基于STEAM教育理念的中學(xué)地理課堂深度學(xué)習(xí)研究

樊靈草　南海平　邵岳

STEAM教育最早起源于美國，是將科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）五大學(xué)科融合，基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)（Project-based Learning）的科學(xué)探究過程和工程設(shè)計過程，來連接抽象知識與生活實(shí)踐問題的解決過程。STEAM教育有別于單學(xué)科、重書本知識以及以考試為主導(dǎo)的傳統(tǒng)教育。這也說明STEAM教育理念并不是孤立于知識教育之外的，而是主張基于知識且著眼于知識的應(yīng)用與創(chuàng)造的深化學(xué)習(xí)過程。地理學(xué)科的特點(diǎn)即區(qū)域性和綜合性，決定了其跨度大、實(shí)踐性強(qiáng)等特性，而學(xué)科間的壁壘限制了地理課堂的深入開展與學(xué)生的深度學(xué)習(xí)；同時，目前的地理學(xué)科學(xué)習(xí)中依然存在教師重知識傳授、忽視聯(lián)系生活實(shí)際、機(jī)械性刷題等現(xiàn)象。融入STEAM教育理念的地理教學(xué)，將創(chuàng)新思維貫穿以學(xué)生為主的學(xué)習(xí)全過程，充分激發(fā)學(xué)生的主動性與積極性，有力促進(jìn)學(xué)生的個性化發(fā)展與合作成長，實(shí)現(xiàn)中學(xué)地理課堂的深度學(xué)習(xí)。因此，筆者將基于STEAM教育理念，闡述地理學(xué)科深度學(xué)習(xí)的理論與策略。

一、基于STEAM教育理念的中學(xué)地理課堂學(xué)習(xí)內(nèi)涵

1.STEAM教育理念。

STEAM教育的原身為STEM教育，鼓勵學(xué)生在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行綜合發(fā)展和提高，培養(yǎng)綜合性學(xué)科素養(yǎng)，從而提升其全球競爭力。而后，引入了Arts，也就是藝術(shù)，以提升學(xué)生的藝術(shù)審美能力與鑒賞能力，從而使得STEM教育更加全面。STEAM教育就是集科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)多領(lǐng)域融合的綜合教育?？v觀國內(nèi)，STEAM教育起步較晚，但在歐美市場發(fā)展較為成熟，教育行政管理部門是最主要的推動者。

STEAM教育基于信息通信與數(shù)字媒體的教學(xué)方式，注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，能夠提高學(xué)生綜合素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。通過踐行STEAM教育理念，把科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)作為一個教學(xué)活動的整體。對于學(xué)生而言，能夠運(yùn)用批判性的復(fù)合思維發(fā)現(xiàn)并解決問題，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和知識應(yīng)用能力；對于學(xué)校教育和社會而言，STEAM教育能夠培養(yǎng)順應(yīng)時代要求的綜合型人才。因此，STEAM教育愈發(fā)成為全球?qū)W校教育的重要趨勢之一，即從分科到綜合的課程變革走向成為教育的大勢所趨，STEAM教育的流行也正是源自于學(xué)科統(tǒng)整和綜合課程的理念。

2.基于STEAM教育理念的中學(xué)地理課堂學(xué)習(xí)。

地理學(xué)是一門研究地理環(huán)境與人類活動關(guān)系的科學(xué)。其中，中學(xué)地理兼有自然科學(xué)和社會科學(xué)的內(nèi)容，因而在本質(zhì)上具有綜合性、區(qū)域性等特點(diǎn)。這與STEAM教育理念在培養(yǎng)綜合型人才的教育目標(biāo)上具有內(nèi)在一致性。在貫徹STEAM教育理念的中學(xué)地理課堂上，地理教師不再是知識的傳授者，而是問題的設(shè)計者。地理教師通過拋出一個個真實(shí)而有實(shí)際意義的地理問題或者活動項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入真實(shí)的地理情境中，融合多學(xué)科知識，在解決現(xiàn)實(shí)問題中深化對于地理知識的掌握與應(yīng)用。

