孫 焓

（江蘇南京育英第二外國(guó)語(yǔ)學(xué)校，江蘇南京 210044）

初中地理教學(xué)中STEM理念的應(yīng)用研究

孫 焓

（江蘇南京育英第二外國(guó)語(yǔ)學(xué)校，江蘇南京 210044）

2010年，中國(guó)開(kāi)啟了新一輪的教改，人民網(wǎng)這樣來(lái)概括本次教改：“由‘規(guī)定動(dòng)作’到‘自選動(dòng)作’?！痹诖吮尘跋?，《義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》應(yīng)運(yùn)而生，其對(duì)課程性質(zhì)、課程基本理念等進(jìn)行了修改，強(qiáng)調(diào)了課程的生活性、實(shí)踐性等。然而，在日常教學(xué)中落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)，絕非易事。放眼大洋彼岸的美國(guó)，也在進(jìn)行著不同程度的教育改革。在美國(guó)教改領(lǐng)域中，值得注意的是，奧巴馬政府多次強(qiáng)調(diào)STEM的重要性，將STEM教育和國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力緊密相聯(lián)，把STEM提升到國(guó)家戰(zhàn)略高度。另?yè)?jù)報(bào)道，南京市自2015年9月將建設(shè)100個(gè)STEM課程實(shí)驗(yàn)室，其中就包括地理實(shí)驗(yàn)教室。筆者在2014年曾到美國(guó)四所高中，現(xiàn)場(chǎng)觀摩了幾節(jié)STEM課堂，收獲頗豐。筆者擬通過(guò)在分析初中地理教學(xué)現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，借鑒STEM教育精髓，實(shí)現(xiàn)初中地理教學(xué)方式的改革和創(chuàng)新。

初中地理教學(xué)；STEM教育

一、STEM教育簡(jiǎn)介

STEM是指多學(xué)科的交叉集成，包括科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四大領(lǐng)域，但并非四者的簡(jiǎn)單組合，而是把學(xué)生學(xué)習(xí)到的各學(xué)科知識(shí)與機(jī)械過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)探究世界相互聯(lián)系的不同側(cè)面的過(guò)程。

在“項(xiàng)目引路（PLTW）”機(jī)構(gòu)網(wǎng)站上可以看到它對(duì)SETM教育特征描述為：“以活動(dòng)為基礎(chǔ)、以項(xiàng)目為基礎(chǔ)和以問(wèn)題解決為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，提供一種動(dòng)手做的課堂體驗(yàn)。學(xué)生在應(yīng)用所學(xué)到的數(shù)學(xué)和科學(xué)知識(shí)來(lái)應(yīng)對(duì)世界重大挑戰(zhàn)時(shí)，他們創(chuàng)造、設(shè)計(jì)、建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)、合作并解決問(wèn)題[1]。

二、現(xiàn)階段初中地理教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.教師教學(xué)過(guò)程和學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程格式化

以一節(jié)初二年級(jí)的區(qū)級(jí)公開(kāi)課為例，教者教齡五年，課題為《西雙版納》，教師課前進(jìn)行了精心備課，制作了非常美觀、內(nèi)容豐富的幻燈片，從反饋練習(xí)效果看，學(xué)生也基本掌握了學(xué)習(xí)目標(biāo)。

這節(jié)課從形式上說(shuō)，有視頻；有小組討論；有角色扮演；有導(dǎo)學(xué)案；有反饋練習(xí)，在很多老師看來(lái)，如果一節(jié)公開(kāi)課沒(méi)有這些，大家都會(huì)覺(jué)得不正常、有缺陷，為何？因?yàn)榇蠹业哪X海中對(duì)公開(kāi)課已經(jīng)有了比較固定的“格式”，或者說(shuō)叫“模板”。學(xué)生在分析地理位置時(shí)，被要求從“海陸、緯度、相對(duì)（半球）”設(shè)置好的填空開(kāi)始，在其余活動(dòng)環(huán)節(jié)中，學(xué)生的小組合作也大部分是在課本中找好答案之后填空，也包括最后的反饋練習(xí)題。在眾多“格式”的限制下，學(xué)生的思維很難發(fā)散，個(gè)性很難張揚(yáng)。

2.學(xué)生缺乏實(shí)踐

2011版新課標(biāo)對(duì)課程的實(shí)踐性這樣概括：“地理課程含有豐富的實(shí)踐內(nèi)容，包括圖表繪制、學(xué)具制作、實(shí)驗(yàn)、演示、野外觀察、社會(huì)調(diào)查和鄉(xiāng)土地理考察等，是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程?！盵2]

