STEM 教育理念在高中地理教學(xué)中的運(yùn)用研究

河北省黃驊中學(xué) 田永亮

STEM 課程重點(diǎn)是加強(qiáng)對(duì)學(xué)生四個(gè)方面的教育：一是科學(xué)素養(yǎng)，二是技術(shù)，三是工程素養(yǎng)，四是數(shù)學(xué)素養(yǎng)。簡(jiǎn)單來講就是一種“跨學(xué)科學(xué)習(xí)，是基于跨學(xué)科意識(shí)，運(yùn)用兩種或兩種以上的學(xué)科觀念以及跨學(xué)科觀念，解決真實(shí)問題的課程與學(xué)習(xí)取向”。在高中地理教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行核心素質(zhì)的培養(yǎng)，要充分依托Stem 教育理念當(dāng)中的4 個(gè)主要方面，結(jié)合高中地理教學(xué)活動(dòng)所涉及的主要方面，去進(jìn)行更進(jìn)一步的優(yōu)化探究。接下來，本文將首先分析高中地理教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中存在的現(xiàn)實(shí)性問題，然后分析Stem 教育理念的主要內(nèi)涵和特征，最后結(jié)合高中地理教學(xué)活動(dòng)的現(xiàn)實(shí)問題以及Stem 教育理念的主要特征來進(jìn)行高中地理教學(xué)策略的優(yōu)化分析。

一、高中地理教學(xué)活動(dòng)存在的主要問題分析

1.地理教學(xué)任務(wù)重，時(shí)間緊。

高中階段的學(xué)生即將面臨高考的考核，因此大部分學(xué)生在這個(gè)階段的學(xué)習(xí)當(dāng)中有著非常大的學(xué)習(xí)壓力，這一方面是由于學(xué)生的學(xué)科任務(wù)非常繁重，在具體學(xué)習(xí)過程當(dāng)中，學(xué)生需要用較短的時(shí)間來進(jìn)行豐富知識(shí)的吸收和把握。不僅如此，對(duì)于這些知識(shí)的吸收和把握還不能只是依靠背誦記憶，學(xué)生不僅需要掌握這些知識(shí)的理論內(nèi)容，更要掌握這些知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用方式和思維。尤其是在現(xiàn)在高考改革的背景之下，非常多的學(xué)校為了進(jìn)一步提高升學(xué)率而開始采用三輪復(fù)習(xí)的策略，這意味著學(xué)生在高一高二階段就必須完成整個(gè)高中階段的地理知識(shí)學(xué)習(xí)，這樣才能留下足夠的時(shí)間來進(jìn)行高中地理知識(shí)的復(fù)習(xí)。在此情況之下，學(xué)生的地理學(xué)習(xí)任務(wù)就變得越來越繁重，學(xué)習(xí)時(shí)間也變得越來越緊迫，這是所有高中生在地理學(xué)習(xí)活動(dòng)當(dāng)中都會(huì)面臨的主要問題，也是高中地理教學(xué)工作創(chuàng)新改革存在的主要制約性因素。在此情況之下，教師改變傳統(tǒng)的教學(xué)思維和方法就顯得非常重要，盡量保證進(jìn)行高效的地理知識(shí)輸出與強(qiáng)調(diào)，又要保證學(xué)生在地理學(xué)習(xí)活動(dòng)的過程當(dāng)中能夠得到迅速的思維強(qiáng)化與培育。

2.學(xué)生的獨(dú)立意識(shí)和創(chuàng)新思維培養(yǎng)工作有待落實(shí)。

在我國(guó)傳統(tǒng)的教育體系當(dāng)中，學(xué)科教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)的時(shí)候總是占據(jù)主要地位，這種教育理念一直影響著我國(guó)很多教育工作者，即使在現(xiàn)代教育改革工作穩(wěn)步推進(jìn)的社會(huì)背景之下，傳統(tǒng)的教育思維慣性仍然制約著很多地理教師的教學(xué)思維。如相當(dāng)一部分地理教師為了快速提升課堂教學(xué)效率，仍然習(xí)慣于把自己放在課堂教學(xué)的主要地位，通過自我為中心來進(jìn)行課堂教學(xué)進(jìn)度和主要內(nèi)容的把握。甚至有些地理教師仍然習(xí)慣在具體教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行地理知識(shí)的死記硬背，比如針對(duì)某一章節(jié)的內(nèi)容開展教學(xué)活動(dòng)的時(shí)候，教師會(huì)分配1/4 的時(shí)間來進(jìn)行知識(shí)闡述，然后幾乎3/4 的時(shí)間都讓學(xué)生用來進(jìn)行知識(shí)的背誦記憶和習(xí)題解答。這種教育形式弱化了地理知識(shí)來源的分析，也就在一定程度上弱化了學(xué)生地理思維能力的養(yǎng)成效果。

