初中地理教学中STEM理念的应用研究

孙 焓

（江苏南京育英第二外国语学校，江苏南京 210044）

初中地理教学中STEM理念的应用研究

孙 焓

（江苏南京育英第二外国语学校，江苏南京 210044）

2010年，中国开启了新一轮的教改，人民网这样来概括本次教改：“由‘规定动作’到‘自选动作’。”在此背景下，《义务教育地理课程标准（2011版）》应运而生，其对课程性质、课程基本理念等进行了修改，强调了课程的生活性、实践性等。然而，在日常教学中落实课程标准，绝非易事。放眼大洋彼岸的美国，也在进行着不同程度的教育改革。在美国教改领域中，值得注意的是，奥巴马政府多次强调STEM的重要性，将STEM教育和国家竞争力紧密相联，把STEM提升到国家战略高度。另据报道，南京市自2015年9月将建设100个STEM课程实验室，其中就包括地理实验教室。笔者在2014年曾到美国四所高中，现场观摩了几节STEM课堂，收获颇丰。笔者拟通过在分析初中地理教学现状基础上，借鉴STEM教育精髓，实现初中地理教学方式的改革和创新。

初中地理教学；STEM教育

一、STEM教育简介

STEM是指多学科的交叉集成，包括科学、技术、工程和数学四大领域，但并非四者的简单组合，而是把学生学习到的各学科知识与机械过程转变为一个探究世界相互联系的不同侧面的过程。

在“项目引路（PLTW）”机构网站上可以看到它对SETM教育特征描述为：“以活动为基础、以项目为基础和以问题解决为基础的学习，提供一种动手做的课堂体验。学生在应用所学到的数学和科学知识来应对世界重大挑战时，他们创造、设计、建构、发现、合作并解决问题[1]。

二、现阶段初中地理教学中存在的问题

1.教师教学过程和学生学习过程格式化

以一节初二年级的区级公开课为例，教者教龄五年，课题为《西双版纳》，教师课前进行了精心备课，制作了非常美观、内容丰富的幻灯片，从反馈练习效果看，学生也基本掌握了学习目标。

这节课从形式上说，有视频；有小组讨论；有角色扮演；有导学案；有反馈练习，在很多老师看来，如果一节公开课没有这些，大家都会觉得不正常、有缺陷，为何？因为大家的脑海中对公开课已经有了比较固定的“格式”，或者说叫“模板”。学生在分析地理位置时，被要求从“海陆、纬度、相对（半球）”设置好的填空开始，在其余活动环节中，学生的小组合作也大部分是在课本中找好答案之后填空，也包括最后的反馈练习题。在众多“格式”的限制下，学生的思维很难发散，个性很难张扬。

2.学生缺乏实践

2011版新课标对课程的实践性这样概括：“地理课程含有丰富的实践内容，包括图表绘制、学具制作、实验、演示、野外观察、社会调查和乡土地理考察等，是一门实践性很强的课程。”[2]

由于条件限制，加上课时有限，只有少部分学校的地理课堂能够开展丰富多彩的地理实践活动，大部分学校只能进行图表绘制等简单实践活动，甚至部分学校都没有实践活动。然而，实践环节的缺失很大程度上降低了学习过程的趣味性，也降低了学习的深度，从而降低了学生学习地理的热情。以至于很多学生对初中地理的最深印象就是考试前的“知识提纲”的背诵。

3.学生缺乏合作

笔者在2016年4月曾经在本校初一、初二、初三三个年级做了一份关于合作学习的问卷调查，近1300份问卷中，78.2%的学生喜欢用小组合作的形式上课，只有5.2%的学生选择老师会经常组织小组合作式学习，91%的学生选择老师会在公开课中采用小组合作学习，64%的学生认为相比于小组合作学习式的课堂，“常态课”能学到更多的知识。

这些数据反馈出的问题有，学生独立学习活动占多数，合作学习很少；大部分学生喜欢小组合作学习的方式；小组合作学习更多的成为公开课上教师作秀的工具，大部分的小组合作学习效率不高。然而，经过笔者对区内外的6所学校的调查，这些现象并不是个案，而是具有普遍性的。

4.课堂预设成分多，生成少

笔者在与很多同仁的交流中发现，现在的课堂中，很少有学生会主动问问题。那么，什么原因使得学生几乎丧失了提出问题的能力？课堂中，学生的这种主动的问更多地被回答老师的问题所代替了。

很多老师在课堂中遇到学生突然提出的“跑偏”问题、“奇怪”问题，可能会避而不答地冷处理，其实，如果学生所提的问题不是和本节课毫无关系，我们是否可以考虑用合适的方式解答，而不是怕耽误时间，课上不完，如果这些问题异常出彩，何不花点时间组织学生探讨，这时的小组合作、小组间的交流以及对地理知识的运用也许来得更加真实、有效，这些生成某种意义上说，比教师备课中的预设来得更有价值。笔者认为应该珍惜并抓住每一次学生质疑或提问的机会，让这颗“种子”开花发芽。

三、初中地理教学中STEM理念应用案例

STEM教育的特点在于打破学科界限，建立学科集成，将思维习惯向“高阶思维”提升。在活动、项目、问题解决的基础上，引导学生创造、设计、建构、发现、合作并解决问题。而这些恰恰就是我们的新课改渴望达成的内容。