由于條件限制，加上課時(shí)有限，只有少部分學(xué)校的地理課堂能夠開(kāi)展豐富多彩的地理實(shí)踐活動(dòng)，大部分學(xué)校只能進(jìn)行圖表繪制等簡(jiǎn)單實(shí)踐活動(dòng)，甚至部分學(xué)校都沒(méi)有實(shí)踐活動(dòng)。然而，實(shí)踐環(huán)節(jié)的缺失很大程度上降低了學(xué)習(xí)過(guò)程的趣味性，也降低了學(xué)習(xí)的深度，從而降低了學(xué)生學(xué)習(xí)地理的熱情。以至于很多學(xué)生對(duì)初中地理的最深印象就是考試前的“知識(shí)提綱”的背誦。

3.學(xué)生缺乏合作

筆者在2016年4月曾經(jīng)在本校初一、初二、初三三個(gè)年級(jí)做了一份關(guān)于合作學(xué)習(xí)的問(wèn)卷調(diào)查，近1300份問(wèn)卷中，78.2%的學(xué)生喜歡用小組合作的形式上課，只有5.2%的學(xué)生選擇老師會(huì)經(jīng)常組織小組合作式學(xué)習(xí)，91%的學(xué)生選擇老師會(huì)在公開(kāi)課中采用小組合作學(xué)習(xí)，64%的學(xué)生認(rèn)為相比于小組合作學(xué)習(xí)式的課堂，“常態(tài)課”能學(xué)到更多的知識(shí)。

這些數(shù)據(jù)反饋出的問(wèn)題有，學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)活動(dòng)占多數(shù)，合作學(xué)習(xí)很少；大部分學(xué)生喜歡小組合作學(xué)習(xí)的方式；小組合作學(xué)習(xí)更多的成為公開(kāi)課上教師作秀的工具，大部分的小組合作學(xué)習(xí)效率不高。然而，經(jīng)過(guò)筆者對(duì)區(qū)內(nèi)外的6所學(xué)校的調(diào)查，這些現(xiàn)象并不是個(gè)案，而是具有普遍性的。

4.課堂預(yù)設(shè)成分多，生成少

筆者在與很多同仁的交流中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在的課堂中，很少有學(xué)生會(huì)主動(dòng)問(wèn)問(wèn)題。那么，什么原因使得學(xué)生幾乎喪失了提出問(wèn)題的能力？課堂中，學(xué)生的這種主動(dòng)的問(wèn)更多地被回答老師的問(wèn)題所代替了。

很多老師在課堂中遇到學(xué)生突然提出的“跑偏”問(wèn)題、“奇怪”問(wèn)題，可能會(huì)避而不答地冷處理，其實(shí)，如果學(xué)生所提的問(wèn)題不是和本節(jié)課毫無(wú)關(guān)系，我們是否可以考慮用合適的方式解答，而不是怕耽誤時(shí)間，課上不完，如果這些問(wèn)題異常出彩，何不花點(diǎn)時(shí)間組織學(xué)生探討，這時(shí)的小組合作、小組間的交流以及對(duì)地理知識(shí)的運(yùn)用也許來(lái)得更加真實(shí)、有效，這些生成某種意義上說(shuō)，比教師備課中的預(yù)設(shè)來(lái)得更有價(jià)值。筆者認(rèn)為應(yīng)該珍惜并抓住每一次學(xué)生質(zhì)疑或提問(wèn)的機(jī)會(huì)，讓這顆“種子”開(kāi)花發(fā)芽。

三、初中地理教學(xué)中STEM理念應(yīng)用案例

STEM教育的特點(diǎn)在于打破學(xué)科界限，建立學(xué)科集成，將思維習(xí)慣向“高階思維”提升。在活動(dòng)、項(xiàng)目、問(wèn)題解決的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造、設(shè)計(jì)、建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)、合作并解決問(wèn)題。而這些恰恰就是我們的新課改渴望達(dá)成的內(nèi)容。

筆者經(jīng)過(guò)歸納總結(jié)，擬借助STEM理念提出對(duì)上述問(wèn)題的改進(jìn)建議，并且進(jìn)行了相關(guān)實(shí)踐。

