STEM教育理念在初中地理实践力培养中的运用

2021-04-12 23:15张惠娜
文科爱好者·教育教学版 2021年1期
关键词:活动课程STEM教育

【摘 要】为了更好地在初中地理教学中落实地理实践力培养目标,将STEM教育理念融入日常的地理教学中,笔者结合课程标准的要求,围绕云南的梯田景观资源,设计具有特色的活动课程,为丰富地理教师的地理实践力培养方式提供理论参考,较好地完成课程标准的要求,落实立德树人的根本任务。

【关键词】STEM教育;实践力培养;活动课程

【中图分类号】G633.5  【文献标识码】A  【文章编号】1671-1270(2021)06-0245-02

《普通高中地理课程标准(2017年版)》明确提出了地理学科核心素养的内涵,包括人地协调观、综合思维、区域认知、地理实践力四大方面[1]。地理作为一门实践性和区域性很强的学科,是培养学生综合能力和思维、处理人地协调关系的重要学科。初中地理是高中地理的基础,不论是在中考还是高考中,地理的实践性都尤为突出,所以初中地理实践力的培养至关重要。为了更好地培养学生的地理实践力,笔者将与地理学科核心素养相吻合的STEM教育引入,结合自身所在地云南的地理资源设计地理教学活动,更好地落实新课标的要求,达到培养学生的地理实践力,学习对生活有用的地理,学习对终身有用的地理,落实立德树人的根本任务,实现新时代综合型人才的培养目标。

一、STEM教育简介

STEM教育源于美国对其国际竞争力下降的反思,对美国学生在国际数学、科学中表现欠佳的审视。

“STEM”是“Science、Technology、Engineering、Mathematics”四个英文单词的首字母的缩写,STEM教育是由科学、技术、工程和数学四个学科集合成的一个整体。学者Kinney认为,STEM教育强调在科学、技

术、工程及数学课堂中使用跨学科的思维方法,并开展相关的实践探索[2]。STEM教育理念提倡通过跨学科思维,设计基于项目学习的实践探索过程,实现培养具有STEM教育素养的人才的目标。

二、STEM教育理念在初中地理实践力培养中的重要性

STEM教育理念与地理实践力素养的培养相吻合,具有整合多学科、实践性较强的特点。将STEM教育延伸拓展到初中地理教学中,作为初中地理实践力培养研究的理论指导,结合地理资源进行地理实践教学设计,基于问题的解决培养学生的地理实践力,有助于学生更好地从地理的视角认识和欣赏所生存的这个世界,增进学生对地理环境的理解和适应,培养学生应对人口、资源、环境与发展问题的初步能力,培育学生基本实现自我价值。将STEM教育理念运用到初中地理教学中,能够丰富地理核心素养的培养方式,拓展STEM教育研究的视野,完善地理实践力的培养体系,以专业的、综合的思维去解决这些现实

问题。

三、STEM教育理念指导下的初中地理活动课程

设计

(一)活动课程设计原则

1.地域性原则

开展STEM教育要以学生为主体,紧密联系现实生活,运用生活中典型的区域案例,利用地理知识分析日常生活中的地理现象或事物,吸引学生积极参与实践活动,增强对家乡的熱爱之情。

2.整合性原则

STEM教育提倡打破学科间的界限。地理教学中,要引导学生运用综合思维多角度思考,通过多样的、开放的学习方式,发现人地关系这对矛盾及产生的原因,热爱和敬畏大自然,树立正确的人地协调观。

3.实践性原则

地理知识的学习要以活动为基础,开展基于解决问题的学习,同时获得实际的课堂体验[3]。STEM教育理念中的技术和工程正是培养学生地理实践力的较好工具,能够训练和培养学生的实践能力、创造能力和解决问题的能力,落实学习对生活有用的地理知识的学科目标。

(二)活动课程设计

根据商务星球版八年级“合理利用土地资源”一节的课标要求,选择从云南的梯田景观切入,围绕土地资源问题和如何保护赖以生存的梯田(如图1)进行活动课程分析(如表1),设计地理野外实践活动。

1.活动引入

用图片展示我国土地利用类型齐全,但草地和难利用土地比重较大,耕地、林地比重较小。其中,云贵高原降水丰富,山高坡陡,地形崎岖,容易发生滑坡和泥石流等自然灾害,造成水土流失,可利用耕地资源减少。在山地上修筑梯田,可以防止水土流失,延长土地的使用寿命,造福子孙后代。

