基于STEAM理念的问题式教学设计

赵晓明

摘  要：本文基于STEAM教育理念，结合地理学科综合性和区域性特点，在地理教学设计中，利用地理信息技术，希沃技术，“以博斯腾湖湖水盐度和人类活动的关系”为情境，以任务驱动、问题探究等教学方式为主，强调学生要在真实的情境中对湖水的盐度进行深度学习，在教学中提升了学生探究能力和综合思维能力，培养了地理学科核心素养 。

关键词：STEAM理念;情境;湖水盐度

STEAM（Science，Technology，Engineering，and Math）教育是科学、技术、工程、数学教育的简称，STEAM教育的独特价值，在于通过整合为学生提供逼近真实、富有现实意义的学习情境，以利于学生高阶思维与积极情感的投入，解决复杂问题，从而全面提升学生知识、能力与情意方面的核心素养。因此，STEAM教育也被作为当前教育培养学生21世纪技能以及核心素养的“疗效药”。综观全球，尽管各个国家和地区因地制宜而开展的STEAM教育不尽相同，但绝大多数国家和地区都认为，学科课堂是STEAM教育不可或缺的主要途径。那么，如何借鉴国内外已有经验，开展多学科整合、校本实施STEAM教育，以更好地提升学科课堂培养学生发展核心素养的育人功能与质量？

本文以联系现实生活的综合性主题来整合学科教学内容，以博斯腾湖湖水盐度的变化为切入点，在学科课堂中渗透STEAM教育 ，创设课堂教学情境和学习任务，探讨人地关系，树立可持续发展的意识。

一、开发真实地理素材

设计依据：本节是高三复习课，根据课标要求结合实例，从地理环境整体性和区域关联的角度，比较不同区域发展的异同，说明因地制宜对区域发展的重要意义。在教学中通过专题形式，以博斯腾湖湖水盐度的变化为真实情境， 基于STEAM教育理念，利用地理信息技术（Google Earth）、希沃技术，通过任务驱动，问题设置来推动教学环节，利用地理的基本原理和规律，以影响湖水盐度的因素为切入点，发现湖泊环境各要素的特征、演变过程，以及湖泊与人类活动的关系，探讨内陆湖泊的可持续发展。引导学生面对复杂现实情境时如何分析问题，解决问题，从生态文明建设的角度，理解人与自然的关系。

二、教学过程设计

（一）创设问题情境：播放中国最大的内陆淡水湖--博斯腾湖视频，激发学生对博斯腾湖的兴趣，利用地理信息技术（Google Earth）和希沃技术，展示博斯腾湖的地理位置及周边状况的遥感影像图。学生通过观察遥感地图的不同图层，感受博斯腾湖，了解博斯腾湖的自然地理特征，增强学生真实情境的代入感，基于STEAM教育教学的理念，为综合性主题引出一连串地理问题（部分试题改编于2016年广东中山模拟测试题）：

问题1——博斯腾湖是我国最大的内陆淡水湖，试分析其为内陆湖，却成为淡水湖的原因？

细化问题：①什么是内陆湖，外流湖？②什么是淡水湖，咸水湖？③分析影响湖水盐度的因素？

设计意图：学生通过已有知识，查阅相关的地图册和遥感影像图，自主完成学习基本概念，首先理解和区分基本概念内陆湖、外流湖，咸水湖、淡水湖，进一步分析成因，在这个过程中提高了学生获取和解读地理信息的能力以及基本原理和规律分析地理问题的能力，增强了学生的地理实践力。

最后师生共同总结影响湖水盐度的因素如下知识框架：

过程评价：学生在思考中出现了内流湖、外陆湖等混淆概念，在小组展示中发现了学生思维中的堵塞点，能够很好的疏通学生的思路，问题具有梯度性，让不同层次的学生都有表现和成功感，落实了新课程倡导的思维结构评价和表现性评价。

问题2：进一步展示遥感图观测图，通过观察，发现博斯腾湖东南侧不远区域形成了槽状盐沼池，结合遥感图和水循环知识分析原因？

细化问题：①水循环的过程和环节？②引导学生形成盐沼池说明盐度上升，从湖水的盐度角度分析

设计意图：本题难度有所上升，博斯腾湖虽为淡水湖，但是周围却存在盐沼，说明地理环境是复杂的，体现了地理环境的非地带性，学生要用辩证的观点看待地理事物，通過分析盐沼的成因，能为可持续发展提供策略。