例如，在介紹農(nóng)業(yè)發(fā)展條件的相關(guān)內(nèi)容時，地理教師可以借助圖片或AI影像為學(xué)生真實(shí)呈現(xiàn)一個地域空間，請學(xué)生站在農(nóng)場主的角度，思考如何規(guī)劃與利用各地塊發(fā)展農(nóng)業(yè)，并且給出具有實(shí)際操作意義的農(nóng)業(yè)發(fā)展方案，從而獲得更大的經(jīng)濟(jì)與生態(tài)收益。在這樣真實(shí)的問題場景中，學(xué)生以小組為單位，首先利用科學(xué)知識分析氣溫、降水、光照以及地形等條件可能對農(nóng)作物生長造成的影響，再分析不同農(nóng)作物適宜發(fā)展的自然地理?xiàng)l件與社會人文條件。然后，運(yùn)用了解到的知識，分析如何利用不同農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)去發(fā)展不同的農(nóng)作物，從而彌補(bǔ)自然地理?xiàng)l件的先天不足。在這個過程中，學(xué)生不可避免地會利用到數(shù)學(xué)知識去計算溫差、降水量等，以及計算大致的單位經(jīng)濟(jì)收益。最后，學(xué)生可以繪制區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展分布圖，以便幫助農(nóng)場主了解發(fā)展規(guī)劃。

二、基于STEAM教育理念，中學(xué)地理課堂深度學(xué)習(xí)的特征及過程

基于STEAM教育理念中學(xué)地理課堂深度學(xué)習(xí)，是指學(xué)生在理解基本地理知識的基礎(chǔ)上，批判性地接受新的觀念并納入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，在新的地理問題情境中遷移應(yīng)用，做出決策，解決地理問題的學(xué)習(xí)過程。

基于STEAM教育理念，中學(xué)地理課堂深度學(xué)習(xí)主要具有以下三點(diǎn)特征：第一，強(qiáng)調(diào)批判性思維。在此地理課堂學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的地理思維是不受束縛的，也就是說地理問題是沒有固定答案的，學(xué)生不斷地對舊問題、舊答案提出新的質(zhì)疑，不斷補(bǔ)充新的想法。第二，注重知識遷移。學(xué)生通過地理思維縱向發(fā)散，關(guān)聯(lián)不同學(xué)科知識，實(shí)現(xiàn)地理課堂學(xué)習(xí)的深度向下剖析。第三，面向問題解決。學(xué)生在地理課堂上的學(xué)習(xí)圍繞著現(xiàn)實(shí)地理問題展開，學(xué)習(xí)新地理知識的目的在于解決地理問題，而解決地理問題不能依賴單純的地理知識，還會運(yùn)用到數(shù)學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科知識。

而基于STEAM教育理念，中學(xué)地理課堂深度學(xué)習(xí)所涉及的一般過程主要包括：首先，地理教師以真實(shí)的問題情境，引起學(xué)生的有效注意，這是起點(diǎn)；然后，引導(dǎo)學(xué)生回憶已學(xué)過的地理知識，重新分析地理問題，找到存在的缺口，納入新知識，構(gòu)建深度地理理解，這是前提；而后，學(xué)生借助深度理解的地理知識去直接遷移與應(yīng)用，解決地理問題；最后，引導(dǎo)學(xué)生做好深度評價反思，形成地理知識學(xué)習(xí)與應(yīng)用的閉環(huán)。

三、基于STEAM理念地理學(xué)科深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐策略

1.更新觀念，打破學(xué)科壁壘。

打破學(xué)科壁壘，打造新的地理課堂模式，構(gòu)建學(xué)科素養(yǎng)。近幾年，新一輪科技革命正在迅速改變?nèi)藗兊纳罘绞胶退季S模式。原有的學(xué)科劃分體系已不能滿足時代需要，學(xué)科交叉勢在必行。因此，打破傳統(tǒng)學(xué)科之間壁壘，增強(qiáng)不同學(xué)科之間的相互融合，相互促進(jìn)，是中學(xué)課堂今后的發(fā)展趨勢，也是適應(yīng)新課改的必然結(jié)果。而STEAM教育理念中的“S”科學(xué)與“A”藝術(shù)素養(yǎng)正是此趨勢的背景參考，還有“T”技術(shù)和“E”工程技能起到了重要的輔助與指導(dǎo)作用。