1.活用教材，增強(qiáng)開(kāi)放性，提升學(xué)生思維品質(zhì)

在每個(gè)STEM教育課例中，問(wèn)題的設(shè)計(jì)是開(kāi)放性的，學(xué)生的思維也是高度活躍的。因此，教師在每一章節(jié)內(nèi)容的備課時(shí)，可以根據(jù)學(xué)情，敢于將教材內(nèi)容進(jìn)行整合、重組。在編寫(xiě)導(dǎo)學(xué)案時(shí)，少采用填空等限定格式類型的問(wèn)題設(shè)計(jì)，更多的是有一定探究空間、開(kāi)放性的問(wèn)題設(shè)計(jì)。在學(xué)生的探究環(huán)節(jié)，教師不做過(guò)多的限制性要求，鼓勵(lì)學(xué)生在自主探究的基礎(chǔ)上，相互糾錯(cuò)，發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，把更多提問(wèn)的機(jī)會(huì)留個(gè)學(xué)生，而不是老師的滿堂問(wèn)。教師在課堂素材的選擇方面，一節(jié)沒(méi)有視頻，沒(méi)有動(dòng)畫(huà)，沒(méi)有課件的課堂同樣可以非常精彩，立足輔助教學(xué)原則，不能讓課堂去為多媒體服務(wù)。

2.注重學(xué)科集成，引入項(xiàng)目式、課題式學(xué)法，為學(xué)生創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)搭建平臺(tái)

南京市STEM地理實(shí)驗(yàn)教室的建設(shè)拉開(kāi)了STEM教育走進(jìn)地理學(xué)科的序幕，未來(lái)更多試點(diǎn)建成后將為STEM地理項(xiàng)目學(xué)習(xí)的開(kāi)展提供基礎(chǔ)支撐。

筆者于2014年觀摩美國(guó)洛杉Bell High Shool的一節(jié)STEM示范課，專用教室內(nèi)有一輛架在升降平臺(tái)上的汽車，數(shù)臺(tái)蘋(píng)果電腦及各種儀器和檢修設(shè)備，課題為“汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障檢測(cè)及修復(fù)”，課堂中，學(xué)生被分為4個(gè)組，分別完成故障碼數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析、修復(fù)策略制定及實(shí)踐四個(gè)任務(wù)，時(shí)間設(shè)定為半天，總結(jié)下來(lái)，本節(jié)課具備真實(shí)情境、探究、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、問(wèn)題解決等要素，當(dāng)然，這需要學(xué)生具備一定的與汽車相關(guān)的知識(shí)和實(shí)踐準(zhǔn)備，很難復(fù)制照搬。而作為初中地理學(xué)科，可以借鑒STEM課程中項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方式，拓展和提升學(xué)生學(xué)習(xí)的空間。

項(xiàng)目或者課題形式的學(xué)習(xí)實(shí)踐性強(qiáng)，學(xué)習(xí)內(nèi)容往往貼近學(xué)生的生活，與書(shū)本知識(shí)相比，對(duì)于孩子們有更強(qiáng)的吸引力，可以充分提高學(xué)生的參與度，特別是學(xué)生在數(shù)據(jù)采集、社會(huì)調(diào)查、實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)中，會(huì)有大量的動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，實(shí)踐能力也會(huì)得以提升。如果以團(tuán)隊(duì)形式開(kāi)展，更能使學(xué)生的協(xié)作能力、團(tuán)隊(duì)意識(shí)有有所提升。

筆者在學(xué)期初展開(kāi)每月一次“我的課堂我做主”的課題自選活動(dòng)，學(xué)生按照教師所列出的課題清單進(jìn)行選擇，各個(gè)班級(jí)可以選擇不同課題，然后學(xué)生根據(jù)課題，進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。