师生共同总结：在这个过程中，体现了蒸发、蒸腾---水汽输送——大气降水——地表径流——下渗——地下径流，学生通过水循环的过程和缓解结合材料，博斯腾湖水通过地下径流输入盐池，盐池蒸发量大，且地下径流与博斯腾湖水交换缓慢，盐分积累，形成盐沼池。

过程评价：在探讨和展示过程中，发现学生的综合运用知识的能力还不足， 无法把基本原理和规律运用到真实情境中，教师要帮助学生构建STEAM综合性知识框架，让学生明白解决问题的切入点。让学生形象、生动的理解水循环的各个环节。

问题3——通过博斯腾湖视频，博斯腾湖水域辽阔，波光连天。博斯腾湖西南部岸边长满芦苇，牧草丰茂，湖面则遍布野莲，每至花开时节，满湖香气，一池粉色，天鹅、野鸭、大雁栖息其中，交颈颉颃，生机勃勃。博斯腾湖东部则是一潭死水，盐分比较高，植被很少。试结合水循环与自然地理环境整体性原理分析湖泊西侧环境成因。

细化问题：①如何理解自然地理环境的整体性？②想分析成因，应该从遥感地图上获取哪些地理信息？③回归探讨主题

设计意图：探讨博斯腾湖西部沿岸环境的原因。学生通过思考解决问题需要哪些地理信息，查找遥感地图，利用地理环境的整体性的原理，从气候、地形、土壤、水源等角度分析。

师生共同总结：博斯腾湖位于新疆，位于干旱区，降水小，蒸发旺盛，湖泊的盐度主要取决于淡水河流注入量。湖泊西南部有两条河流注入，淡水资源丰富，湖泊盐度低，东侧缺少河流淡水注入，盐分较高，不适宜芦苇等生物的生长。西部地形坡度较小，地形较平坦，浅滩面积广，适宜芦苇生长;湖泊西南部有两条河流注入，河流带来有机质，为芦苇的生长提供了肥沃的土壤。

过程评价：在这个过程中，体现了STEAM理念，学生通过提问-想象-展示成果-改进成果，锻炼了学生的综合思维。提高了学生在已有的知识框架下，结合具体情境和案例来解决问题 。

问题4——近几十年博斯腾湖的含盐量不断上升，目前博斯腾湖水已经不能自流入孔雀河，只能依靠闸站提水。结合遥感图信息，试分析博斯腾湖盐度上升的原因。

设计意图：让学生意识到博斯腾湖的盐度不是一成不变的，进一步理解影响湖水盐度的因素，在人类活动的发展过程中要注重维持生态平衡，人与自然的和谐发展。

师生共同总结：

去水——通过材料（不能自流入孔雀河）——排水受滞，湖水蒸发量大，导致盐分的积累。

来水——引河水灌溉，导致入湖淡水减少;农田排盐，导致湖泊盐分增加;

过程评价：在这个过程中，体现了“一果多因”，单独的个体很难把所有的原因都考虑齐全，小组合作起到了很好的效果，在讨论中学生的思维得到了碰撞，最后通过生生互评，师评，使课堂气氛融洽，发现了新问题，提高了讨论活动的效率，培养了地理实践力，落实了地理核心素养。

问题5——针对博斯腾湖盐度的变化，探讨实现博斯腾湖盐度平衡，应采取哪些措施？

设计意图：本题开放性较强，探讨博斯腾湖区域的可持续发展，能够锻炼学生的发散思维和创新思维。在真实情境中学生解决地理问题，符合地理核心素养。

师生共同总结：增加开都河水入湖量，提高博斯腾湖水位，发展节水农业，减少灌溉用水，退水排放。跨流域调水，增加博斯腾湖的补给量。

过程评价：在这个过程中学生的综合思维得到了很好的鍛炼，能够从复杂的情境中提高解决问题的能力，学生从宏观的、微观的角度采取了各种措施，给学生的思路是针对问题和原因找措施。

二、教学设计的总结

本课基于STEAM理论，创设情境，以湖水盐度为切入点，随着问题链的步步 引导，逐层递进，学生在分析问题、解决问题过程中，思维的深度和广度得到提升，对知识的理解程度、迁移运用和语言表达得到了锻炼，情感得到升华，体会到了区域发展的责任担当，在过程中，体现了自助探究、同伴协作，知识的获取途径多元化和综合性，提升了核心素养。

参考文献：

[1]林静.STEAM教育如何对接核心素养.教育红论[M]，2017-07-10