不僅如此，教師在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行地理知識(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)的時(shí)候也很少給學(xué)生足夠的探究空間，讓學(xué)生通過獨(dú)立思考或者集體討論的形式來進(jìn)行地理知識(shí)的優(yōu)化吸收。這一種傳統(tǒng)教學(xué)思維慣性的影響，在很大程度上制約著高中生獨(dú)立思維能力的培養(yǎng)，使很多高中生在地理學(xué)習(xí)活動(dòng)當(dāng)中缺乏自主性和創(chuàng)新性，這也是在高考改革背景之下影響學(xué)生核心競(jìng)爭(zhēng)能力的重要因素。所以在現(xiàn)代高中地理教學(xué)工作的開展當(dāng)中，教師必須進(jìn)一步思考 Stem 教學(xué)理念的主要內(nèi)涵，結(jié)合高中地理教學(xué)實(shí)際情況以及其中的主要內(nèi)容來進(jìn)行教學(xué)思維和方式的優(yōu)化，著重強(qiáng)調(diào)學(xué)生思維能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。

二、Stem 教學(xué)理念的主要內(nèi)涵和特征分析

1.不同學(xué)科之間能夠相互融合，互為支撐與架構(gòu)。

在長(zhǎng)期教育發(fā)展的過程當(dāng)中，不同學(xué)科之間開始呈現(xiàn)較強(qiáng)的融合性，比如通過語文學(xué)科能夠進(jìn)行德育教育的滲透，通過其他學(xué)科的融合滲透同樣能夠達(dá)到對(duì)學(xué)生進(jìn)行德育素質(zhì)培養(yǎng)的目的。同樣的這種聯(lián)系不僅發(fā)生在這一方面，對(duì)于地理學(xué)科來講，也能夠進(jìn)行對(duì)外學(xué)科的聯(lián)絡(luò)。例如在地理學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中，學(xué)生不僅能夠接觸到地理知識(shí)，同時(shí)很多的地理知識(shí)也和科學(xué)理論之間掛鉤，因此學(xué)生既能夠?qū)W習(xí)到地理知識(shí)也能夠受到科學(xué)思維能力的培養(yǎng)。除此之外，學(xué)生在進(jìn)行地理簡(jiǎn)答題目學(xué)習(xí)的時(shí)候需要具備一定的宏觀思維體系和框架，并且還需要具備一定的理解能力，理解能力的根本來源就在于語文學(xué)科教學(xué)的長(zhǎng)期積累。從這些方面來看，Stem 教學(xué)理念強(qiáng)調(diào)不同學(xué)科之間的相互融合，通過不同學(xué)科之間的融合與彼此支撐，來促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的培育。因此高中教師在探究 Stem 內(nèi)涵和相關(guān)地理教學(xué)策略的時(shí)候，一定要善于思考如何進(jìn)行學(xué)科滲透與彼此支撐，通過整合學(xué)生的綜合能力來進(jìn)行地理知識(shí)的強(qiáng)化。

2.強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生思維創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

在Stem 教育理念當(dāng)中，強(qiáng)調(diào)每一個(gè)學(xué)生都是學(xué)習(xí)當(dāng)中的獨(dú)立個(gè)體，把發(fā)現(xiàn)問題、設(shè)計(jì)解決方法、利用科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)知識(shí)實(shí)施解決方法、將解決方法傳達(dá)給學(xué)生這些方面進(jìn)行有機(jī)整合，具備情境性、實(shí)踐性、協(xié)作性、實(shí)證性。因此他們應(yīng)當(dāng)符合各自的思維能力和知識(shí)整合能力。這和我國(guó)現(xiàn)代教育改革工作的主要內(nèi)涵和潮流也是完全契合的。在我國(guó)現(xiàn)代教育改革工作當(dāng)中，非常重視學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)能力和思維創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，其中就強(qiáng)調(diào)學(xué)生進(jìn)行思維整合和知識(shí)遷移的能力培育。尤其是結(jié)合近幾年來高中地理教學(xué)的高考改革形勢(shì)來看，在近幾年的高中地理改革當(dāng)中更加重視學(xué)生思維能力的考查，一些基礎(chǔ)性的題目也開始以更加豐富多樣的表現(xiàn)形式來進(jìn)行呈現(xiàn)。如果學(xué)生在地理學(xué)習(xí)活動(dòng)當(dāng)中缺乏這種思維整合和知識(shí)遷移的能力，那么他們就很難實(shí)現(xiàn)一些基礎(chǔ)問題的準(zhǔn)確解答。所以在高中地理教學(xué)工作當(dāng)中，教師還需要充分依托Stem 教學(xué)理念當(dāng)中的學(xué)科整合和知識(shí)遷移內(nèi)容，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)能力和思考能力的培育，保證學(xué)生在地理問題的思考過程當(dāng)中，能夠融合不同學(xué)科的理念和思維形式，通過多樣化的視角來進(jìn)行地理知識(shí)的分析和探索，這樣學(xué)生才能具備獨(dú)立的思維競(jìng)爭(zhēng)能力。

