高中地理STEAM教学实践探究——以“地貌的观察”一课为例

■ 武汉市汉铁高级中学 叶雅文

一、STEAM教学的设计

1.课标要求

本节内容主要落实课标中“1.4通过野外观察或运用视频、图像，识别3—4种地貌，描述其景观的主要特点”这一内容要求。该要求属于地理必修一模块三方面内容中的“自然地理实践”。本节课选取的是在湖北广泛、常见的地貌——河流地貌。课标要求的行为动词是“识别”“描述”。“识别”是通过谷歌地图观察，识别天兴洲是长江中游的河流堆积地貌以及天兴洲所在的自然环境；“描述”是用地理学科视角、学科术语描述天兴洲地貌的形态、物质组成、成因。课标的达成方法是“通过野外观察或运用视频、图像”，本节课主要采用的是通过谷歌地图呈现图像，突出天兴洲河流地貌特征，强化视觉刺激；通过微课介绍观察地貌的一般方法，帮助学生提高地理实践力。

2.教材分析与学情分析

本节课是人教版（2017版）地理必修一第四章第二节的内容。本节在教材中起着承上启下的功能，教材在由外到内的顺序介绍完地球上的大气、水后再介绍地貌，地貌也是植被、土壤形成的重要因素。

本节内容以“观察地貌的顺序”“观察地貌的内容”“观察家乡的地貌”的顺序来呈现，体现出“方法—规律—应用”的编排思路。

高一的学生对地貌有一定的感性认识，但作为平原地区的城市学生，对地貌的观察机会较少，没有形成理性认识。学生对野外观察有很大兴趣，可组织学生外出或通过模型、VR、谷歌地图软件等在课堂内实现对地貌的观察。

3.教学目标

①科学教育（Science）：通过微课学习，了解地貌观察的顺序、内容的科学方法，提升地理实践力。

②技术教育（Technology）：通过操作谷歌地图软件，观察天兴洲地貌，体验遥感技术，深化对地理信息技术的应用。培养区域认知、综合思维能力。

③工程教育（Engineering）：学生围绕问题进行探究合作学习，培养解决地理问题、综合思维能力。

④艺术教育（Arts）：通过谷歌地球软件中观察天兴洲地貌得出的数据，建立3D打印模型，提高审美能力与3D绘图能力。

⑤数学教育（Mathematics）：通过谷歌地球软件中观察天兴洲地貌得出的数据，计算天兴洲相对高度、坡度、面积等数据，培养学生的数学统计分析能力。

⑥学业生涯教育：通过介绍与遥感相关的大学专业，做好学业生涯规划。通过制作天兴洲3D打印模型，激发对家乡的热爱，培养人地协调观。

4.教学设计理念

基于STEAM教育理念，在创设的真实情境中，通过自主或合作探究的方式，培养学生解决真实问题的能力，创新合作精神、探究意识，培养学生更高层次的地理核心素养。本节课教学的主要流程为“提出问题——分析问题——解决问题——拓展延伸”，每一个教学环节都体现了STEAM教育和地理核心素养。它们共同形成了一个良性循环系统。

本课设计主要借助于谷歌地图观察地貌、记录与计算地貌数据、3D建模打印突破教学重难点，了解地貌观察的顺序，能够在野外选择地貌观察点并确定地貌观察的顺序、内容，提高地理实践力。与实地野外地貌考察相比，利用谷歌地球软件观察地貌操作难度小、安全性高，更适用于后疫情时代。同时在教学过程中贯穿学业生涯规划，激发学生在高等教育阶段报考地理相关专业、继续学习地理3S技术的兴趣。

