孫 焓

（江蘇南京育英第二外國語學校，江蘇南京 210044）

初中地理教學中STEM理念的應用研究

孫 焓

（江蘇南京育英第二外國語學校，江蘇南京 210044）

2010年，中國開啟了新一輪的教改，人民網(wǎng)這樣來概括本次教改：“由‘規(guī)定動作’到‘自選動作’。”在此背景下，《義務教育地理課程標準（2011版）》應運而生，其對課程性質(zhì)、課程基本理念等進行了修改，強調(diào)了課程的生活性、實踐性等。然而，在日常教學中落實課程標準，絕非易事。放眼大洋彼岸的美國，也在進行著不同程度的教育改革。在美國教改領(lǐng)域中，值得注意的是，奧巴馬政府多次強調(diào)STEM的重要性，將STEM教育和國家競爭力緊密相聯(lián)，把STEM提升到國家戰(zhàn)略高度。另據(jù)報道，南京市自2015年9月將建設100個STEM課程實驗室，其中就包括地理實驗教室。筆者在2014年曾到美國四所高中，現(xiàn)場觀摩了幾節(jié)STEM課堂，收獲頗豐。筆者擬通過在分析初中地理教學現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，借鑒STEM教育精髓，實現(xiàn)初中地理教學方式的改革和創(chuàng)新。

初中地理教學；STEM教育

一、STEM教育簡介

STEM是指多學科的交叉集成，包括科學、技術(shù)、工程和數(shù)學四大領(lǐng)域，但并非四者的簡單組合，而是把學生學習到的各學科知識與機械過程轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€探究世界相互聯(lián)系的不同側(cè)面的過程。

在“項目引路（PLTW）”機構(gòu)網(wǎng)站上可以看到它對SETM教育特征描述為：“以活動為基礎(chǔ)、以項目為基礎(chǔ)和以問題解決為基礎(chǔ)的學習，提供一種動手做的課堂體驗。學生在應用所學到的數(shù)學和科學知識來應對世界重大挑戰(zhàn)時，他們創(chuàng)造、設計、建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)、合作并解決問題[1]。

二、現(xiàn)階段初中地理教學中存在的問題

1.教師教學過程和學生學習過程格式化

以一節(jié)初二年級的區(qū)級公開課為例，教者教齡五年，課題為《西雙版納》，教師課前進行了精心備課，制作了非常美觀、內(nèi)容豐富的幻燈片，從反饋練習效果看，學生也基本掌握了學習目標。

這節(jié)課從形式上說，有視頻；有小組討論；有角色扮演；有導學案；有反饋練習，在很多老師看來，如果一節(jié)公開課沒有這些，大家都會覺得不正常、有缺陷，為何？因為大家的腦海中對公開課已經(jīng)有了比較固定的“格式”，或者說叫“模板”。學生在分析地理位置時，被要求從“海陸、緯度、相對（半球）”設置好的填空開始，在其余活動環(huán)節(jié)中，學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題。在眾多“格式”的限制下，學生的思維很難發(fā)散，個性很難張揚。

2.學生缺乏實踐

2011版新課標對課程的實踐性這樣概括：“地理課程含有豐富的實踐內(nèi)容，包括圖表繪制、學具制作、實驗、演示、野外觀察、社會調(diào)查和鄉(xiāng)土地理考察等，是一門實踐性很強的課程。”[2]

由于條件限制，加上課時有限，只有少部分學校的地理課堂能夠開展豐富多彩的地理實踐活動，大部分學校只能進行圖表繪制等簡單實踐活動，甚至部分學校都沒有實踐活動。然而，實踐環(huán)節(jié)的缺失很大程度上降低了學習過程的趣味性，也降低了學習的深度，從而降低了學生學習地理的熱情。以至于很多學生對初中地理的最深印象就是考試前的“知識提綱”的背誦。