從教師層面講，備課就要更新觀念，不只是本學(xué)科教師的相互研討，有必要的話需要多學(xué)科教師參與，通力解決備課中的“疑難雜癥”。比如，講地球的運(yùn)動相關(guān)內(nèi)容時就需要數(shù)學(xué)、物理教師的參與，解釋天體運(yùn)動中涉及的力及計算等相關(guān)知識與技能；介紹地球表面形態(tài)中涉及的化學(xué)反應(yīng)可以求助相關(guān)學(xué)科教師；等等。打破學(xué)科壁壘，不僅能夠豐富地理課堂內(nèi)容，構(gòu)建地理學(xué)科素養(yǎng)，同時也能拓寬學(xué)生的知識面。

從學(xué)生層面講，傳統(tǒng)的課堂是教師講，學(xué)生聽，學(xué)生被動接受，教學(xué)效率低下，是一種淺表學(xué)習(xí)。淺表學(xué)習(xí)是一種以完成外在任務(wù)、避免懲罰為取向的學(xué)習(xí)行為，以機(jī)械記憶和反復(fù)操練為主，缺少深度思維加工，因此學(xué)習(xí)成果多以復(fù)制為主，難以實(shí)現(xiàn)知識的遷移和深化。淺表學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)相對，在某些方面反映出實(shí)質(zhì)上是不會學(xué)習(xí)。學(xué)生必須更新觀念，自己才是學(xué)習(xí)的主人，是課堂的主體，只有主動、全身心地投入深度學(xué)習(xí)，才能激發(fā)學(xué)習(xí)潛質(zhì)，學(xué)到有用的知識，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)知識遷移，用地理知識解決實(shí)際問題，使自己多維度的能力得到提升。STEAM教育理念倡導(dǎo)學(xué)生跨學(xué)科、深度學(xué)習(xí)。比如可以把科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科融入地理課堂中，以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情，為學(xué)生深度學(xué)習(xí)地理學(xué)科創(chuàng)造契機(jī)。

學(xué)科之間相互聯(lián)系、相輔相成、相互促進(jìn)，甚至相得益彰。新知識新領(lǐng)域快速拓展，知識體系綜合趨勢日益增強(qiáng)，新興交叉學(xué)科不斷涌現(xiàn)。教師與學(xué)生都要更新理念，接受并積極適應(yīng)新的教學(xué)模式，以提高地理課堂效果，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長、共同提升的多贏發(fā)展。

2.創(chuàng)設(shè)情境，解決實(shí)際問題。

STEAM教育強(qiáng)調(diào)真實(shí)情境，為了激發(fā)學(xué)生對地理學(xué)科的興趣，深度投入地理課堂，教師可以從學(xué)生熟悉的日常事例說起，從生活中生動的實(shí)地場景出發(fā)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，讓枯燥的地理課堂“活”起來“動”起來。例如，在教學(xué)熱力環(huán)流的相關(guān)內(nèi)容時，教師就先播放一個人在切洋蔥時“淚流滿面”的視頻，然后提出問題：怎樣解決切洋蔥的困境？讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決現(xiàn)實(shí)問題。再如，在介紹環(huán)境保護(hù)的相關(guān)內(nèi)容時，創(chuàng)設(shè)情境：為了就地保護(hù)朱鹮，為其制作了高大的喬木并在上面建造了鳥巢，為了防止蛇的偷襲，學(xué)生需要在樹干上做怎樣的裝置？這樣的情境令學(xué)生腦洞大開，興趣盎然。創(chuàng)設(shè)情境是地理教學(xué)的有效方法，也是充分激發(fā)學(xué)生潛質(zhì)的特殊方式，能體現(xiàn)學(xué)生的價值所在。

全面深化課程改革以來，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)是重要任務(wù)，教師應(yīng)基于地理教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，讓學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)問題，從而促進(jìn)學(xué)生地理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

3.搭建環(huán)境，生成智慧課堂。

數(shù)字化、全球化、知識經(jīng)濟(jì)時代背景下，隨著生產(chǎn)方式和經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)型，未來社會對創(chuàng)新型、復(fù)合型、具備多學(xué)科背景人才的需求更加突出。順應(yīng)時代發(fā)展，新課改對教學(xué)環(huán)境的要求也日益提高。所以，教師可以搭建信息化的教學(xué)環(huán)境，生成智慧課堂。

