STEAM教育在高中地理實(shí)踐活動(dòng)中應(yīng)用
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摘要：地理學(xué)科是科學(xué)體系的重要組成部分，無(wú)論是對(duì)生命奧秘的探究，還是對(duì)未知世界的探索過(guò)程，都需要用到地理學(xué)科的知識(shí)。因此，在高中地理的教學(xué)中，針對(duì)地理學(xué)科的綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)受到了更多學(xué)者的關(guān)注。在我國(guó)的地理新課標(biāo)中，也明確說(shuō)明將培養(yǎng)學(xué)生的“地理實(shí)踐”能力作為高中地理教學(xué)的重要任務(wù)。但是在以往的教學(xué)過(guò)程中，老師往往會(huì)要求學(xué)生背誦各種地理知識(shí)，以應(yīng)對(duì)考試，這種灌輸式的教學(xué)方法雖然能夠讓學(xué)生熟悉地理知識(shí)，但是無(wú)法增強(qiáng)他們的實(shí)踐能力，對(duì)于培養(yǎng)地理學(xué)科的關(guān)鍵人才沒(méi)有太大的幫助。在這一背景下，有些學(xué)者提出將steam教育理念應(yīng)用在高中地理實(shí)踐活動(dòng)中，通過(guò)多學(xué)科結(jié)合的形式讓學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中能夠收獲更多，同時(shí)努力培養(yǎng)學(xué)生的地理核心素養(yǎng)。本文針對(duì)現(xiàn)在高中地理教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，同時(shí)，為解決這些問(wèn)題提出了基于STEAM理念的高中地理實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)方法。
關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；STEAM教育；高中地理實(shí)踐
引言
創(chuàng)客教育是一種興起于國(guó)外的教育教學(xué)理念，該理念讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)的過(guò)程中運(yùn)用多種學(xué)科知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的過(guò)程中也能夠掌握更強(qiáng)的實(shí)踐能力。我國(guó)為了能夠提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，也將這種教育理念引入教學(xué)中，讓學(xué)生能夠在實(shí)踐過(guò)程中加深對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和探索精神。如果將這一教學(xué)理念與學(xué)校中課程的實(shí)踐教學(xué)相融合，那么對(duì)于學(xué)生能力的提升將會(huì)有巨大的幫助。比如現(xiàn)在更為強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力的高中地理課程，當(dāng)學(xué)生在進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)的時(shí)候能夠利用自己的發(fā)散思維，與其他學(xué)科相聯(lián)系，并且提升自己在實(shí)踐活動(dòng)中解決問(wèn)題和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力。隨著高中地理新課標(biāo)的實(shí)施，對(duì)于“地理實(shí)踐力”的培養(yǎng)也成為課堂教育的關(guān)鍵，如何改變傳統(tǒng)的教學(xué)思想，讓學(xué)生從課堂中走出來(lái)參與到實(shí)踐活動(dòng)中去，成為高中地理老師需要思考的問(wèn)題。借助STEAM教學(xué)理念，在地理實(shí)踐活動(dòng)中引入其他學(xué)科進(jìn)行輔助教學(xué)，可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)幫助學(xué)生更好地參與到教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中去。
一、高中地理教學(xué)中存在的問(wèn)題
高中階段是學(xué)生了解并學(xué)會(huì)探索地理知識(shí)的關(guān)鍵時(shí)期，在這個(gè)過(guò)程中，老師通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生的地理實(shí)踐能力，能夠進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，幫助學(xué)生理清地理知識(shí)脈絡(luò)，為今后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。但是在現(xiàn)在的高中教學(xué)中存在著一些教學(xué)誤區(qū)，無(wú)法真正提升學(xué)生的地理綜合素養(yǎng)。
1.過(guò)分強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的記憶
在高中地理教學(xué)過(guò)程中，許多老師往往沿用以往的教學(xué)方法，將應(yīng)對(duì)考試作為地理教學(xué)的最主要目標(biāo)。為了能夠讓學(xué)生更快地熟悉高中地理課程內(nèi)容，許多老師會(huì)布置各種各樣的背誦任務(wù)，將本來(lái)以認(rèn)知和實(shí)踐為主的課程單純當(dāng)做依靠記憶學(xué)習(xí)的課程。這種教學(xué)方法不利于學(xué)生綜合能力的提升，同時(shí)對(duì)于學(xué)生今后的學(xué)習(xí)沒(méi)有太大的幫助，無(wú)法讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到地理知識(shí)的真正用途是什么。