例如，我校六位來(lái)自三個(gè)年級(jí)的同學(xué)組成團(tuán)隊(duì)，對(duì)我區(qū)冶山鐵礦進(jìn)行采礦業(yè)發(fā)展相關(guān)情況調(diào)查并作出分析，主要圍繞冶山鐵礦的自然成因、當(dāng)?shù)夭傻V業(yè)的發(fā)展及其相關(guān)帶動(dòng)效應(yīng)、當(dāng)?shù)夭傻V業(yè)發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題、當(dāng)?shù)厝绾螒?yīng)對(duì)所面臨的資源即將枯竭問(wèn)題等進(jìn)行為期一個(gè)月四次的實(shí)地考察，在同學(xué)家長(zhǎng)的支持下，本次活動(dòng)順利展開(kāi)，同學(xué)們深入到礦區(qū)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，也得到了礦區(qū)領(lǐng)導(dǎo)的支持，委派了專門(mén)的工作人員進(jìn)行講解，并且提供了相關(guān)的資料，在實(shí)地調(diào)查之后，6人小組對(duì)所搜集的資料進(jìn)行了匯總，形成了一份初步調(diào)查報(bào)告，在每月一次的“探索發(fā)現(xiàn)”社團(tuán)活動(dòng)中展示并討論交流。學(xué)期末時(shí)還在全校師生面前做了匯報(bào)，受到了大家的一致贊譽(yù)，在此之后很多學(xué)科學(xué)習(xí)小組前來(lái)取經(jīng)，如雛鷹假日小隊(duì)，同學(xué)們?cè)诨ハ嘟涣鳟?dāng)中，再一次得到了提升。類似的自選課題研究性學(xué)習(xí)還有“對(duì)全面放開(kāi)二孩政策的群眾問(wèn)卷調(diào)查”“化學(xué)工業(yè)園區(qū)空氣質(zhì)量調(diào)查報(bào)告”“六合區(qū)國(guó)家地質(zhì)公園探秘”等等。

當(dāng)然，如果課題選擇不合理或者準(zhǔn)備不充分，學(xué)生在實(shí)際操作過(guò)程中會(huì)遇到很多困難，使得項(xiàng)目無(wú)法完成。因此，教師在進(jìn)行項(xiàng)目、課題確定的時(shí)候，不管是網(wǎng)絡(luò)調(diào)查還是社會(huì)調(diào)查、野外考察等，一定要立足學(xué)情，選擇讓學(xué)生“跳一跳夠得著”的課題、項(xiàng)目，才能切實(shí)使得學(xué)生得到真正的鍛煉。

3.利用好課堂中的生成性資源

比如在《地球的公轉(zhuǎn)》一課中，筆者在問(wèn)及地球公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的地理現(xiàn)象的時(shí)候，有學(xué)生回答季節(jié)的變化和五帶，接著有學(xué)生反駁道：“課本上就是季節(jié)的變化，并沒(méi)有明確指出五帶是由于公轉(zhuǎn)產(chǎn)生”。此后，我們圍繞這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了專題分析—“地球五帶成因分析”。這節(jié)課，由于該問(wèn)題的探究，預(yù)設(shè)的任務(wù)沒(méi)有完成，但學(xué)生在該問(wèn)題的探究中表現(xiàn)出了濃厚的興趣，并且積極參與討論，迸發(fā)出了思維的火花，很多學(xué)生提出了問(wèn)題，這些問(wèn)題正是他們想要知道的，而不是老師要傳授給他們的。同時(shí)，本次活動(dòng)還可能激發(fā)學(xué)生的批判性思維，不唯課本，從而加深了對(duì)課本知識(shí)的認(rèn)識(shí)。

再如，在談到“活動(dòng)積溫”概念時(shí)，有學(xué)生發(fā)問(wèn)：“如果通過(guò)人工的方式在短時(shí)間內(nèi)讓農(nóng)作物得到成熟所需的積溫，它能成熟嗎？”當(dāng)時(shí)我覺(jué)得這個(gè)問(wèn)題我沒(méi)有把握回答，然后我和同學(xué)們一起討論起來(lái)，還請(qǐng)來(lái)了生物老師一起和學(xué)生探討，雖然最終沒(méi)有確定的答案，但過(guò)程中，每個(gè)學(xué)生都是專注的，思維是高度活躍的，這正是STEM教育所倡導(dǎo)的學(xué)科集成理念，在問(wèn)題解決的基礎(chǔ)上，學(xué)生進(jìn)行建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)、合作，這是傳統(tǒng)課堂達(dá)成不了的。

當(dāng)然，預(yù)設(shè)和生成相輔相成，我們應(yīng)該在做好預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)上，注重課堂中生成性問(wèn)題處理。

[1]趙中建.STEM視野中的課程改革[J].人民教育，2014⑵：64-67.

[2]中華人民共和國(guó)教育部制定.義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社,2012.

孫焓，1984.5生，男，江蘇省灌南縣人，一級(jí)教師，現(xiàn)任南京育英第二外國(guó)語(yǔ)學(xué)校教師。