改造自然，满足其发展的需要;数学是前三者中不可缺少的工具。一个优秀的教学设计可以将这四大方向的学习互相促进、和谐发展。在传统教学当中，工程教学一般都不被重视，甚至是忽视，但在 STEM教育理念下，實践确实是在 STEM教育中确实非常重要的一项内容。

故此，作为SETM教育中的重要组成部分的之一的地理，将 STEM教育的理念引入到高中地理教学中，通过对课程内容中教学目标的理解，尤其是地理实践力的培养，教学内容的整合，教学设计等一系列的环节，引导学生把地理与科学、技术、工程及数学进行综合整合，提高学生地理实践力，培养学生的地理核心素养的一个很好的教学模式。

在《（2017年版）解读》中加强地理实践力培养，而通过渗透了SETM教育理念的地理实践的这一手段，在教学教学过程中，不但提高学生对渗透SETM教育的四大方向的兴趣，加强了SETM教育认识和理解，培养学生的综合分析能力和解决问题的能力，同时在学习过程中，也不断地激发学生创新能力。另外是通过渗透SETM教育理念下学生在地理知识体系理解和处理人地关系发展中，不断地提升学生学科核心素养。

四、渗透SETM教育在高中地理教学应用的案例设计

选择性必修2“资源、环境与国家安全”学业要求：能够运用地理信息技术或其他地理工具，或实地调查身边的资源、环境状况，分析问题及成因，有理有据提出可行性对策。我们可以设计一项地理实践活动：流溪河（广州市从化区河段）的水质现状调查及改善建议。

STEM教育下素养渗透

〖创设情境〗流溪河是我们的从化区的母亲河。全程157公里，是我们的生命之水，也是我们工业和农业的重要水源。流溪河的水质状况关系着我们全体人民的健康与环境？

〖提出问题〗目前，我们从化区河段的水质状况又如何呢？

〖确定研究课题〗通过实地考察、取水样进行试验，探究流溪河的水质状况。

〖合作探究〗引导学生分组合作，分三个小组进行：

第一组学生：准备好10个干净的塑料瓶，到流溪河不同的河段进行取水样，带回实验室进行化学检测，在实验室利用PH试纸、余氯及游离氯试纸、浊度仪、菌落计数器进行测试。对照国家水质标准，PH值：6.5～8.5 浊度：1～3 总氯：1.0 菌落总数：100。来判断水质的好坏。

第二小组学生：到流溪河考察，查看有没有污染水质的源头、暗渠，了解周边附近居民生活废水的处理情况、农业用水和排水、工业的废水处理，并进行拍摄，做好记录与分析。

第三小组学生：利用地理信息技术进行网上搜索，采访从化区环保局和流溪河不同河段的河长，掌握第一手资料。

〖成果结论〗1、每个小组利用自己调查、访问和实验，进行总结汇报。

2、根据每个小组的汇报，进行总结，并且针对保护“母亲河”为主题，提出相关的建议。

〖学习评价〗

五、在高中地理教学中渗透SETM教育的反思

（1）加强学科之间的综合性改变传统的思维方法

STEM教育在地理学科的应用，具有多学科的渗透，与物理、化学、生物、数学等学科教师进行探讨，有效的找到问题的核心和处理的办法。例如在《流溪河（广州市从化区河段）的水质现状调查及改善建议》的实践活动中，学生经常与化学和生物老师探讨，把实验操作进行简化，把通过用试管和试剂操作的化学过程改为用试纸;把利用显微镜来计算菌落总数的，且误差有大的方法，改变为用让学生进行更容易进行操作，改变为利用菌落计数器进行测试。学生利用不同途径和方法解决问题过程，其实践力在STEM教育理念中不断地得到了培养，地理的核心素养目标也得以实现、

（2）情境创设到汇报交流，不断地引爆学生的激情

地理实践强调考察、调查和实验作为的三个主导方向，而STEM教育则强调学生的体验和获得的成就感，强调合作、分享、创造。在学习完《水资源》知识点后，利用身边的河流引起学生的兴趣，通过小组合作、任务完成、成果汇报，尤其成果汇报中，大家不断地分享活动过程中遇到困难、如何解决、对河流水质状况的担忧，以及提出解决措施。每个同学都表现出极大的热情和兴奋，同伴合作愉快又被认可、自我成就感十足，自信超爆，利于学生的个体社会化和人格发展。

（3）STEM教育的学生评价体现在深刻的体验、创新思维和解决问题的能力

在地理实践活动中，学生评价中，既注重团体的协助精神，也尊重学生个体发展和特长以及解决问题能力和创新能力。在评价标准就要做到看似无标准，却胜于有标准。把决定权放在学生个体身上后，大大地激发学生的激情，让学生的特长得到一种释放，同时学生为了配合小组的成员的工作，有目的的学习和研究任务的内容，并利用自身的特长去完善和创新式完成任务，让其他成员更快更容易的完成小组的任务，得到小组的认可。

STEM教育理念渗透到高中地理教学，在新高考改革当中，在地理实践力培养中为老师提供一种新的教学模式和学生新的学习方法，提高学生的地理学科素养也促进教师教学水平的提升。

[ 参  考  文  献 ]

[1]韦志榕，朱翔.普通高中地理课程标准（2017年版）解读[M].高等教育出版社，2018.

[2]仲施雅.基于STEM教育的高中自然地理教学设计与实践研究[D].鲁东大学，2019.