2.教學(xué)過(guò)程枯燥乏味
地理知識(shí)大多數(shù)是人類(lèi)對(duì)地球探索的總結(jié)，地理知識(shí)不光與地理變化有關(guān)，同時(shí)還關(guān)系到生物的進(jìn)化與發(fā)展，可以說(shuō)是一個(gè)多學(xué)科綜合的知識(shí)框架。而在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，單純的知識(shí)講述不利于學(xué)生的理解，一些較為抽象和需要思維轉(zhuǎn)變的知識(shí)內(nèi)容，許多學(xué)生往往無(wú)法清楚地認(rèn)識(shí)，所以大多數(shù)地理教學(xué)都需要配合相應(yīng)的教學(xué)輔助工具。但是，在高中地理教學(xué)過(guò)程中，許多老師往往只是通過(guò)課本進(jìn)行教學(xué)，甚至連地球儀等基本的教學(xué)工具都不使用。這種單純的知識(shí)教學(xué)不利于學(xué)生興趣的培養(yǎng)，更不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。
二、STEAM教育理念在地理實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)
在新課標(biāo)的教學(xué)要求中，將“地理實(shí)踐力”作為學(xué)生的一種關(guān)鍵能力進(jìn)行培養(yǎng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)地理知識(shí)的同時(shí)，又能夠掌握這些知識(shí)在實(shí)踐活動(dòng)過(guò)程中的用途。同時(shí)地理實(shí)踐活動(dòng)不僅僅是對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，更是對(duì)學(xué)生綜合能力的提升。比如，在實(shí)踐過(guò)程中提升學(xué)生的觀(guān)察能力、分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ龋@些能力的提升才能夠保障學(xué)生地理核心素養(yǎng)的發(fā)展。與之相對(duì)應(yīng)的，STEAM教學(xué)理念能夠幫助學(xué)生綜合多種學(xué)科的教學(xué)特點(diǎn)，利用科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等學(xué)科拓展自己的思維能力，提升自己的實(shí)踐能力。相較于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，STEAM教學(xué)具有更強(qiáng)的跨學(xué)科性、趣味性、情境性和設(shè)計(jì)性等特點(diǎn)，能夠讓學(xué)生在動(dòng)手操作的過(guò)程中開(kāi)展獨(dú)立思考、團(tuán)隊(duì)協(xié)作以及動(dòng)手實(shí)踐等活動(dòng)。將課堂中所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐活動(dòng)中去，既是對(duì)知識(shí)的進(jìn)一步鞏固，同時(shí)也是對(duì)知識(shí)的一種拓展和探索。通過(guò)上述分析我們可以發(fā)現(xiàn)，STEAM教學(xué)模式與地理實(shí)踐活動(dòng)所提倡的理念相一致，如果將STEAM教學(xué)理念與地理實(shí)踐活動(dòng)結(jié)合，能夠充分發(fā)揮理念與實(shí)踐的雙重作用，讓學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中增強(qiáng)對(duì)地理學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的多學(xué)科發(fā)散性思維，將地理學(xué)習(xí)與其他學(xué)科知識(shí)相結(jié)合，對(duì)于提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)有著巨大的幫助作用。
三、STEAM教育理念與高中地理實(shí)踐活動(dòng)融合的建議
1.創(chuàng)建專(zhuān)業(yè)地理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)
STEAM教育理念主張運(yùn)用科技服務(wù)于學(xué)生的學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生的實(shí)踐能力的發(fā)展。學(xué)校引入地理專(zhuān)業(yè)設(shè)備，創(chuàng)建專(zhuān)業(yè)地理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，將是對(duì)地理實(shí)踐力培養(yǎng)的一個(gè)強(qiáng)大而有力的舉措。在專(zhuān)業(yè)化的地理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生借由高科技的專(zhuān)業(yè)工具，可以將地理工具的效能發(fā)揮得更加淋漓盡致，可以使得復(fù)雜抽象難以描述的地理現(xiàn)象和地理事物實(shí)現(xiàn)可視化和具體化，對(duì)學(xué)生的地理學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)有極大的幫助。例如：數(shù)字化地理實(shí)驗(yàn)室，其配置了各式各樣的地理地圖、模型和最新的數(shù)字星球系統(tǒng)，能讓學(xué)生對(duì)地理的認(rèn)知更具有直觀(guān)性。