本节课的教学流程图如下：

图1 “地貌的观察”STEAM教学流程图

三、STEAM教学的实施

表1 STEAM教学实施过程

时长 教学环节 学生活动 教师活动 设计意图投影V型谷、冲积扇、冲积平原、三如何识别河流地貌类型？ 角洲地貌景观图。探究活动1 1.根据景观图，识别河流地貌类型。教师点评：该小组准确地找到了V科学教育5分组2.说出不同河流地貌类型形成原因。型谷、冲积平原的地貌景观图，并准 识别河流分析问题 各小组选择两个地貌类型展开讨论，小 确地说出了它们分别是由河流侵 成观察地组代表发言。蚀、河流堆积作用形成的。上一节 类型的科的内容掌握的十分扎实，相信在野外也能够准确地识别地貌类型。如何将等高线地形图与河流地貌对应？展示等高线地形图。探究活动2 1.将等高线地形图贴在对应的河流地貌 这位同学将等高线地形图与河流地5分钟 景观图下面。貌景观图一一对应，找的非常准艺术教育分析问题2.描述不同河流地貌等高线地形图的特 确。请你留步，以其中一个为例，说 地形图识点。说这个河流地貌的等高线地形图最 欣赏地图小组讨论后派代表上台粘贴、讲解。显著的特点是什么吗？如何在天兴洲进行地貌观察？1.收集天兴洲的地形图、遥感影像、考察工程教育报告、论文等资料。学，培养学2.操作谷歌地球软件识别天兴洲宏观、指导并帮助学生使用谷歌地图软件 问题的能微观地貌。进行地貌观察。3.用谷歌地球软件找到最高点、最低点 技术教育海拔，计算相对高度。提醒学生在操作时注意截图，展示 歌地图软4.绘制最高点和最低点之间的地形剖面 时要图文并茂。天兴洲地图，了解地势起伏状况。通过该小组分工合作明确，展示和 技术，深化探究活动3 5.测量天兴洲的面积、沙坡最大坡度。讲解清晰，通过这个观察记录表仿 技术的应15分6.观察不同地形类型的分布、土地利用 佛把天兴洲原原本本地还原在大家钟状况。眼前。数学教育解决问题 完成地貌观察记录表，小组代表上台分 文字的力量是有限的，在操作时，大 据，得出天享。家要注意将关键步骤和结果截图，度、坡度、经纬度 地貌 海拔 相对 坡度 图文并茂地展示更有说服力，更能 学生的数类型 高度 展现你们的地貌观察结果。能力。起伏 面积 土地 提问：天兴洲的地貌与该地的农业 应用地貌状况 形状 长宽 分布 利用 活动、居民点、交通方式、交通线路 观察家乡有什么关系？ 域认知能学生回答问题，学会利用地貌为生产生 实践力。活服务。教师点评、总结：技术教育制作天兴洲3D模型。该组设计的天兴洲旅游路线合理、软件，培养1.运用天兴洲地貌观察数据，利用3D建 有序、操作性强，游客在这条旅行线 印技术。探究活动4模软件为天兴洲建模。路上一定能充分地观赏到河流地8分钟2.如何为外地游客设计旅游路线，充分 貌、感受大美武汉的风情。拓展应用拓展延伸 展示天兴洲独特的地貌景观？ 在设计路线的时候还要充分考虑可 的方法解小组代表上台分享。能存在的安全风险，例如夏季暴雨 进一步提带来的水位上涨、流速加快；注意在 力，培养热课后打印天兴洲3D模型。考察和游览时不要乱扔垃圾、破坏 感。环境，保护天兴洲独特的地貌环境。：观察图片，地貌类型，形貌、识别地貌学思维。：通过等高线别地貌，学会之美。：问题式教生解决地理力。：通过操作谷件，在线观察貌，体验遥感对地理信息用。：通过计算数兴洲相对高面积等，培养学统计分析观察的方法地貌，提高区力、提升地理：操作3D建模3D建模及打，用地貌观察决实际问题，高地理实践爱家乡的情

时长 教学环节 学生活动 教师活动 设计意图2分钟 课堂小结天兴洲是长江中的一个沙洲，位于长江二桥下游约7km，洲顶高程在25m以上。四面环长江，东西长13公里，南北宽约2公里，面积约26平方公里。沙坡坡度较小，起伏和缓，主要是农业用地，是武汉市的瓜果生产基地。地貌对人们的生产生活影响很大，我们要爱护地貌景观，因地制宜地利用地貌，实现人地协调发展。如何用一句话向全世界推介天兴洲？通过本节课地貌观察的学习有哪些收获、启示？下节课带着观察记录表与3D打印模型实地考察天兴洲地貌。懂得地貌对人类生产生活的影响，形成因地制宜的思想，认同人地协调观。

四、STEAM教学反思

《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》中提出了3条重要的教学建议——重视问题式教学、加强地理实践、深化信息技术应用。这些建议与STEAM教学理念中的教学方法不谋而合。

1.重视问题式教学，设计问题链条

PBL教学方法是指基于项目的学习（Project-Based Learning）和基于问题的学习（Problem-based Learning）。两种教学都起始于一个开放的问题或项目，学生通过分工合作、收集资料和分析数据来解决问题。一个典型的STEAM课堂往往在包含多门学科的复杂情境中强调学生的设计能力与问题解决能力。本节课教学过程中，教师提出学习项目——利用谷歌地图观察天兴洲地貌，完成观察记录表，制作天兴洲3D模型。在研究过程中，教师设计问题链条，贯穿课堂始终。学生需要寻找合适的技术、分析数据，并设计、测试和改进解决方案，与同伴交流研究成果。

2.加强地理实践，创新实践模式

地理实践是支持学生地理学和核心素养发展的重要手段，STEAM教育理念倡导跨学科融合解决问题，解决这些问题可以采用不同的地理实践手段，如户外考察、模拟实验、社会调查等。通过地理实践使学生自主调动数学、技术、工程、艺术等学科知识与技能，更好地理解地理知识、解读地理现象、解决地理问题等，形成跨学科解决问题的思维素养。选择实践活动的方式要依据课标要求，充分考虑实践内容的适宜性和可行性，充分考虑学生、学校以及地区的条件和特点。例如“地貌的观察”一课中用谷歌软件观察替代野外观察，既符合课标中的“达成方法”要求，又考虑到武汉后疫情时代的防疫政策，组织学生户外考察难度大、风险高，是一种创新的实践模式。

3.应用信息技术，体现以生为本

武汉市的高中生，经过疫情期间的网络学习，大部分能熟练使用计算机、智能手机和各种线上学习APP，具备利用网络信息的能力，比较适应新的学习方式。针对不同的学习课题，教师要选择合适的信息技术手段辅助教学，实现科学教育与技术教育。课标要求中“达成方法”是野外观察的可以采用VR技术，“内容要求”中包含地理信息技术应用的则选用对应的3S技术软件，还可以改变传统的评价方式，实现即时、互动评价，使评价更有针对性。通过加强信息技术的应用，改变学生的学习方式、教师的教学方式和评价方式，实现师生互动、生生互动，体现以生为本。

高中地理STEAM教学以真实的情境为导入，教师和学生一起发现问题、分析问题、解决问题，对落实课标要求、培育地理核心素养、实现跨学科教育具有重要意义。高中地理STEAM教学的实践与探索，不仅可以完善高中STEAM教学理论，还能更好地促进学生全面而有个性的发展，为学生适应社会生活做准备、终身发展奠基础，落实立德树人的根本任务。