工欲善其事，必先利其器。中學(xué)地理課堂的教學(xué)環(huán)境也需要革新：需要創(chuàng)設(shè)物質(zhì)環(huán)境、語言環(huán)境、操作環(huán)境，讓學(xué)生樂在其中，全身心投入地理課堂。學(xué)校層面需要提供硬件，即物質(zhì)環(huán)境，像創(chuàng)客教室、地理教室、美術(shù)教室、多媒體錄播教室及“互聯(lián)網(wǎng)+”等，還必須有能解決網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺bug等技術(shù)團(tuán)隊(duì)的軟件。教育部頒布的《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見》明確指出，要探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式。

讓學(xué)生身處一個有效的學(xué)習(xí)環(huán)境，生成智慧課堂，地理教學(xué)將會事半功倍，學(xué)習(xí)效率和效果都將得到指數(shù)倍的提升。如水土流失、水循環(huán)、海水淡化、火山噴發(fā)、地震模擬等地理實(shí)驗(yàn)裝置就需要信息化的教育環(huán)境才能很好地完成。實(shí)驗(yàn)的趣味性與形象性，更能引起學(xué)生注意，有利于調(diào)動學(xué)生自主投入、積極思考、深度參與，從而充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，更有利于學(xué)生的全面發(fā)展。

4.培養(yǎng)自信，建立形成性評價機(jī)制。

人在自信的情況下，可以把潛力發(fā)揮到500%以上，而沒有自信或自卑的人，只能發(fā)揮自己潛力的30%?？梢?，自信對人而言多么重要。然而，自信并不是與生俱來的，需要后天的培養(yǎng)。教師在地理課堂應(yīng)采用形成性評價，并不單純從成績出發(fā)，應(yīng)重視學(xué)習(xí)的過程與體驗(yàn)。評價將從多維度展開，以此來培養(yǎng)學(xué)生自信心。

STEAM教育理念強(qiáng)調(diào)多學(xué)科融合，地理課堂又涉獵面很廣，為學(xué)生自評、互評及專家點(diǎn)評提供了平臺。比如，在學(xué)生深度投入的“朱鹮之家”地理環(huán)保課堂中，為了增強(qiáng)學(xué)生的自信心，我就設(shè)置了“STEAM展示，彰顯成就”環(huán)節(jié)，請每組學(xué)生先自評，說出作品的優(yōu)點(diǎn)；再請其他同學(xué)對作品互評，肯定優(yōu)點(diǎn)，指出可以優(yōu)化提升的方面；然后請專家對每幅作品進(jìn)行客觀、公平、公正的點(diǎn)撥，幫助學(xué)生逐漸樹立自信心。

自信是成功的基礎(chǔ)，古往今來的成功人士都具有一個共同的特點(diǎn)，即自信。自信的人可以化渺小為偉大，化平庸為神奇，讓學(xué)生相信自己，充滿對自己的自豪感。地理課堂的科學(xué)性評價對地理教學(xué)也有診斷價值，對教師有監(jiān)督意義，是地理教學(xué)不可或缺的一個環(huán)節(jié)。

四、結(jié)語

地理課堂隨著云計算、大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，以及新一輪的課改要求也在不斷革新以順應(yīng)時代培養(yǎng)人才的需求。STEAM教育理念下的地理課堂深度教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生，教師與學(xué)生都需要更新觀念，打破學(xué)科壁壘，把科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科融入地理課堂中來，打造高中地理課堂的新模式、生成課堂新主人。創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，解決現(xiàn)實(shí)問題，學(xué)有用的地理知識并會知識遷移；創(chuàng)造教育教學(xué)環(huán)境，借助信息化、網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)代手段生成智慧地理課堂利于學(xué)生深度參與其中，樂在其中；為了培養(yǎng)學(xué)生自信心，深度投入地理課堂，必須建立科學(xué)的評價機(jī)制。因材施教、因人而異的評價體系建立非常必要。新的地理課堂模式，必然要以思維創(chuàng)新體現(xiàn)觀念更新，通過創(chuàng)設(shè)情境、生成智慧課堂、建立科學(xué)的評價體系來實(shí)現(xiàn)，基于STEAM理念的地理課堂深度學(xué)習(xí)模式的構(gòu)建，也是學(xué)科建設(shè)不斷深化的結(jié)果，更符合學(xué)科發(fā)展的規(guī)律。