AR互動(dòng)沙盤(pán)的軟件部分結(jié)合了AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）、AI（人工智能）、交互、仿真、圖形學(xué)等眾多科技，可以更完美地展示等高線(xiàn)原理，地貌形態(tài)的塑造過(guò)程，流水侵蝕、搬運(yùn)、堆積作用過(guò)程等現(xiàn)象。AR沙盤(pán)的可操作性強(qiáng)，利于學(xué)生在課堂上主動(dòng)參與到地形的創(chuàng)建、地形地貌的分析，增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和求知欲望，改善了面對(duì)課本上平面等高線(xiàn)的枯燥環(huán)境。數(shù)字星球模型是現(xiàn)在所流行的天文地理展示設(shè)備，它可以分別演示天文和地理等三維內(nèi)容，其依靠圖像處理平臺(tái)把虛像投影到成像空間，通過(guò)精調(diào)三個(gè)面的成像融合，形成“實(shí)像”，給學(xué)生一種身臨其境的微妙感覺(jué)。
2.在地理實(shí)踐過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的多學(xué)科融合能力
STEAM教學(xué)理念涉及多學(xué)科的融合教學(xué)，這種教學(xué)理念與各學(xué)科知識(shí)的特點(diǎn)是相符合的，許多學(xué)科的發(fā)展都不是獨(dú)立存在的，都需要借助其他學(xué)科的幫助才能夠獲得今天的成就。所以老師在帶領(lǐng)學(xué)生參與地理實(shí)踐活動(dòng)的過(guò)程中可以逐漸培養(yǎng)學(xué)生的多學(xué)科融合的能力。比如在學(xué)習(xí)“大氣的受熱過(guò)程”時(shí)，為了讓學(xué)生能夠了解大氣受熱的發(fā)展變化，可以設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中利用A、B、C三個(gè)容器，將等量土壤分別倒入A、B、C容器內(nèi)，三個(gè)容器中均插入內(nèi)置溫度計(jì)，固定住后均覆蓋薄膜，靜置一段時(shí)間，記錄此時(shí)三個(gè)容器中的溫度。加熱裝置，將三個(gè)玻璃容器置于浴霸燈下方照射20分鐘，每隔5分鐘觀(guān)察一次容器的溫度。20分鐘后，關(guān)閉浴霸燈，撕開(kāi)C容器薄膜，靜置20分鐘觀(guān)察降溫情況，每隔5分鐘記錄一次A、C容器內(nèi)的溫度。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，空氣溫度變化不僅僅受到熱源的影響，同時(shí)還會(huì)受到保溫層的影響。在該實(shí)驗(yàn)中學(xué)生不僅會(huì)學(xué)到地理知識(shí)，同時(shí)還懂得了在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中如何控制變量，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)科融合能力。
3.開(kāi)展地理實(shí)踐活動(dòng)加強(qiáng)學(xué)生的交流互動(dòng)
地理實(shí)踐活動(dòng)是增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力與動(dòng)手能力的重要方式，同時(shí)通過(guò)這種形式也能夠提升學(xué)生對(duì)于書(shū)本知識(shí)的掌握能力。另外，地理實(shí)踐活動(dòng)更是學(xué)生了解外部世界，探索未知事物的有效途徑，學(xué)生們能夠根據(jù)自己感興趣的方面開(kāi)展探索，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)地理學(xué)科的理解與掌握。在地理實(shí)踐活動(dòng)開(kāi)展的過(guò)程中，每一個(gè)學(xué)生都會(huì)有自己的想法，而這些想法往往來(lái)自于不同的靈感，有些學(xué)生是通過(guò)一種途徑想到的，而有些學(xué)生則是通過(guò)另一種辦法實(shí)現(xiàn)的。如果學(xué)生能夠?qū)⒉煌乃枷胂嗷ソ涣鳌贤?，那么他們所能夠了解的將?huì)更多。在STEAM教學(xué)過(guò)程中，提倡的是多學(xué)科的融合，希望學(xué)生能夠利用多種知識(shí)來(lái)提升自身的綜合能力，而開(kāi)展同學(xué)之間的思想交流便是相互學(xué)習(xí)、思想融合的一個(gè)途徑。所以，老師可以在開(kāi)展地理實(shí)踐活動(dòng)的過(guò)程中，為學(xué)生們創(chuàng)建討論小組，讓學(xué)生們盡情地交流不同的想法，從而讓更多的學(xué)生有更加寬廣的思路。
四、結(jié)束語(yǔ)
STEAM教學(xué)理念的興起，是人們關(guān)注學(xué)生綜合素質(zhì)的重要表現(xiàn)。通過(guò)將STEAM教學(xué)理念引入地理實(shí)踐活動(dòng)中，不僅提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)還極大地增強(qiáng)了學(xué)生的認(rèn)知能力。在實(shí)踐活動(dòng)中能夠?qū)⒁恍┬掳l(fā)現(xiàn)與科學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科建立聯(lián)系，對(duì)于學(xué)生綜合能力的提升有著巨大的幫助作用。今后教師在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該大力推廣學(xué)科教學(xué)與STEAM教學(xué)理念的結(jié)合，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可以進(jìn)一步提升自己的綜合素養(yǎng)。
作者:夏錕 單位:山東省平度師范學(xué)校