图1  设计思路

表1  STEM教育理念对活动课程分析

STEM教育理念 基本原理 具体应用

科学 发现问题 认识到保护梯田的重要性,提出保护梯田

技术 操作技术 利用梯田测量器对梯田进行修平,修正田埂宽度和高度

管控技术 依据观察到的水稻的生长情况,灵活控制出水口的高度,管控水位与田埂高度的比例

工程 工程制作 按照要求小组合作制作所需的梯田测量器

控制出水口的高度来调控水位

数学 数值的

运用 利用刻度尺测量所需材料的长度;制作梯田测量器时标注刻度

等腰三

角形 利用等腰三角形的顶角平分线与垂线重合性质修平梯田,以及等腰三角形两边相等的特点修正

田埂

比例 依据田埂高度,利用比例函数,计算水位高度

2.问题提出

我们世代依靠梯田而生存,如果失去梯田,将造成更多的水土流失和粮食减产。我们该怎样保护我们赖以生存的梯田呢?

3.实践准备

需要借助测量器,制作梯田测量器。选取一根长宽为10厘米、高为150厘米的木棍,并在四个立面上用红色和绿色分别标出中垂线和刻度线,在距顶端10厘米处左右等距的地方钉一颗钉子,将一条较长细线的中点系在钉子上,细线两侧留扣,便于连接两端的立杆,接着在钉子上悬挂一根系有石头的垂线。之后再选取两根长宽为5厘米、高为100厘米的木棍,并用黑色标注刻度线。

4.实践过程

第一步,修护梯田。修护狭窄梯田的过程中,利用依据等腰三角形原理设计的梯田测量器,可以平整梯田,修正田埂,避免斜坡梯田产生、田埂倒塌等现象,达到有较宽的田面和受力均匀而牢固的田埂效果,从而控制水土流失。首先,矫正梯田水平角度,将梯田测量器的标杆立在上下等距的梯田中间,细线的一侧连接在一根固定位置的基础立杆上,另一侧相同位置连接在可移动的立杆上,使中垂线与标杆上标注的红色中垂线重合,达到水平,使用锄头铲平田间泥土。再将标杆转动90°,以此方法测量和耙平。再移动测量器到测量范围外,依次类推进行处理,最终实现梯田的平整。其次,修正田埂宽度和高度,先确认两侧细线相等长度的位置,接着在测量器标杆上用两根黑色皮筋标注田埂宽度,并将测量器标杆平放于田埂上,使得皮筋间长度与田埂宽度相等,细线向两侧分开形成等腰三角形,细线的两端点就是田埂的边缘,多次重复便能够达到等宽田埂的效果。将测量器标杆立于较好田埂地方的内侧,使中垂线与标杆红色中垂线重合实现水平效果,用一根黄色皮筋标注田埂高度,以此衡量田埂高度是否相等,若不同则进行调整。

第二步,使用梯田。使用梯田的过程中,水位的多少是影响梯田使用寿命长短的重要因素,需要依据测量器测量的田埂高度和宽度灵活调控出水口的高度,管控水位与田埂高度的比例,防止水位过高梯田田埂倒塌、水位过低田埂开裂。

5.反思总结

在学生以小组形式分享收获和感悟后,教师引导学生进行总结,发现实践活动中存在的问题(如安全问题、时间安排问题、操作性问题、小组协作问题等),并提出改进建议。同时,反思整个活动课程是否有利于培养学生的地理实践力。

以云南梯田存在的现实问题为驱动,通过STEM教育理念指导,从跨学科和综合实践方面分析,设计出保护梯田的地理实践活动,不仅贴近学生生活实际,使学生容易产生共鸣,更好地理解本课难点 “珍惜和合理利用每一寸土地,切实保护耕地”基本国策的重要性和必要性,而且有利于激发学生学习的热情,使學生积极参与家乡建设和文化传承,更好地培养学生的地理实践力。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部.义务教育地理课程标准(2011年版)[M].北京:北京师范大学人民教育出版社,2011.

[2]马小雪.STEM教育理念下地理实践力培养之我见[J].中

学地理教学参考(上半月),2017(7).

[3]李扬.STEM教育视野下的科学课程构建[D].金华:浙江师范大学,2014.

【作者简介】

张惠娜(1992~),女,彝族,云南红河人,二级教师,云南师范大学学科教学(地理)三年级在读研究生。研究方向:STEM教育理念指导下的乡镇初中地理实践力培养研究。

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