三、Stem 教學(xué)理念在高中地理教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中的應(yīng)用策略分析

1.善于進(jìn)行學(xué)科思維的整合，構(gòu)建不同學(xué)科之間的支撐架構(gòu)。

在針對(duì)學(xué)生開展地理學(xué)科教學(xué)活動(dòng)的時(shí)候，尤其是在現(xiàn)代教育改革工作以及高考改革雙向并行的背景之下，教師必須要重視學(xué)生獨(dú)立思維能力和應(yīng)變能力的培育，這樣才能保證學(xué)生在未來高考當(dāng)中能夠占據(jù)獨(dú)特性的優(yōu)勢(shì)。要想快速實(shí)現(xiàn)學(xué)生地理思維能力的提高，教師就要根據(jù)學(xué)生在長(zhǎng)期知識(shí)學(xué)習(xí)過程當(dāng)中的能力和思維基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。比如，教師開展旅游地理這一部分內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)的時(shí)候，其中涉及到非常多旅游地理的相關(guān)理論知識(shí)。如“新西蘭多火山地震，分析其成因，并概述火山旅游活動(dòng)的主要內(nèi)容。”這樣一個(gè)題目，教師細(xì)致推敲就不難發(fā)現(xiàn)旅游地理的知識(shí)和其他學(xué)科之間有著非常強(qiáng)的聯(lián)系性。如學(xué)生要想解讀一個(gè)題目當(dāng)中涉及的重要內(nèi)容，就必須要具備一定的語文閱讀和思考能力，能夠快速把握文章當(dāng)中涉及主要知識(shí)點(diǎn)的重點(diǎn)內(nèi)容。最后得出新西蘭處于印度洋和太平洋板塊交界處，地殼運(yùn)動(dòng)活躍，多火山地震，火山旅游活動(dòng)則是利用火山形成的旅游資源，如火山地貌景觀、地殼運(yùn)動(dòng)形成的地?zé)豳Y源等。最后，學(xué)生還要具備一定的邏輯思維能力支撐他們?nèi)ミM(jìn)行重點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容的比對(duì)和篩選，最終得出不同題目當(dāng)中需要的最終答案。

邏輯思維能力的培養(yǎng)又和數(shù)學(xué)學(xué)科之間直接掛鉤，同時(shí)也涉及到物理和化學(xué)等學(xué)科能力的培育。所以教師在開展這一部分知識(shí)教學(xué)活動(dòng)的時(shí)候，就可以引導(dǎo)學(xué)生整合不同學(xué)科當(dāng)中的思維方法?？傊?，按照這種跨學(xué)科進(jìn)行知識(shí)整合、地位方式借鑒的模式，首先教師可以仿照語文教師進(jìn)行閱讀教學(xué)的形式，先讓學(xué)生通過對(duì)題目的閱讀來確定其中的重點(diǎn)，明確題目可能考查到的重點(diǎn)知識(shí)和內(nèi)容。緊接著教師就要引導(dǎo)學(xué)生去進(jìn)行重點(diǎn)知識(shí)的比對(duì)，分析在不同題目當(dāng)中對(duì)哪一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的考查特征比較明顯，結(jié)合材料去進(jìn)行解讀之后形成最終的知識(shí)框架。最后教師還需要引導(dǎo)學(xué)生以簡(jiǎn)明扼要且富有邏輯的形式來進(jìn)行答案的呈現(xiàn)，要保證答案觀點(diǎn)明確并且形成完整的體系，這就需要用到學(xué)生的邏輯思維能力?？傊處熢谝龑?dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)的時(shí)候，要善于尋找地理學(xué)科與其他學(xué)科之間的聯(lián)絡(luò)點(diǎn)，通過這些聯(lián)絡(luò)點(diǎn)去引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的遷移和轉(zhuǎn)換，這樣就能進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生在地理學(xué)習(xí)活動(dòng)當(dāng)中的思維能力，用長(zhǎng)期學(xué)習(xí)和綜合學(xué)科積累的龐大知識(shí)體系和思維方式來進(jìn)行地理知識(shí)的吸收與學(xué)習(xí)。

2.進(jìn)一步增強(qiáng)地理學(xué)習(xí)活動(dòng)的創(chuàng)新性和實(shí)踐性，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識(shí)。