3.學生缺乏合作

筆者在2016年4月曾經(jīng)在本校初一、初二、初三三個年級做了一份關(guān)于合作學習的問卷調(diào)查，近1300份問卷中，78.2%的學生喜歡用小組合作的形式上課，只有5.2%的學生選擇老師會經(jīng)常組織小組合作式學習，91%的學生選擇老師會在公開課中采用小組合作學習，64%的學生認為相比于小組合作學習式的課堂，“常態(tài)課”能學到更多的知識。

這些數(shù)據(jù)反饋出的問題有，學生獨立學習活動占多數(shù)，合作學習很少；大部分學生喜歡小組合作學習的方式；小組合作學習更多的成為公開課上教師作秀的工具，大部分的小組合作學習效率不高。然而，經(jīng)過筆者對區(qū)內(nèi)外的6所學校的調(diào)查，這些現(xiàn)象并不是個案，而是具有普遍性的。

4.課堂預設成分多，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，很少有學生會主動問問題。那么，什么原因使得學生幾乎喪失了提出問題的能力？課堂中，學生的這種主動的問更多地被回答老師的問題所代替了。

很多老師在課堂中遇到學生突然提出的“跑偏”問題、“奇怪”問題，可能會避而不答地冷處理，其實，如果學生所提的問題不是和本節(jié)課毫無關(guān)系，我們是否可以考慮用合適的方式解答，而不是怕耽誤時間，課上不完，如果這些問題異常出彩，何不花點時間組織學生探討，這時的小組合作、小組間的交流以及對地理知識的運用也許來得更加真實、有效，這些生成某種意義上說，比教師備課中的預設來得更有價值。筆者認為應該珍惜并抓住每一次學生質(zhì)疑或提問的機會，讓這顆“種子”開花發(fā)芽。

三、初中地理教學中STEM理念應用案例

STEM教育的特點在于打破學科界限，建立學科集成，將思維習慣向“高階思維”提升。在活動、項目、問題解決的基礎(chǔ)上，引導學生創(chuàng)造、設計、建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)、合作并解決問題。而這些恰恰就是我們的新課改渴望達成的內(nèi)容。

筆者經(jīng)過歸納總結(jié)，擬借助STEM理念提出對上述問題的改進建議，并且進行了相關(guān)實踐。

1.活用教材，增強開放性，提升學生思維品質(zhì)

在每個STEM教育課例中，問題的設計是開放性的，學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，可以根據(jù)學情，敢于將教材內(nèi)容進行整合、重組。在編寫導學案時，少采用填空等限定格式類型的問題設計，更多的是有一定探究空間、開放性的問題設計。在學生的探究環(huán)節(jié)，教師不做過多的限制性要求，鼓勵學生在自主探究的基礎(chǔ)上，相互糾錯，發(fā)現(xiàn)并解決問題，把更多提問的機會留個學生，而不是老師的滿堂問。教師在課堂素材的選擇方面，一節(jié)沒有視頻，沒有動畫，沒有課件的課堂同樣可以非常精彩，立足輔助教學原則，不能讓課堂去為多媒體服務。

2.注重學科集成，引入項目式、課題式學法，為學生創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)搭建平臺

南京市STEM地理實驗教室的建設拉開了STEM教育走進地理學科的序幕，未來更多試點建成后將為STEM地理項目學習的開展提供基礎(chǔ)支撐。

筆者于2014年觀摩美國洛杉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上的汽車，數(shù)臺蘋果電腦及各種儀器和檢修設備，課題為“汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障檢測及修復”，課堂中，學生被分為4個組，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、修復策略制定及實踐四個任務，時間設定為半天，總結(jié)下來，本節(jié)課具備真實情境、探究、團隊協(xié)作、問題解決等要素，當然，這需要學生具備一定的與汽車相關(guān)的知識和實踐準備，很難復制照搬。而作為初中地理學科，可以借鑒STEM課程中項目學習的方式，拓展和提升學生學習的空間。