笔者经过归纳总结，拟借助STEM理念提出对上述问题的改进建议，并且进行了相关实践。

1.活用教材，增强开放性，提升学生思维品质

在每个STEM教育课例中，问题的设计是开放性的，学生的思维也是高度活跃的。因此，教师在每一章节内容的备课时，可以根据学情，敢于将教材内容进行整合、重组。在编写导学案时，少采用填空等限定格式类型的问题设计，更多的是有一定探究空间、开放性的问题设计。在学生的探究环节，教师不做过多的限制性要求，鼓励学生在自主探究的基础上，相互纠错，发现并解决问题，把更多提问的机会留个学生，而不是老师的满堂问。教师在课堂素材的选择方面，一节没有视频，没有动画，没有课件的课堂同样可以非常精彩，立足辅助教学原则，不能让课堂去为多媒体服务。

2.注重学科集成，引入项目式、课题式学法，为学生创造和发现搭建平台

南京市STEM地理实验教室的建设拉开了STEM教育走进地理学科的序幕，未来更多试点建成后将为STEM地理项目学习的开展提供基础支撑。

笔者于2014年观摩美国洛杉Bell High Shool的一节STEM示范课，专用教室内有一辆架在升降平台上的汽车，数台苹果电脑及各种仪器和检修设备，课题为“汽车转向系统故障检测及修复”，课堂中，学生被分为4个组，分别完成故障码数据采集、数据分析、转向系统结构分析、修复策略制定及实践四个任务，时间设定为半天，总结下来，本节课具备真实情境、探究、团队协作、问题解决等要素，当然，这需要学生具备一定的与汽车相关的知识和实践准备，很难复制照搬。而作为初中地理学科，可以借鉴STEM课程中项目学习的方式，拓展和提升学生学习的空间。

项目或者课题形式的学习实践性强，学习内容往往贴近学生的生活，与书本知识相比，对于孩子们有更强的吸引力，可以充分提高学生的参与度，特别是学生在数据采集、社会调查、实验等环节中，会有大量的动手实践的机会，实践能力也会得以提升。如果以团队形式开展，更能使学生的协作能力、团队意识有有所提升。

笔者在学期初展开每月一次“我的课堂我做主”的课题自选活动，学生按照教师所列出的课题清单进行选择，各个班级可以选择不同课题，然后学生根据课题，进行研究性学习。

例如，我校六位来自三个年级的同学组成团队，对我区冶山铁矿进行采矿业发展相关情况调查并作出分析，主要围绕冶山铁矿的自然成因、当地采矿业的发展及其相关带动效应、当地采矿业发展带来的环境问题、当地如何应对所面临的资源即将枯竭问题等进行为期一个月四次的实地考察，在同学家长的支持下，本次活动顺利展开，同学们深入到矿区进行实地调查，也得到了矿区领导的支持，委派了专门的工作人员进行讲解，并且提供了相关的资料，在实地调查之后，6人小组对所搜集的资料进行了汇总，形成了一份初步调查报告，在每月一次的“探索发现”社团活动中展示并讨论交流。学期末时还在全校师生面前做了汇报，受到了大家的一致赞誉，在此之后很多学科学习小组前来取经，如雏鹰假日小队，同学们在互相交流当中，再一次得到了提升。类似的自选课题研究性学习还有“对全面放开二孩政策的群众问卷调查”“化学工业园区空气质量调查报告”“六合区国家地质公园探秘”等等。

当然，如果课题选择不合理或者准备不充分，学生在实际操作过程中会遇到很多困难，使得项目无法完成。因此，教师在进行项目、课题确定的时候，不管是网络调查还是社会调查、野外考察等，一定要立足学情，选择让学生“跳一跳够得着”的课题、项目，才能切实使得学生得到真正的锻炼。

3.利用好课堂中的生成性资源

比如在《地球的公转》一课中，笔者在问及地球公转产生的地理现象的时候，有学生回答季节的变化和五带，接着有学生反驳道：“课本上就是季节的变化，并没有明确指出五带是由于公转产生”。此后，我们围绕这个问题进行了专题分析—“地球五带成因分析”。这节课，由于该问题的探究，预设的任务没有完成，但学生在该问题的探究中表现出了浓厚的兴趣，并且积极参与讨论，迸发出了思维的火花，很多学生提出了问题，这些问题正是他们想要知道的，而不是老师要传授给他们的。同时，本次活动还可能激发学生的批判性思维，不唯课本，从而加深了对课本知识的认识。

再如，在谈到“活动积温”概念时，有学生发问：“如果通过人工的方式在短时间内让农作物得到成熟所需的积温，它能成熟吗？”当时我觉得这个问题我没有把握回答，然后我和同学们一起讨论起来，还请来了生物老师一起和学生探讨，虽然最终没有确定的答案，但过程中，每个学生都是专注的，思维是高度活跃的，这正是STEM教育所倡导的学科集成理念，在问题解决的基础上，学生进行建构、发现、合作，这是传统课堂达成不了的。

当然，预设和生成相辅相成，我们应该在做好预设的基础上，注重课堂中生成性问题处理。

[1]赵中建.STEM视野中的课程改革[J].人民教育，2014⑵：64-67.

[2]中华人民共和国教育部制定.义务教育地理课程标准（2011版）[M].北京：北京师范大学出版社,2012.

孙焓，1984.5生，男，江苏省灌南县人，一级教师，现任南京育英第二外国语学校教师。