現(xiàn)當(dāng)代的高考改革工作更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，因此教師在對(duì)Stem 教學(xué)理念進(jìn)行解讀的時(shí)候，也要注重遵守其中的創(chuàng)新與獨(dú)立學(xué)習(xí)的相關(guān)內(nèi)容。例如教師在引導(dǎo)學(xué)生開展地理學(xué)習(xí)活動(dòng)的時(shí)候，可以適當(dāng)?shù)厝诤峡茖W(xué)實(shí)驗(yàn)的思維模式來進(jìn)行相關(guān)教育。如背斜和向斜這一部分的知識(shí)內(nèi)容如果只通過語言表達(dá)的形式來進(jìn)行原理講解的話，很多學(xué)生可能還需要進(jìn)行更進(jìn)一步的鞏固才能充分理解。但是如果教師可以在具體教學(xué)工作當(dāng)中去設(shè)計(jì)有效的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中，去進(jìn)行知識(shí)體驗(yàn)，就會(huì)產(chǎn)生不一樣的教學(xué)效果了。比如，教師在課程開始之前可以準(zhǔn)備一本書和一杯細(xì)沙，通過書本來模擬背斜和向斜這兩種不同的地質(zhì)情況，把細(xì)沙傾倒在模擬的背斜和向斜之上，在此過程當(dāng)中引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用“背斜成山，向斜成谷”的管理去觀察細(xì)沙的流動(dòng)情況，用具體映象強(qiáng)化學(xué)生的把握和理解。這樣一來，學(xué)生就可以通過具象化的觀察快速把握這兩種地質(zhì)情況的主要特征。緊接著，教師再通過彎曲書本的頁面來展示背斜和向斜之間的區(qū)別，得出向斜“巖層向下彎曲，主要的判斷方法是內(nèi)新外老，在一水平面上，中間是新巖層，而兩邊是老巖層”。背斜“巖層向上彎曲，主要的判斷方法是內(nèi)老外新，在一水平面上，中間是老巖層,而兩邊是新巖層”。明確這兩種地質(zhì)情況的儲(chǔ)水能力。

不僅如此，教師還要思考如何在自己沒有輔助和引導(dǎo)的情況之下讓學(xué)生進(jìn)行自主探究，教師可以針對(duì)這一部分的知識(shí)去設(shè)計(jì)相應(yīng)的問題：“你是怎么區(qū)分背斜和向斜當(dāng)中的巖層新老關(guān)系的？”在這個(gè)問題提出之后，教師不要直接引導(dǎo)學(xué)生去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究和設(shè)計(jì)，可以讓學(xué)生先進(jìn)行獨(dú)立的思考和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，然后再選擇優(yōu)秀學(xué)生來進(jìn)行個(gè)人思考結(jié)果的反饋和展示。以這些方法能夠很好地將學(xué)生放到地理學(xué)習(xí)的主要地位，讓學(xué)生在地理學(xué)科的學(xué)習(xí)活動(dòng)當(dāng)中擁有更多的思考和探究空間，真正意義上促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。所以教師在引導(dǎo)學(xué)生開展地理知識(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)的時(shí)候，一定要充分借鑒 Stem 當(dāng)中的創(chuàng)新知識(shí)理論，全面促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的養(yǎng)成，最終落實(shí)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培育。

結(jié)束語

總而言之，在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行高中地理知識(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)的時(shí)候，教師一定要尊重高中階段的地理學(xué)科主要特征，根據(jù)學(xué)生的地理學(xué)習(xí)實(shí)際情況來進(jìn)行教學(xué)思維的分析和調(diào)整。在具體的教學(xué)引導(dǎo)工作當(dāng)中，教師要充分解讀 Stem 教學(xué)理念所包含的4 個(gè)重要內(nèi)容，充分強(qiáng)化地理學(xué)科與其他學(xué)科之間的聯(lián)絡(luò)性，通過構(gòu)建不同學(xué)科彼此支撐的機(jī)制來強(qiáng)化學(xué)生的知識(shí)遷移能力，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生思維能力的提升。不僅如此，教師還要善于擴(kuò)展學(xué)生的自主探究空間，使學(xué)生在地理學(xué)習(xí)的活動(dòng)當(dāng)中更多地去進(jìn)行實(shí)踐操作，通過這種實(shí)踐操作的形式也能更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，真正促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化地理學(xué)科競(jìng)爭(zhēng)力的培養(yǎng)?？傊挥薪處煵粩喾治鯯tem 與地理教學(xué)理念之間的關(guān)系，善于進(jìn)行現(xiàn)代化教育方式的創(chuàng)新與思考，才能最終實(shí)現(xiàn)高中地理教學(xué)活動(dòng)的質(zhì)量提升，落實(shí)學(xué)生的學(xué)科核心素質(zhì)培養(yǎng)的根本目的。