項目或者課題形式的學習實踐性強，學習內(nèi)容往往貼近學生的生活，與書本知識相比，對于孩子們有更強的吸引力，可以充分提高學生的參與度，特別是學生在數(shù)據(jù)采集、社會調(diào)查、實驗等環(huán)節(jié)中，會有大量的動手實踐的機會，實踐能力也會得以提升。如果以團隊形式開展，更能使學生的協(xié)作能力、團隊意識有有所提升。

筆者在學期初展開每月一次“我的課堂我做主”的課題自選活動，學生按照教師所列出的課題清單進行選擇，各個班級可以選擇不同課題，然后學生根據(jù)課題，進行研究性學習。

例如，我校六位來自三個年級的同學組成團隊，對我區(qū)冶山鐵礦進行采礦業(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?shù)夭傻V業(yè)的發(fā)展及其相關(guān)帶動效應、當?shù)夭傻V業(yè)發(fā)展帶來的環(huán)境問題、當?shù)厝绾螒獙λ媾R的資源即將枯竭問題等進行為期一個月四次的實地考察，在同學家長的支持下，本次活動順利展開，同學們深入到礦區(qū)進行實地調(diào)查，也得到了礦區(qū)領(lǐng)導的支持，委派了專門的工作人員進行講解，并且提供了相關(guān)的資料，在實地調(diào)查之后，6人小組對所搜集的資料進行了匯總，形成了一份初步調(diào)查報告，在每月一次的“探索發(fā)現(xiàn)”社團活動中展示并討論交流。學期末時還在全校師生面前做了匯報，受到了大家的一致贊譽，在此之后很多學科學習小組前來取經(jīng)，如雛鷹假日小隊，同學們在互相交流當中，再一次得到了提升。類似的自選課題研究性學習還有“對全面放開二孩政策的群眾問卷調(diào)查”“化學工業(yè)園區(qū)空氣質(zhì)量調(diào)查報告”“六合區(qū)國家地質(zhì)公園探秘”等等。

當然，如果課題選擇不合理或者準備不充分，學生在實際操作過程中會遇到很多困難，使得項目無法完成。因此，教師在進行項目、課題確定的時候，不管是網(wǎng)絡調(diào)查還是社會調(diào)查、野外考察等，一定要立足學情，選擇讓學生“跳一跳夠得著”的課題、項目，才能切實使得學生得到真正的鍛煉。

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，筆者在問及地球公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的地理現(xiàn)象的時候，有學生回答季節(jié)的變化和五帶，接著有學生反駁道：“課本上就是季節(jié)的變化，并沒有明確指出五帶是由于公轉(zhuǎn)產(chǎn)生”。此后，我們圍繞這個問題進行了專題分析—“地球五帶成因分析”。這節(jié)課，由于該問題的探究，預設的任務沒有完成，但學生在該問題的探究中表現(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，很多學生提出了問題，這些問題正是他們想要知道的，而不是老師要傳授給他們的。同時，本次活動還可能激發(fā)學生的批判性思維，不唯課本，從而加深了對課本知識的認識。

再如，在談到“活動積溫”概念時，有學生發(fā)問：“如果通過人工的方式在短時間內(nèi)讓農(nóng)作物得到成熟所需的積溫，它能成熟嗎？”當時我覺得這個問題我沒有把握回答，然后我和同學們一起討論起來，還請來了生物老師一起和學生探討，雖然最終沒有確定的答案，但過程中，每個學生都是專注的，思維是高度活躍的，這正是STEM教育所倡導的學科集成理念，在問題解決的基礎(chǔ)上，學生進行建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)、合作，這是傳統(tǒng)課堂達成不了的。

當然，預設和生成相輔相成，我們應該在做好預設的基礎(chǔ)上，注重課堂中生成性問題處理。

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

[2]中華人民共和國教育部制定.義務教育地理課程標準（2011版）[M].北京：北京師范大學出版社,2012.

孫焓，1984.5生，男，江蘇省灌南縣人，一級教師，現(xiàn)任南京育英第二外國語學校教師。